CN204150141U - 一种机器人腿 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人腿，目的在于解决现有多足机器人腿部体积和重量都很大，承重能力不强，行走效率较低，运动时产生的噪音较大的问题。其包括第一支撑臂、第二支撑臂、基座、第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸等。进一步，本实用新型还提供一种具有轴瓦联结的机器人腿。本实用新型根据足式机器人的步态规划，采用一种全新的设计结构，能有效实现前进、后退、转弯、爬坡、越障等动作，其构思合理，设计巧妙，结构简单，成本低，噪声小，能满足复杂地形运动的要求，具有较高的价值和广阔的应用前景。相对于现有的足式机器人腿部装置，本实用新型能够承受更大的载荷，更好的适应各种复杂路况，具有噪声小、减震能力强、使用寿命长等优点。

Description

一种机器人腿

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，特别是一种机器人腿。

背景技术

在星球表面、事故矿井现场、防灾救援和反恐斗争等环境中，通常具有地形不规则和崎岖不平的环境特点，受环境影响，轮式机器人和履带式机器人的应用受到严重的限制。在这些环境中，往往含有岩石、泥土、沙子等障碍物，因而可以支撑机器人的连续稳定行走的路径十分有限，轮式和履带式机器人通常是一条条连续的辙迹，且对环境的破坏程度较大，而多足步行机器人的腿部具有多个自由度，使其运动的灵活性大大增强，同时对环境的破坏程度也较小。并且，多足机器人可以通过调节腿的长度保持身体水平，也可以通过调节腿的伸展程度调整重心的位置，因而不易翻倒，稳定性更高。

由于步行机器人具有上述独特优越性能，在此背景下，针对多足步行机器人的研究蓬勃发展起来。

然而，现有多足机器人腿部存在如下缺点。多足步行机器人腿部体积和重量都很大，承重能力不强，行走效率较低，且多足机器人步态步行方面的研究比较缺乏。同时，现有多足机器人腿部结构复杂，运动时产生的噪音较大。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有多足机器人腿部体积和重量都很大，承重能力不强，行走效率较低，运动时产生的噪音较大的问题，提供一种机器人腿，又可称为一种机器人腿部运动装置，进一步，本实用新型还提供一种具有轴瓦联结的机器人腿。本实用新型根据足式机器人的步态规划，采用一种全新的设计结构，能有效实现前进、后退、转弯、爬坡、越障等动作，其构思合理，设计巧妙，结构简单，成本低，噪声小，能满足复杂地形运动的要求，具有较高的价值和广阔的应用前景。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种机器人腿，包括第一支撑臂、第二支撑臂、基座、第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸；

所述第二支撑臂的两端分别与第一支撑臂、基座活动连接，所述第二支撑臂上设置有支座，所述第一液压缸的两端分别与第一支撑臂的一端、支座相连，所述第一液压缸能带动第一支撑臂绕第一支撑臂与第二支撑臂的连接处转动，所述第二液压缸的两端分别与基座、支座相连，所述第二液压缸能带动基座绕第二支撑臂与基座的连接处转动，所述第一支撑臂的底端还设置有减震承重装置，所述第三液压缸与基座相连。

所述第一支撑臂上设置有第一轴瓦，所述第二支撑臂上设置有第一转轴，所述第一支撑臂与第二支撑臂之间通过第一轴瓦、第一转轴的配合相连；

或所述第一支撑臂上设置有第一转轴，所述第二支撑臂上设置有第一轴瓦，所述第一支撑臂与第二支撑臂之间通过第一轴瓦、第一转轴的配合相连。

所述第一轴瓦、第一转轴之间设置有润滑油。

所述基座上设置有第二轴瓦，所述第二支撑臂上设置有第二转轴，所述第二支撑臂与基座之间通过第二轴瓦、第二转轴的配合相连；

所述第二支撑臂上设置有第二轴瓦，所述基座上设置有第二转轴，所述第二支撑臂与基座之间通过第二轴瓦、第二转轴的配合相连。

所述第二转轴与基座之间设置有防磨装置，所述防磨装置为胶片或平面轴承。

所述第二轴瓦、第二转轴之间设置有润滑油。

所述第一支撑臂与减震承重装置之间采用活动连接或固定连接。

所述第一支撑臂上设置有若干个孔。

还包括蓄能器，所述第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸分别与蓄能器相连。

所述减震承重装置包括第一壳体、与第一壳体相配合的第二壳体、与第一壳体固定连接的导向轴、设置在导向轴上的弹簧、球面副、滑槽、与滑槽相配合的凸起，所述弹簧位于第一壳体与第二壳体之间，所述第二壳体上设置有导向孔，所述球面副设置在导向轴的一端，所述导向轴的另一端穿过导向孔且第二壳体能沿导向轴相对第一壳体移动，所述滑槽包括导向槽、过渡槽、与导向轴平行的滑行槽，所述导向槽、过渡槽、滑行槽依次相连，所述凸起能沿滑槽相对移动；

所述球面副包括球体、与球体相配合的底座，所述导向轴的一端与球体相连；

所述凸起设置在第一壳体上，所述滑槽设置在第二壳体上；

或所述凸起设置在第二壳体上，所述滑槽设置在第一壳体上。

还包括支撑板，所述导向轴通过球面副与支撑板相连；所述支撑板上还设置有橡胶垫。

针对前述问题，本实用新型提供一种机器人腿。其包括第一支撑臂、第二支撑臂、基座、第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸，第二支撑臂的两端分别与第一支撑臂、基座活动连接，第一支撑臂的底端还设置有减震承重装置，第三液压缸与基座相连。第二支撑臂上设置有支座，第一液压缸的两端分别与第一支撑臂的一端、支座相连，第一液压缸能带动第一支撑臂绕第一支撑臂与第二支撑臂的连接处转动，第二液压缸的两端分别与基座、支座相连，第二液压缸能带动基座绕第二支撑臂与基座的连接处转动。本实用新型中，第三液压缸与基座相连，通过第三液压缸带动基座；第二液压缸能带动基座绕第二支撑臂与基座的连接处转动，通过第二液压缸、基座的相互作用，带动第二支撑臂绕基座转动；第一液压缸能带动第一支撑臂绕第一支撑臂与第二支撑臂的连接处转动，通过第一液压缸、第一支撑臂的相互作用，带动第一支撑臂转动。本实用新型通过各部分的相互作用，实现多足机器人的运动。本实用新型根据足式机器人的步态规划，用于机器人时，能实现机器人的前进、后退、转弯、爬坡、越障等动作，具有较好的灵活性。本实用新型的腿部结构稳定，承受压力范围大，同时有效简化整体结构，降低腿部的体积和重量，有效提升行走效率。本实用新型构思巧妙，成本低，运动效率高。

进一步，第一支撑臂上设置有第一轴瓦，第二支撑臂上设置有与第一轴瓦相配合的第一转轴；或第一支撑臂上设置有第一转轴，第二支撑臂上设置有与第一转轴相配合的第一轴瓦。基座上设置有第二轴瓦，第二支撑臂上设置有与第二轴瓦相配合的第二转轴；或第二支撑臂上设置有第二轴瓦，基座上设置有与第二轴瓦相配合的第二转轴。通过采用轴瓦联结结构，既减轻了摩擦，又有效降低整体装置的成本，大大降低整体的噪声。第一轴瓦、第一转轴之间设置有润滑油，第二轴瓦、第二转轴之间设置有润滑油；通过设置润滑油，有效提高润滑效果，减轻摩擦，增强整体的灵活性。进一步，第二转轴与基座之间设置有防磨装置，防磨装置为胶片或平面轴承。防磨装置能够减少接触摩擦，延长本实用新型的使用寿命。还包括蓄能器，所述第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸分别与蓄能器相连。本实用新型通过采用轴瓦连接，以及各部件之间的相互配合，同时采用液压缸进行驱动，蓄能器提供动力，从而有效提高本实用新型的行走效率，提升整体的载荷，具有效率高、噪声小、运动灵活、摩擦小的特点。

第一支撑臂与减震承重装置之间采用活动连接或固定连接，第一支撑臂上设置有若干个孔。采用该结构，能够在保证第一支撑臂强度的前提，减轻第一支撑臂的重量。

进一步，减震承重装置包括第一壳体、与第一壳体相配合的第二壳体、与第一壳体固定连接的导向轴、设置在导向轴上的弹簧、球面副、滑槽、与滑槽相配合的凸起，弹簧位于第一壳体与第二壳体之间，第二壳体上设置有导向孔，球面副设置在导向轴的一端，导向轴的另一端穿过导向孔且第二壳体能沿导向轴相对第一壳体移动，滑槽包括导向槽、过渡槽、与导向轴平行的滑行槽，导向槽、过渡槽、滑行槽依次相连，凸起能沿滑槽相对移动；球面副包括球体、与球体相配合的底座，导向轴的一端与球体相连；凸起设置在第一壳体上，滑槽设置在第二壳体上；或凸起设置在第二壳体上，滑槽设置在第一壳体上。还包括支撑板，导向轴通过球面副与支撑板相连；支撑板上还设置有橡胶垫。本实用新型的减震承重装置具有较好的减震效果，且结构简单，可靠性高。

本实用新型工作时，第三液压缸固定在机器人的机架上，通过第三液压缸带动本实用新型左右摆动，通过第二液压缸带动第二支撑臂绕基座转动，通过第一液压缸带动第一支撑臂绕第二支撑臂转动。

相对于现有的足式机器人腿部装置，本实用新型能够承受更大的载荷，能更好的适应各种复杂路况，具有噪声小、减震能力强、使用寿命长等优点。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的爆炸图。

图中标记：1为第一支撑臂，2为第二支撑臂，3为基座，4为第一液压缸，5为第二液压缸，6为第三液压缸，7为支座，8为减震承重装置，9为第一轴瓦，10为第一转轴，11为第二轴瓦，12为第二转轴，13为防磨装置。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图所示，本实用新型的机器人腿包括第一支撑臂、第二支撑臂、基座、第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸、蓄能器，第二支撑臂的两端分别与第一支撑臂、基座活动连接，第一支撑臂的底端还设置有减震承重装置，第三液压缸与基座相连，第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸分别与蓄能器相连。第二支撑臂上设置有支座，第一液压缸的两端分别与第一支撑臂的一端、支座相连，第一液压缸能带动第一支撑臂绕第一支撑臂与第二支撑臂的连接处转动，第二液压缸的两端分别与基座、支座相连，第二液压缸能带动基座绕第二支撑臂与基座的连接处转动。其中，第一支撑臂上设置有第一轴瓦，第二支撑臂上设置有第一转轴，第一轴瓦与第一转轴的相互配合，使第一支撑臂与第二支撑臂活动连接，第二支撑臂上设置有第二轴瓦，基座上设置有与第二轴瓦相配合的第二转轴。第一轴瓦、第一转轴之间与第二轴瓦、第二转轴之间分别设置有润滑油，用以提高润滑效果。

同时，第一支撑臂上设置有若干个孔，在保证第一支撑臂强度的前提下，减轻第一支撑臂的重量。第二转轴与基座之间设置有防磨装置，本实施例中防磨装置采用胶片。胶片为一组，分别设置在第二转轴的两端。

本实用新型工作时，第三液压缸固定在机器人的机架上，通过第三液压缸带动本实用新型左右摆动，通过第二液压缸带动第二支撑臂绕基座转动，通过第一液压缸带动第一支撑臂绕第二支撑臂转动。通过各部件之间的相互配合，能够实现多足机器人的快速行走，同时具有质量轻，效率高等优点。本实施例中，采用大量的轴瓦结构，同时配合蓄能器，能够提高各部件之间的灵活性，有效降低噪声，满足复杂地形条件下，快速运动的要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种机器人腿，其特征在于，包括第一支撑臂、第二支撑臂、基座、第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸；

所述第二支撑臂的两端分别与第一支撑臂、基座活动连接，所述第二支撑臂上设置有支座，所述第一液压缸的两端分别与第一支撑臂的一端、支座相连，所述第一液压缸能带动第一支撑臂绕第一支撑臂与第二支撑臂的连接处转动，所述第二液压缸的两端分别与基座、支座相连，所述第二液压缸能带动基座绕第二支撑臂与基座的连接处转动，所述第一支撑臂的底端还设置有减震承重装置，所述第三液压缸与基座相连。

2.根据权利要求1所述机器人腿，其特征在于，所述第一支撑臂上设置有第一轴瓦，所述第二支撑臂上设置有第一转轴，所述第一支撑臂与第二支撑臂之间通过第一轴瓦、第一转轴的配合相连；

或所述第一支撑臂上设置有第一转轴，所述第二支撑臂上设置有第一轴瓦，所述第一支撑臂与第二支撑臂之间通过第一轴瓦、第一转轴的配合相连。

3.根据权利要求1所述机器人腿，其特征在于，所述基座上设置有第二轴瓦，所述第二支撑臂上设置有第二转轴，所述第二支撑臂与基座之间通过第二轴瓦、第二转轴的配合相连；

所述第二支撑臂上设置有第二轴瓦，所述基座上设置有第二转轴，所述第二支撑臂与基座之间通过第二轴瓦、第二转轴的配合相连。

4.根据权利要求3所述机器人腿，其特征在于，所述第二转轴与基座之间设置有防磨装置，所述防磨装置为胶片或平面轴承。

5.根据权利要求1所述机器人腿，其特征在于，所述第一支撑臂与减震承重装置之间采用活动连接或固定连接。

6.根据权利要求1所述机器人腿，其特征在于，所述第一支撑臂上设置有若干个孔。

7.根据权利要求1所述机器人腿，其特征在于，还包括蓄能器，所述第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸分别与蓄能器相连。

8.根据权利要求1-7任一项所述机器人腿，其特征在于，所述减震承重装置包括第一壳体、与第一壳体相配合的第二壳体、与第一壳体固定连接的导向轴、设置在导向轴上的弹簧、球面副、滑槽、与滑槽相配合的凸起，所述弹簧位于第一壳体与第二壳体之间，所述第二壳体上设置有导向孔，所述球面副设置在导向轴的一端，所述导向轴的另一端穿过导向孔且第二壳体能沿导向轴相对第一壳体移动，所述滑槽包括导向槽、过渡槽、与导向轴平行的滑行槽，所述导向槽、过渡槽、滑行槽依次相连，所述凸起能沿滑槽相对移动；

所述球面副包括球体、与球体相配合的底座，所述导向轴的一端与球体相连；

所述凸起设置在第一壳体上，所述滑槽设置在第二壳体上；

或所述凸起设置在第二壳体上，所述滑槽设置在第一壳体上。

9.根据权利要求8所述机器人腿，其特征在于，还包括支撑板，所述导向轴通过球面副与支撑板相连；所述支撑板上还设置有橡胶垫。