CN112046636A - 腿部机构及多足机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种腿部机构及多足机器人,腿部机构包括:关节组件,关节组件包括侧摆舵机、均由侧摆舵机驱动侧摆的小腿舵机和大腿舵机以及舵机框架,至少大腿舵机固定于舵机框架内;大腿结构件,由大腿舵机驱动;小腿传动组件,由小腿舵机驱动;以及小腿结构件,转动连接于大腿结构件且由小腿舵机通过小腿传动组件驱动;大腿结构件、小腿传动组件和小腿结构件设于舵机框架的同一侧。本发明提供的腿部机构及多足机器人,大腿结构件、小腿传动组件和小腿结构件模块化,能够很方便的与舵机框架分离,从而便于更换关节组件以及模块化的大腿结构件、小腿传动组件和小腿结构件。
Description
技术领域
本发明属于机器人技术领域,更具体地说,是涉及一种腿部机构及多足机器人。
背景技术
多足机器人以多足动物为仿生对象,具有像多足动物那样灵活运动的潜在能力,如四足机器人稳定性较好,六足机器人工作效率较高。多足机器人可用于灾难救援、勘测探索、安防巡检等多个领域。多足机器人由于其灵活性较强,多用于环境较为恶劣的场景,在恶劣场景中使用时,机器人腿部的腿部结构件、腿部舵机等容易损坏,不容易更换。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种腿部机构及多足机器人,以解决现有技术中存在的机器人腿部的结构件、舵机等不容易更换的技术问题。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种腿部机构,包括:
关节组件,所述关节组件包括侧摆舵机、小腿舵机、大腿舵机以及舵机框架,所述小腿舵机、所述大腿舵机以及所述舵机框架均由所述侧摆舵机驱动侧摆,至少所述大腿舵机固定于所述舵机框架内;
大腿结构件,由所述大腿舵机驱动;
小腿传动组件,由所述小腿舵机驱动;以及
小腿结构件,转动连接于所述大腿结构件且由所述小腿舵机通过所述小腿传动组件驱动;
所述大腿结构件、所述小腿传动组件和所述小腿结构件设于所述舵机框架的同一侧。
在一个实施例中,所述大腿舵机和所述小腿舵机并排固定于所述舵机框架内,且所述大腿舵机的输出轴和所述小腿舵机的输出轴平行设置。
在一个实施例中,所述大腿结构件转动连接于所述小腿舵机的输出轴,且所述大腿舵机的输出轴和所述大腿结构件之间设有第一大腿传动组件。
在一个实施例中,所述第一大腿传动组件包括第一连杆和第二连杆,所述第一连杆远离所述第二连杆的一端固定连接于所述大腿舵机的输出轴,所述第二连杆的一端转动连接于所述第一连杆,所述第二连杆的另一端转动连接于所述大腿结构件。
在一个实施例中,所述小腿传动组件包括第三连杆和第四连杆,所述第三连杆的远离所述第四连杆一端固定连接于所述小腿舵机的输出轴,所述第四连杆的其中一端转动连接于所述第三连杆,所述第四连杆的另一端转动连接于所述小腿结构件。
在一个实施例中,所述小腿传动组件设于所述大腿结构件内。
在一个实施例中,所述大腿结构件固定连接于所述大腿舵机的输出轴,所述小腿传动组件包括第一轮式组件和第一连杆组件,所述第一轮式组件的第一传动轮固定连接于所述小腿舵机的输出轴,所述第一轮式组件的第二传动轮连接于所述大腿舵机的输出轴,所述第一连杆组件传动连接于所述第二传动轮和所述小腿结构件之间。
在一个实施例中,所述第二传动轮与所述大腿舵机的输出轴同轴设置。
在一个实施例中,所述第一轮式组件为链轮组件,所述链轮组件包括第一传动轮、第二传动轮和链条,所述第一传动轮和所述第二传动轮均为链轮;或者,
所述第一轮式组件为带轮组件,所述带轮组件包括第一传动轮、第二传动轮和皮带,所述第一传动轮和所述第二传动轮均为皮带轮;或者,
所述第一轮式组件为齿轮组件,所述齿轮组件包括相互啮合的第一传动轮和第二传动轮,所述第一传动轮和第二传动轮均为齿轮。
在一个实施例中,所述第一连杆组件包括第五连杆和第六连杆,所述第五连杆的远离所述第六连杆的一端固定于所述第二传动轮,所述第六连杆的一端转动连接于所述第五连杆,所述第六连杆的另一端转动连接于所述小腿结构件。
在一个实施例中,所述大腿舵机的输出轴和所述大腿结构件之间设有第二大腿传动组件,所述大腿结构件通过所述第二大腿传动组件驱动所述大腿结构件旋转。
在一个实施例中,所述小腿传动组件包括第二轮式组件和第二连杆组件,所述第二轮式组件的第三传动轮固定连接于所述小腿舵机的输出轴,所述第二连杆组件传动连接于所述第二轮式组件的第四传动轮和所述小腿结构件之间。
在一个实施例中,所述第四传动轮和所述第二大腿传动组件的动力输出轴同轴设置。
在一个实施例中,所述第二连杆组件包括第七连杆和第八连杆,所述第七连杆的远离所述第八连杆的一端固定于所述第四传动轮,所述第八连杆的一端转动连接于所述第七连杆,所述第八连杆的另一端转动连接于所述小腿结构件。
在一个实施例中,所述第二大腿传动组件和所述第二轮式组件均为链轮组件、带轮组件或齿轮组件。
在一个实施例中,所述大腿舵机固定于所述舵机框架内,所述大腿结构件固定连接于所述大腿舵机的输出轴,且所述小腿舵机固定于所述大腿结构件内。
在一个实施例中,所述小腿传动组件为第一同步轮组件。
在一个实施例中,所述小腿舵机包括小腿电机、与所述小腿电机分体设置的减速器以及传动连接所述小腿电机和所述减速器的第二同步轮组件。
本发明还提供一种多足机器人,包括上述的腿部机构。
本发明提供的腿部机构及多足机器人的有益效果在于:与现有技术相比,本发明腿部机构包括关节组件、大腿结构件、小腿结构件和小腿传动组件,关节组件包括侧摆舵机、大腿舵机、小腿舵机和舵机框架,至少大腿舵机固定在舵机框架内,且大腿结构件、小腿传动组件和小腿结构件设于舵机框架的同一侧,使得大腿结构件、小腿传动组件和小腿结构件模块化,能够很方便的与舵机框架分离,从而便于更换全部或部分关节组件以及模块化的大腿结构件、小腿传动组件和小腿结构件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的腿部机构的立体结构图;
图2为本发明实施例一提供的腿部机构的爆炸结构图;
图3为本发明实施例一提供的腿部机构的侧视图(隐藏部分大腿结构件);
图4为本申请实施例二提供的腿部机构的立体结构图;
图5为本申请实施例三提供的腿部机构的立体结构图;
图6为本申请实施例三提供的腿部机构的爆炸结构图;
图7为本申请实施例四提供的腿部机构的立体结构图;
图8为本申请实施例四提供的腿部机构的爆炸结构图;
图9为本发明实施例四提供的腿部机构的剖视图;
图10为本发明实施例五提供的腿部机构的立体结构图;
图11为本发明实施例五提供的腿部机构的的内部结构图;
图12为本发明实施例提供的四足机器人的立体结构图。
其中,图中各附图标记:
100-腿部机构;1-关节组件;11-侧摆舵机;12-大腿舵机;13-小腿舵机;14-舵机框架;2-大腿结构件;21-大腿前盖;22-大腿后盖;3-小腿结构件;4a-小腿传动组件;41-第三连杆;42-第四连杆;5a-第一大腿传动组件;51-第一连杆;52-第二连杆;6-脚部结构件;7a-连杆端盖;
200-腿部机构;7b-连杆端盖;71-凸台;
300-腿部机构;4b-小腿传动组件;43-第一轮式组件;431-第一传动轮;432-第二传动轮;433-链条;434-顶链器;44-第一连杆组件;441-第五连杆;442-第六连杆;
400-腿部机构;4c-小腿传动组件;45-第二轮式组件;451-第三传动轮;452-第四传动轮;46-第二连杆组件;461-第七连杆;462-第八连杆;5b-第二大腿传动组件;53-第一齿轮;54-第二齿轮;
500-腿部机构;15-舵机框架;16-小腿舵机;161-小腿电机;162-减速器;4d-小腿传动组件;47-第一皮带轮;48-第二皮带轮;49-皮带;491-张紧轮;
600-躯干结构。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“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。
现对本发明实施例提供的腿部机构进行说明。
实施例一:
请参阅图1及图2,腿部机构100包括关节组件1、大腿结构件2、小腿结构件3和小腿传动组件4,小腿结构件3转动连接于大腿结构件2。关节组件1包括侧摆舵机11、大腿舵机12、小腿舵机13和舵机框架14,大腿舵机12固定于舵机框架14内;侧摆舵机11用于使大腿舵机12、小腿舵机13、大腿结构件2和小腿结构件3同时摆动,实现腿部的侧摆运动;大腿舵机12用于驱动大腿结构件2转动,实现大腿结构件2的前摆;小腿舵机13用于驱动小腿结构件3相对大腿结构件2转动,更具体地,小腿舵机13通过小腿传动组件4a驱动小腿结构件3的摆动,实现小腿结构件3的前摆。大腿结构件2、小腿传动组件4a和小腿结构件3设于舵机框架14的同一侧,使大腿结构件2、小腿传动组件4a和小腿结构件3模块化,能够与舵机框架14更快捷地分离,在恶劣条件下使用时,便于更换全部或部分关节组件1以及模块化的大腿结构件2、小腿传动组件4和小腿结构件3。
在本实施例中,请参阅图2及图3,大腿舵机12和小腿舵机13并排固定于舵机框架14内,且大腿舵机12的输出轴和小腿舵机13的输出轴平行设置,使关节组件1形成一个模块化的整体,腿部机构100的其他部件如大腿结构件2、小腿结构件3、小腿传动组件4形成另一个模块化的整体,使该实施例中的腿部机构100更容易更换部件。其中,侧摆舵机11的输出轴和大腿舵机12的输出轴垂直设置,从而分别实现腿部机构100的侧摆运动和前摆运动。
可选地,大腿舵机12内集成有大腿电机和电机减速器,小腿舵机13内集成有小腿电机和电机减速器,大腿舵机12和小腿舵机13均属于直驱式关节,可以减小舵机本身的传动间隙,使得腿部机构100的运动精度更高,还可以减小腿部机构100的整体宽度,使腿部机构100更加小型化。
在本实施例中,请参阅图2及图3,大腿结构件2转动连接于小腿舵机13的输出轴,而且大腿舵机12的输出轴和大腿结构件2之间设有第一大腿传动组件5a,即第一大腿传动组件5a的动力输入端与大腿舵机12的输出轴固定连接,第一大腿传动组件5a的动力输出端与大腿结构件2连接。大腿舵机12工作时,带动第一大腿传动组件5a运动,而第一大腿传动组件5a连接于大腿结构件2,使大腿结构件2绕小腿舵机13的输出轴转动,实现大腿结构件2的前摆。
可选地,第一大腿传动组件5a包括第一连杆51和第二连杆52,第一连杆51的远离第二连杆52的一端固定连接于大腿舵机12的输出轴,第二连杆52的一端转动连接于第一连杆51,第二连杆52的一端则转动连接于大腿结构件2,而且,第二连杆52与大腿结构件2的转动连接处偏离大腿结构件2的转动中心。具体地,结合图3,大腿舵机12输出轴在侧视图上的投影点为A1、第一连杆51和第二连杆52的转动连接点为A2、第二连杆52和大腿结构件2的转动连接点为A3、小腿舵机13输出轴在侧视图上的投影点为A4,第一连杆51、第二连杆52、大腿结构件2、大腿舵机12和小腿舵机13输出轴的连线分别用A1A2、A2A3、A3A4、A4A1代替,A1A2、A2A3、A3A4、A4A1则组成四杆机构,其中A4A1为固定杆。当大腿舵机12工作时,固定于大腿舵机12输出轴的A1A2则随之摆动,从而带动A2A3和A3A4摆动,即带动大腿结构件2摆动,实现大腿结构件2的前摆。在其他实施例中,第一大腿传动组件5a也可为齿轮组件、带轮组件、链轮组件等。
在本实施例中,请参阅图2及图3,小腿传动组件4包括第三连杆41和第四连杆42,第三连杆41的远离第四连杆42的一端固定连接于小腿舵机13的输出轴,第四连杆42的一端转动连接于第三连杆41,第四连杆42的另一端转动连接于小腿结构件3,而且,第四连杆42与小腿结构件3的转动连接处偏离小腿结构件3和大腿结构件2的转动中心。具体地,结合图3,第三连杆41和第四连杆42的转动连接点为A5、第四连杆42和小腿结构件3的转动连接点为A6、小腿结构件3和大腿结构件2的转动连接点为A7,第三连杆41、第四连杆42、小腿结构件3、小腿舵机13输出轴与小腿结构件3相对大腿结构件2的转动连接点的连线分别用A4A5、A5A6、A6A7、A7A4代替,A4A5、A5A6、A6A7、A7A4则组成四杆机构,其中A7A4为固定杆。当小腿舵机13工作时,固定于小腿舵机13输出轴的第三连杆41(A4A5)摆动,从而带动A5A6和A6A7摆动,即可以带动小腿结构件3相对大腿结构件2摆动,实现小腿结构件3的前摆。
可选地,小腿结构件3远离大腿结构件2的一端设有脚部结构件6,脚部结构件6可选为滚轮等。
可选地,请参阅图3,小腿传动组件4a设于大腿结构件2内,使得小腿传动组件4a能够被大腿结构件2保护,无需额外设置用于遮挡小腿传动组件4a的保护壳体,从而可以减小腿部机构100的结构件数量。可选地,第二连杆52的一端也延伸至大腿结构件2的内部,使大腿结构件2能够遮挡第二连杆52和大腿结构件2的转动连接处。
可选地,请参阅图2,大腿结构件2包括大腿前盖21和大腿后盖22,小腿传动组件4a设于大腿前盖21和大腿后盖22围成的空间内。
可选地,由于第一连杆51的一端固定于大腿舵机12的输出轴,第三连杆41的一端固定于小腿舵机13的输出轴,第一连杆51和第三连杆41可均呈水滴状,使第一连杆51和第三连杆41的强度更高。第一连杆51背向舵机框架14一侧可设置连杆端盖7a,连杆端盖7a固定于第一连杆51上,随第一连杆51一同摆动,对第一连杆51具有保护作用。
可选地,舵机框架14具有两个圆柱形的舵机腔,大腿舵机12和小腿舵机13分别设置于两个舵机腔内,侧摆舵机11设于舵机框架14的外部,使关节组件1模块化。
实施例二;
请参阅图4,实施例二中腿部机构200与实施例一的区别在于:连杆端盖的结构,实施例一中,连杆端盖7a的外廓与第一连杆51的外廓相同,实施例二中,连杆端盖7b与舵机框架14的端面外廓相同,遮盖于舵机框架14的端面,并固定在舵机框架14上,即遮盖于大腿舵机12和小腿舵机13的输出端,能够同时遮挡第一连杆51和第二连杆52,对第一大腿传动组件5a的遮挡面积更大。在该实施例中,第二连杆52连接于大腿结构件2的外壁,以便于连杆端盖7b能够同时遮挡第一连杆51和第二连杆52。
可选地,连杆端盖7b在大腿舵机12的输出端正对处凸起设置有凸台71,以增大连杆端盖7b内的空间,当第一连杆51距离连杆端盖7b的内壁过近时,可以通过设置凸台71增大空间。凸台71可与连杆端盖7b分体设置,也可一体成型设置。
实施例三:
请参阅图5及图6,实施例三中腿部机构300与实施例一的区别在于:大腿结构件2直接固定于大腿舵机12的输出轴,由大腿舵机12直接驱动大腿结构件2转动,减小了传动间隙,提高了运动精度,而且大腿结构件2的转动角度不受限制,可360度旋转。实施例三与实施例一的区别还在于:小腿传动组件4b,实施例三中的小腿传动组件4b包括第一轮式组件43和第一连杆组件44,第一轮式组件43的第一传动轮431固定连接于小腿舵机13的输出轴,第一轮式组件43的第二传动轮432连接于第一连杆组件44,第一轮式组件43的作用在于,使第一连杆组件44更靠近大腿结构件2,使第一连杆组件44能够设置在大腿结构件2内,最终实现对小腿结构件3的控制。第一轮式组件43的刚性较大,能够提高小腿传动组件4的整体刚度。
在本实施例中,第一轮式组件43为链轮组件、带轮组件或者齿轮组件,具体地,第一轮式组件43为链轮组件时,第一轮式组件43包括第一传动轮431、第二传动轮432和链条433,第一传动轮431和第二传动轮432均为链轮,第一轮式组件43还可包括顶链器434,顶链器434可以张紧链条433,使第一轮式组件43的传动更准确;第一轮式组件为带轮组件时,带轮组件包括第一传动轮、第二传动轮和皮带,第一传动轮和第二传动轮均为皮带轮,第一轮式组件还可包括张紧轮,用于张紧皮带,使第一轮式组件的传动更准确;第一轮式组件为齿轮组件时,齿轮组件包括相互啮合第一传动轮和第二传动轮,第一传动轮和第二传动轮均为齿轮。
在本实施例中,请参阅图6,第一连杆组件44包括第五连杆441和第六连杆442,第五连杆441远离第六连杆442的一端固定于第二传动轮432,具体地,第五连杆441远离第六连杆442的一端固定于第二传动轮432的轮心,第六连杆442的一端转动连接于第五连杆441,第六连杆442的另一端转动连接于小腿结构件3。第五连杆441、第六连杆442和小腿结构件3组成连杆结构,在小腿舵机13工作时,第一轮式组件43的第一传动轮431和第二传动轮432转动,从而带动第五连杆441和第六连杆442转动,实现小腿结构件3的前摆。
可选地,第二传动轮432和大腿舵机12的输出轴同轴设置,第二传动轮432转动连接于大腿舵机12的输出轴,既为第二传动轮432提供了安装位置,又不会被大腿舵机12驱动旋转。
实施例四:
请参阅图7及图8,实施例四中腿部机构400与实施例一的区别在于:大腿舵机12的输出端及大腿结构件2通过第二大腿传动组件5b传动连接,且小腿传动组件4c的结构与实施例一中的小腿传动组件4c的结构不同。
可选地,第二大腿传动组件5b为链轮组件、带轮组件或者齿轮组件,第二大腿传动组件5b可与第一轮式组件43的结构相同。在大腿舵机12工作时,大腿舵机12的输出轴旋转,使第二大腿传动组件5b工作,从而带动大腿结构件2转动。同样地,在该实施例中,大腿结构件2的转动角度不受限制,可360度旋转。例如,请参阅图9,第二大腿传动组件5b包括第一齿轮53和第二齿轮54,第一齿轮53和第二齿轮54啮合,第一齿轮53固定于大腿舵机12的输出轴,大腿结构件2则固定于第二齿轮54。
可选地,小腿传动组件4c包括第二轮式组件45和第二连杆组件46,第二轮式组件45为链轮组件、带轮组件或者齿轮组件,第二轮式组件45和第一轮式组件43的结构可选为相同。第二大腿传动组件5b的动力输出轴和第二轮式组件45的动力输出轴可同轴设置,从而可以减小大腿、小腿传动部分的体积,使腿部机构100更加紧凑。
具体地,第二轮式组件45至少包括第三传动轮451和第四传动轮452,第三传动轮451固定连接于小腿舵机13的输出轴,第三传动轮451的轮心与小腿舵机13的输出轴重合,第四传动轮452连接于第二连杆组件46,第四传动轮452的中心轴为第二轮式组件45的动力输出轴,第四传动轮452与第二大腿传动组件5b的动力输出轴同轴设置。
具体地,第二连杆组件46包括第七连杆461和第八连杆462,第七连杆461的远离第八连杆462的一端固定于第四传动轮452,具体地,第七连杆461的远离第八连杆462的一端固定于第四传动轮452的轮心,第八连杆462的一端转动连接于第七连杆461,第八连杆462的另一端转动连接于小腿结构件3。第八连杆462与小腿结构件3的转动连接点、小腿结构件3和大腿结构件2的转动连接点之间具有间距,非重叠设置,使得第八连杆462转动时,能够带动小腿结构件3相对大腿结构件2转动。第二连杆组件46设于大腿结构件2内,使得第二连杆组件46能够被大腿结构件2遮挡。
实施例五:
请参阅图10及图11,实施例五中的腿部机构500与实施例一的区别在于:大腿舵机12固定于舵机框架15中,舵机框架15具有一个舵机腔,大腿结构件2直接固定于大腿舵机12的输出轴,由大腿舵机12直接驱动,减小了传动间隙,提高了运动精度,而且大腿结构件2的转动角度不受限制,可360度旋转。小腿舵机16固定于大腿结构件2中,减小了腿部机构500的整体体积。
可选地,小腿传动组件4d为第一同步轮组件,小腿传动组件4d的动力输入轴连接于小腿舵机16,小腿传动组件4d的动力输出轴连接于小腿结构件3,带动小腿结构件3转动。其中,小腿传动组件4d的动力输出轴可与小腿结构件3相对大腿结构件2的转动轴同轴设置。第一同步轮组件包括第一皮带轮47、第二皮带轮48和皮带49,第一皮带轮47与大腿舵机12的输出轴同轴设置,第二皮带轮48与小腿结构件3相对大腿结构件2的转动轴同轴设置。第一同步带轮组件还可包括张紧轮491,用于张紧皮带49。小腿传动组件4d可设于大腿结构件2的内部,使腿部机构500的结构更紧凑,无需额外设置遮挡结构保护小腿传动组件4d。
可选地,小腿舵机16包括小腿电机161、减速器162和第二同步轮组件,小腿电机161和减速器162分离设置,小腿电机161和减速器162可均设置于大腿结构件2内,第二同步轮组件传动连接小腿电机161和减速器162。更具体地,小腿电机161的不动端固定于大腿结构件2的内壁,小腿电机161的运动端固定于第二同步轮组件的其中一个同步轮上,第二同步轮组件的另一个同步轮固定于减速器162,减速器162可与大腿舵机12的输出轴同轴设置,可转动设置于大腿舵机12的输出轴上。
可选地,减速器162(大腿舵机12的输出轴、第一皮带轮47均与减速器162同轴设置)、小腿电机161、第二皮带轮48沿大腿结构件2的长度方向依次设置,减速器162的直径较大,靠近大腿舵机12的输出轴设置,可以充分利用大腿结构件2的空间,无需为减速器162额外设计安装空间。
现对本发明实施例提供的多足机器人进行说明。
多足机器人包括上述任一实施例中的腿部机构。请参阅图12,该实施例中的多足机器人包括四个腿部机构100,为四足机器人,还包括躯干结构600,四个腿部结构均连接于躯干结构600上。
本发明提供的多足机器人,采用了上述的腿部机构,腿部机构包括关节组件1、大腿结构件2、小腿结构件3和小腿传动组件,关节组件1包括侧摆舵机11、大腿舵机12、小腿舵机和舵机框架,至少大腿舵机12固定在舵机框架内,且大腿结构件2、小腿传动组件和小腿结构件3设于舵机框架的同一侧,使得大腿结构件2、小腿传动组件和小腿结构件3模块化,能够很方便的与舵机框架分离,从而便于更换全部或部分关节组件1以及模块化的大腿结构件2、小腿传动组件和小腿结构件3。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (19)
1.一种腿部机构,其特征在于,包括:
关节组件,所述关节组件包括侧摆舵机、小腿舵机、大腿舵机以及舵机框架,所述小腿舵机、所述大腿舵机以及所述舵机框架均由所述侧摆舵机驱动侧摆,至少所述大腿舵机固定于所述舵机框架内;
大腿结构件,由所述大腿舵机驱动;
小腿传动组件,由所述小腿舵机驱动;以及
小腿结构件,转动连接于所述大腿结构件且由所述小腿舵机通过所述小腿传动组件驱动;
所述大腿结构件、所述小腿传动组件和所述小腿结构件设于所述舵机框架的同一侧。
2.如权利要求1所述的腿部机构,其特征在于:所述大腿舵机和所述小腿舵机并排固定于所述舵机框架内,且所述大腿舵机的输出轴和所述小腿舵机的输出轴平行设置。
3.如权利要求2所述的腿部机构,其特征在于:所述大腿结构件转动连接于所述小腿舵机的输出轴,且所述大腿舵机的输出轴和所述大腿结构件之间设有第一大腿传动组件。
4.如权利要求3所述的腿部机构,其特征在于:所述第一大腿传动组件包括第一连杆和第二连杆,所述第一连杆远离所述第二连杆的一端固定连接于所述大腿舵机的输出轴,所述第二连杆的一端转动连接于所述第一连杆,所述第二连杆的另一端转动连接于所述大腿结构件。
5.如权利要求3所述的腿部机构,其特征在于:所述小腿传动组件包括第三连杆和第四连杆,所述第三连杆的远离所述第四连杆一端固定连接于所述小腿舵机的输出轴,所述第四连杆的其中一端转动连接于所述第三连杆,所述第四连杆的另一端转动连接于所述小腿结构件。
6.如权利要求5所述的腿部机构,其特征在于:所述小腿传动组件设于所述大腿结构件内。
7.如权利要求2所述的腿部机构,其特征在于:所述大腿结构件固定连接于所述大腿舵机的输出轴,所述小腿传动组件包括第一轮式组件和第一连杆组件,所述第一轮式组件的第一传动轮固定连接于所述小腿舵机的输出轴,所述第一轮式组件的第二传动轮连接于所述大腿舵机的输出轴,所述第一连杆组件传动连接于所述第二传动轮和所述小腿结构件之间。
8.如权利要求7所述的腿部机构,其特征在于:所述第二传动轮与所述大腿舵机的输出轴同轴设置。
9.如权利要求7所述的腿部机构,其特征在于:所述第一轮式组件为链轮组件,所述链轮组件包括第一传动轮、第二传动轮和链条,所述第一传动轮和所述第二传动轮均为链轮;或者,
所述第一轮式组件为带轮组件,所述带轮组件包括第一传动轮、第二传动轮和皮带,所述第一传动轮和所述第二传动轮均为皮带轮;或者,
所述第一轮式组件为齿轮组件,所述齿轮组件包括相互啮合的第一传动轮和第二传动轮,所述第一传动轮和第二传动轮均为齿轮。
10.如权利要求7所述的腿部机构,其特征在于:所述第一连杆组件包括第五连杆和第六连杆,所述第五连杆的远离所述第六连杆的一端固定于所述第二传动轮,所述第六连杆的一端转动连接于所述第五连杆,所述第六连杆的另一端转动连接于所述小腿结构件。
11.如权利要求2所述的腿部机构,其特征在于:所述大腿舵机的输出轴和所述大腿结构件之间设有第二大腿传动组件,所述大腿结构件通过所述第二大腿传动组件驱动所述大腿结构件旋转。
12.如权利要求11所述的腿部机构,其特征在于:所述小腿传动组件包括第二轮式组件和第二连杆组件,所述第二轮式组件的第三传动轮固定连接于所述小腿舵机的输出轴,所述第二连杆组件传动连接于所述第二轮式组件的第四传动轮和所述小腿结构件之间。
13.如权利要求12所述的腿部机构,其特征在于:所述第四传动轮和所述第二大腿传动组件的动力输出轴同轴设置。
14.如权利要求12所述的腿部机构,其特征在于:所述第二连杆组件包括第七连杆和第八连杆,所述第七连杆的远离所述第八连杆的一端固定于所述第四传动轮,所述第八连杆的一端转动连接于所述第七连杆,所述第八连杆的另一端转动连接于所述小腿结构件。
15.如权利要求12所述的腿部机构,其特征在于:所述第二大腿传动组件和所述第二轮式组件均为链轮组件、带轮组件或齿轮组件。
16.如权利要求1所述的腿部机构,其特征在于:所述大腿舵机固定于所述舵机框架内,所述大腿结构件固定连接于所述大腿舵机的输出轴,且所述小腿舵机固定于所述大腿结构件内。
17.如权利要求16所述的腿部机构,其特征在于:所述小腿传动组件为第一同步轮组件。
18.如权利要求16所述的腿部机构,其特征在于:所述小腿舵机包括小腿电机、与所述小腿电机分体设置的减速器以及传动连接所述小腿电机和所述减速器的第二同步轮组件。
19.一种多足机器人,其特征在于:包括权利要求1-18任一项所述的腿部机构。
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- 2020-08-26 CN CN202010870222.4A patent/CN112046636A/zh active Pending
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