CN111360876A - 一种储能缓冲结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种储能缓冲结构，包括机架、支撑转轴、连接板、转接板、缓冲块、圆管、绳圆盘、缓冲绳和弹性件等部分。本发明提供的储能缓冲结构，改变了以往驱动部件和执行部件之间的刚性连接，采用缓冲绳和弹性件的配合实现弹性连接；在受到较大的冲击力时，比如跳跃、奔跑等剧烈运动过程中，可以是驱动部件和缓冲部分在弹性件和缓冲绳的共同作用下进行分离，增加缓冲、减振能力，增强对本体或其他电器件的保护能力，增强机器人的平衡和抗干扰能力。

Description

一种储能缓冲结构

技术领域

本发明涉及机器人特别是足式机器人末端或足端的缓冲领域，尤其涉及一种储能缓冲结构。

背景技术

国内、外的一些足式机器人的末端或足端结构大多采用橡胶的包覆结构，驱动部和执行部一般是刚性连接，这种橡胶包覆结构，在小的冲击下尚可起到一定的缓冲、减震的作用；但如遇到大的冲击，例如一定高度的跳跃，奔跑等，对足端、腿部乃至整个躯体部的零部件和电器件是一个不小冲击，长期的冲击下会对设备的性能造成非常大的影响。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一，提供一种能够在剧烈运动中很好的起到缓冲、减振功能的储能缓冲结构。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种储能缓冲结构，包括，

机架，所述机架包括相对设置的两个；

支撑转轴，所述支撑转轴的两端通过转轴轴承分别与两个机架可旋转的连接；

连接板，所述连接板与所述支撑转轴固定连接；

转接板，所述转接板与所述连接板固定连接；

缓冲块，所述缓冲块安装在所述转接板上；

圆管，所述圆管上端固定在所述转接板上，所述圆管的下端设置有支脚；

绳圆盘，所述绳圆盘通过圆盘轴承相对所述支撑转轴可旋转的连接在所述支撑转轴上；

缓冲绳，所述缓冲绳的一端固定在所述绳圆盘上，所述缓冲绳可缠绕在所述绳圆盘上；

弹性件，所述弹性件位于所述转接板与所述缓冲绳之间；

弹性件支撑管，所述弹性件远离所述缓冲绳的一端与所述弹性件支撑管连接；

滑动套，所述滑动套与所述弹性件支撑管连接，所述滑动套跟随所述弹性件的拉伸或压缩在所述圆管内滑动；

预紧螺母，所述预紧螺母通过螺母压盖与所述滑动套连接，调节所述预紧螺母，可以带动所述滑动套滑动，以拉伸或者压缩所述弹性件；

所述预紧螺母安装在所述圆管的下端，所述弹性件、弹性件支撑管、滑动套从上至下依次设置在所述圆管内部；

驱动部件，所述驱动部件用于带动所述绳圆盘围绕所述支撑转轴转动；

所述缓冲块在所述缓冲绳被拉紧时，抵靠在所述绳圆盘上。

一些实施例中，所述驱动部件包括驱动电机、第一链轮、链条和第二链轮，所述第一链轮与所述驱动电机的输出轴连接，所述第一链轮在驱动电机的驱动下转动；所述第二链轮套设在所述支撑转轴上并与所述绳圆盘连接，用于驱动所述绳圆盘围绕所述支撑转轴转动；所述第一链轮通过所述链条带动所述第二链轮转动。

一些实施例中，所述缓冲绳的一端通过销钉固定在所述绳圆盘上。

一些实施例中，所述圆盘轴承包括间隔设置的两个，两个所述圆盘轴承之间设置有间隔套筒。

一些实施例中，所述连接板包括相对间隔设置的两个，所述转接板连接在两个所述连接板之间。

一些实施例中，所述连接板通过顶丝固定与所述支撑转轴固定连接。

一些实施例中，所述支脚包括气囊碗和气囊，所述气囊碗设置在所述圆管的下端，所述气囊安装在所述气囊碗内。

一些实施例中，所述缓冲绳为钢丝绳，所述弹性件为弹簧。

本发明的有益效果在于：本发明提供的储能缓冲结构，改变了以往驱动部件和执行部件之间的刚性连接，采用缓冲绳和弹性件的配合实现弹性连接；在受到较大的冲击力时，比如跳跃、奔跑等剧烈运动过程中，可以是驱动部件和缓冲部分在弹性件和缓冲绳的共同作用下进行分离，增加缓冲、减振能力，增强对本体或其他电器件的保护能力，增强机器人的平衡和抗干扰能力。

附图说明

图1是本发明一个实施例中，驱动部件的结构组成示意图。

图2是本发明一个实施例中，储能缓冲结构的立体结构示意图。

图3是本发明一个实施例中，储能缓冲结构的剖面视图。

图4是本发明一个实施例中，缓冲绳、弹性件及弹性件支撑管等结构的配合结构示意图。

图5是本发明一个实施例中，储能缓冲结构的整体结构示意图。

图6是本发明一个实施例中，缓冲块与绳圆盘抵靠在一起的结构示意图。

图7是本发明一个实施例中，缓冲块与绳圆盘分离的结构示意图。

附图标记：

机架10；支撑转轴20；转轴轴承21；连接板30；转接板31；缓冲块32；顶丝33；圆管40；绳圆盘50；缓冲绳51；弹性件52；弹性件支撑管53；滑动套54；预紧螺母55；螺母压盖56；销钉57；驱动电机61；第一链轮62；链条63；第二链轮64；圆盘轴承80；间隔套筒81；支脚90；气囊碗91；气囊92。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合附图1至图7详细说明一下本发明提供的储能缓冲结构。

如图2、图3和图4所示，本发明一个实施例中，储能缓冲结构包括机架10，所示机架10包括相对设置的两个。两个机架10相对设置，可以提高整个结构的安装稳定性，同时，支撑转轴20支撑在两个机架10之间，保证了支撑转轴20旋转的稳定性。

支撑转轴20的两端通过转轴轴承21分别与两个机架10可旋转的连接，两个机架10将支撑转轴20架在两个机架10之间的空间内，同时，支撑转轴20可以通过转轴轴承21相对机架10旋转。支撑转轴20的每一端配合一个转轴轴承21，该转轴轴承21安装在机架10上。

为了带动下侧圆管40及支脚90等部件的运动，支撑转轴20上固定连接有连接板30，连接板30上安装有转接板31，而下侧的圆管40顶端与转接板31连接；支撑转轴20旋转会带动连接板30、转接板31围绕支撑转轴20运动，进而带动下侧的圆管40动作。

为了与绳圆盘50进行配合，以起到很好的缓冲作用；在转接板31上安装有缓冲块32，缓冲块32正常状态时，依靠弹性件52的预紧力作用，与绳圆盘50紧贴在一起，形成相互作用的预紧力；在发生撞击等剧烈运动时，缓冲块32会在绳圆盘50及缓冲绳51的作用下与绳圆盘50分离，提供更大的缓冲空间。而预紧力的大小是通过调节预紧螺母55，进而来调节弹性件52的压缩量来实现的。

圆管40的上端固定在转接板31上，下端设置有支脚90；支脚90是整个结构的外部受力点，支脚90设置在圆管40的下端；如此，当支脚90受较小的力时，缓冲块32与绳圆盘50不会分离，当支脚90受较大的力时，缓冲块32与绳圆盘50会产生分离，缓冲绳51会在绳圆盘50上绕行。

绳圆盘50通过圆盘轴承80相对所述支撑转轴20可旋转的连接在所述支撑转轴20上，驱动部件可以驱动绳圆盘50围绕支撑转轴20转动。

缓冲绳51的一端固定在绳圆盘50上；绳圆盘50上设置有缓冲绳51容纳凹槽，缓冲绳51可以缠绕在绳圆盘50的容纳凹槽内。在受力时，可以通过绳圆盘50的转动，释放或者收紧缓冲绳51，以调节绳圆盘50与缓冲块32之间抵靠或者分离，提供更大的缓冲空间。

弹性件52与缓冲绳51连接，通过预紧螺母55的动作，实现对弹性件52的压缩或者拉伸，以调节缓冲绳51的长短(竖直方向的长短，绳圆盘50上缠绕的缓冲绳51多，竖直方向的缓冲绳51就短；反之亦然)，即调节缓冲力的大小。

弹性件52远离缓冲绳51的一端与弹性件支撑管53连接；通过弹性件支撑管53与滑动套54以及预紧螺母55的配合，滑动套54随着弹性件52的运动而一起运动。

滑动套54下侧设置有螺母压盖56和预紧螺母55，预紧螺母55通过螺母压盖56与滑动套54连接，调节预紧螺母55，可以带动滑动套54在圆管40中滑动，以拉伸或压缩所述弹性件52，实现缓冲力大小的调节。

整个结构中，弹性件52、弹性件支撑管53、滑动套54从上至下依次设置在圆管40内部。

驱动部件用于带动绳圆盘50围绕支撑转轴20转动，以实现机构的正常工作。

在本发明中，缓冲块32在缓冲绳51被拉紧时，抵靠在绳圆盘50上。

本发明提供的储能缓冲结构，改变了以往驱动部件和执行部件之间的刚性连接，采用缓冲绳51和弹性件52的配合实现弹性连接；在受到较大的冲击力时，比如跳跃、奔跑等剧烈运动过程中，可以是驱动部件和缓冲部分在弹性件52和缓冲绳51的共同作用下进行分离，增加缓冲、减振能力，增强对本体或其他电器件的保护能力，增强机器人的平衡和抗干扰能力。

本发明的一个具体实施例中，如图1所示，所述驱动部件包括驱动电机61、第一链轮62、链条63和第二链轮64，所述第一链轮62与所述驱动电机61的输出轴连接，所述第一链轮62在驱动电机61的驱动下转动；所述第二链轮64套设在所述支撑转轴20上并与所述绳圆盘50连接，用于驱动所述绳圆盘50围绕所述支撑转轴20转动；所述第一链轮62通过所述链条63带动所述第二链轮64转动。

所述缓冲绳51的一端通过销钉57固定在所述绳圆盘50上，如图2所示，使得缓冲绳51可以在绳圆盘50上以销钉57为固定点绕行。

所述圆盘轴承80包括间隔设置的两个，两个所述圆盘轴承80之间设置有间隔套筒81。间隔套筒81将两个圆盘轴承80隔开，防止相互之间发生接触摩擦，影响转动。

所述连接板30包括相对间隔设置的两个，所述转接板31连接在两个所述连接板30之间。

所述连接板30通过顶丝33固定与所述支撑转轴20固定连接。

如图2和图5所示，本发明一个实施例中，所述支脚90包括气囊碗91和气囊92，所述气囊碗91设置在所述圆管40的下端，所述气囊92安装在所述气囊碗91内。

所述缓冲绳51为钢丝绳，所述弹性件52为弹簧。

如图1所示，驱动部件包括驱动电机61、第一链轮62、链条63和第二链轮64，这只是本发明中的一个具体实施例，在本申请中，并不限于用链轮和链条63来驱动；其他的驱动方式，比如电机直驱、通过皮带、连杆等其他方式驱动，也是可行的。驱动电机61与第一链轮62相连，带动第一链轮62旋转；第一链轮62通过链条63与第二链轮64连接，带动第二链轮64跟随第一链轮62的旋转而转动，从而实现驱动功能。

在本发明中，通过调节预紧螺母55，进而调节弹性件52的预紧压缩量，当弹性件52被预紧压缩到一定程度时，绳圆盘50在弹性件52传递给缓冲绳51的拉力下，压在缓冲块32上，从而使得缓冲块32和绳圆盘50抵靠在一起。如图6所示，为缓冲块32与绳圆盘50抵靠在一起的示意图；图7为缓冲块32与绳圆盘50分离的结构示意图。

本发明的上述实施例中，驱动部件与缓冲部分不是刚性连接在一起，而是通过弹性件52的预紧力将缓冲块32和绳圆盘50压合并抵靠在一起，形成弹性连接；并且通过调节弹性件52的预紧力，可以调节整个结构储能缓冲力的大小。当末端受到较大冲击的时候，如果冲击力大于弹性件52的预紧力，在圆管40的带动下，弹性件52被压缩，绳圆盘50与缓冲块32会发生分离，缓冲绳51在绳圆盘50上缠绕，此时外部冲击力被弹性件52的弹力抵消，实现了储能缓冲，避免了机体其他部件受到较大冲击。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种储能缓冲结构，其特征在于，包括，

机架，所述机架包括相对设置的两个；

支撑转轴，所述支撑转轴的两端通过转轴轴承分别与两个机架可旋转的连接；

连接板，所述连接板与所述支撑转轴固定连接；

转接板，所述转接板与所述连接板固定连接；

缓冲块，所述缓冲块安装在所述转接板上；

圆管，所述圆管上端固定在所述转接板上，所述圆管的下端设置有支脚；

绳圆盘，所述绳圆盘通过圆盘轴承相对所述支撑转轴可旋转的连接在所述支撑转轴上；

缓冲绳，所述缓冲绳的一端固定在所述绳圆盘上，所述缓冲绳可缠绕在所述绳圆盘上；

弹性件，所述弹性件位于所述转接板与所述缓冲绳之间；

弹性件支撑管，所述弹性件远离所述缓冲绳的一端与所述弹性件支撑管连接；

滑动套，所述滑动套与所述弹性件支撑管连接，所述滑动套跟随所述弹性件的拉伸或压缩在所述圆管内滑动；

预紧螺母，所述预紧螺母通过螺母压盖与所述滑动套连接，调节所述预紧螺母，可以带动所述滑动套滑动，以拉伸或者压缩所述弹性件，进而调节弹性件的预紧力；

所述预紧螺母安装在所述圆管的下端，所述弹性件、弹性件支撑管、滑动套从上至下依次设置在所述圆管内部；

驱动部件，所述驱动部件用于带动所述绳圆盘围绕所述支撑转轴转动；

所述缓冲块在所述缓冲绳被拉紧时，抵靠在所述绳圆盘上。

2.根据权利要求1所述的储能缓冲结构，其特征在于，所述驱动部件包括驱动电机、第一链轮、链条和第二链轮，所述第一链轮与所述驱动电机的输出轴连接，所述第一链轮在驱动电机的驱动下转动；所述第二链轮套设在所述支撑转轴上并与所述绳圆盘连接，用于驱动所述绳圆盘围绕所述支撑转轴转动；所述第一链轮通过所述链条带动所述第二链轮转动。

3.根据权利要求1所述的储能缓冲结构，其特征在于，所述缓冲绳的一端通过销钉固定在所述绳圆盘上。

4.根据权利要求1所述的储能缓冲结构，其特征在于，所述圆盘轴承包括间隔设置的两个，两个所述圆盘轴承之间设置有间隔套筒。

5.根据权利要求1所述的储能缓冲结构，其特征在于，所述连接板包括相对间隔设置的两个，所述转接板连接在两个所述连接板之间。

6.根据权利要求1所述的储能缓冲结构，其特征在于，所述连接板通过顶丝固定与所述支撑转轴固定连接。

7.根据权利要求1所述的储能缓冲结构，其特征在于，所述支脚包括气囊碗和气囊，所述气囊碗设置在所述圆管的下端，所述气囊安装在所述气囊碗内。

8.根据权利要求1所述的储能缓冲结构，其特征在于，所述缓冲绳为钢丝绳，所述弹性件为弹簧。

Images