CN212637730U - 机械腿总成及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人技术领域，提供一种机械腿总成及机器人，机械腿总成，包括机械大腿总成、机械小腿总成、足部移动总成以及锁定装置。锁定装置包括可弯曲或伸直的连接板机构以及锁定机构。连接板机构的一端固定连接于机械大腿总成且另一端滑动连接于机械小腿总成；或者，连接板机构的一端固定连接于机械大腿总成且另一端滑动连接于机械小腿总成。本实用新型提供的机械腿总成，增设一锁定装置，其中利用锁定机构限定连接板机构的曲直状态来对机械大腿总成和机械小腿总成之间屈伸进行限制，从而达到各总成的电机进行轮流停止工作目的，进而降低机械腿总成的能耗，提高续航能力。

Description

机械腿总成及机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其提供一种机械腿总成及机器人。

背景技术

四足移动式机器人仿生动物形态，具有攀爬、跨越以及平面移动的功能。其中，发挥重要作用则是其机械腿总成，通常包括机械大腿总成、机械小腿总成以及足部移动总成。机械大腿总成通过转动电机连接主体躯干，仿生大腿摆动；机械小腿总成通过转动电机连接机械大腿总成，仿生下腿相对大腿弯曲；足部移动总成则是枢接于机械小腿总成上的驱动轮。

然而，机械腿总成在静态和动态中，各电机均处于启动加力状态，这样，能耗大，导致机器人整体续航不足。

实用新型内容

本实用新型的目的提供一种机械腿总成，旨在解决现有的机器人的机械腿总成能耗高的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种机械腿总成，包括枢接于机器主干的机械大腿总成、铰接于所述机械大腿总成的机械小腿总成以及设于所述机械小腿总成上的足部移动总成，所述机械腿总成还包括锁定装置，所述锁定装置包括可弯曲或伸直的连接板机构以及设于所述连接板机构上且用于限定所述连接板机构曲直状态的锁定机构；所述连接板机构的一端固定连接于所述机械大腿总成且另一端滑动连接于所述机械小腿总成；或者，所述连接板机构的一端固定连接于所述机械小腿总成且另一端滑动连接于所述机械大腿总成。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的机械腿总成，增设一锁定装置，其中利用锁定机构限定连接板机构的曲直状态来对机械大腿总成和机械小腿总成之间屈伸进行限制，从而达到各总成的电机进行轮流停止工作目的，进而降低机械腿总成的能耗，提高续航能力。具体地，在轮式模式时，锁定机构锁止，连接板机构处于伸出状态，机械大腿总成和机械小腿总成不能相对弯曲，此时，机械大腿总成和机械小腿总成对应的电机停止工作，仅足部移动总成的电机工作，实现平面移动；在足式模式时，锁定机构解锁，连接板机构处于弯曲状态，机械大腿总成和机械小腿总成之间解除牵拉作用，能够相对弯曲，此时，机械大腿总成和机械小腿总成对应的电机正常工作，而足部移动总成的电机工作停止工作，实现攀爬或翻越动作。

在一个实施例中，所述连接板机构包括第一连接板以及铰接于所述第一连接板的第二连接板，所述锁定机构设于所述第一连接板或所述第二连接板上用以限定二者的曲直状态。

在一个实施例中，所述第一连接板远离所述第二连接板的一端固定连接于所述机械大腿总成，所述第二连接板远离所述第一连接板的一端滑动连接于所述机械小腿总成；或者，所述第一连接板远离所述第二连接板的一端滑动连接于所述机械大腿总成，所述第二连接板远离所述第一连接板的一端固定连接于所述机械小腿总成。

在一个实施例中，所述连接板机构包括设于所述第一连接板上的固定件以及设于所述第二连接板上的滑动件；或者，所述连接板机构包括设于所述第一连接板上的滑动件以及设于所述第二连接板上的固定件。

在一个实施例中，所述锁定机构包括设于所述第一连接板或所述第二连接板上的固定架，以及均设于所述固定架上的驱动电机和锁定杆，所述锁定杆能够相对固定架伸缩移动，所述第一连接板与所述第二连接板的铰接处开设有限位孔结构，所述锁定杆于所述驱动电机的带动下穿设入所述限位孔结构以限定所述连接板机构曲直状态。

在一个实施例中，所述锁定机构还包括传动机构，所述传动机构包括设于所述驱动电机的输出端的凸轮以及套设于所述锁定杆上的弹簧，所述凸轮抵靠于所述锁定杆的端部。

在一个实施例中，所述锁定机构还包括设于所述凸轮上的舵盘。

在一个实施例中，所述限位孔结构包括开设于所述第一连接板上的通孔以及开设于所述第二连接板上的缺口；或者，所述限位孔结构包括开设于所述第二连接板上的通孔以及开设于所述第一连接板上的缺口。

在一个实施例中，所述锁定杆包括杆体，所述杆体沿穿设方向延伸形成若干锁定部，所述限位孔结构包括开设于所述第一连接板上的若干第一开孔以及开设于所述第二连接板上的若干第二开孔，各所述锁定部能够依次穿设对应的所述第一开孔和所述第二开孔。

本申请还提供一种机器人，包括上述所述的机械腿总成。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的机器人，在具有上述机械腿总成的基础山，具有能耗低，续航能力强的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的机械腿总成锁定状态下的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的机械腿总成解锁状态下的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的机械腿总成的锁定装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的机械腿总成的锁定装置的锁定机构解锁状态下的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的机械腿总成的锁定装置的锁定机构锁定状态下的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的机械腿总成的锁定装置的另一结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的机械腿总成的锁定装置的锁定杆的剖面图；

图8为本实用新型实施例提供的机器人的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

机械腿总成100、机械大腿总成10、机械小腿总成20、足部移动总成30、锁定装置40、连接板机构41、锁定机构42、第一连接板411、第二连接板412、固定件413、滑动件414、固定架421、驱动电机422、锁定杆423、限位孔结构415、传动机构424、凸轮4241、弹簧4242、舵盘425、通孔41a、缺口41b、杆体4231、锁定部4232、第一开孔41c、第二开孔41d。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

请参考图1和图2，本申请的机械腿总成100，包括枢接于机器主干的机械大腿总成10、铰接于机械大腿总成10的机械小腿总成20、设于所述机械小腿总成20上的足部移动总成30以及锁定装置40。可以理解地，机械腿总成100 实现机器人的攀爬、跨越以及平面移动等动作，分为动态攀爬或跨越等状态以及静态平移状态。在动态状态中，需要机械大腿总成10和机械小腿总成20的电机共同完成，而足部移动总成30随处于闲置状态，但仍在工作耗能；而在静态状态中，只需足部移动总成30的电机工作即可，而机械大腿总成10和机械小腿总成20处于闲置状态，但也仍在耗能。因此，需通过锁定装置40解决上述问题。

具体地，锁定装置40包括可弯曲或伸直的连接板机构41以及设于连接板机构41上且用于限定连接板机构41曲直状态的锁定机构42。即，锁定机构42 能够限定限位连接板机构41的弯曲状态来限制机械大腿总成10与机械小腿总成20之间的相位位置，例如，当锁定机构42锁止时，连接板机构41处于伸出状态，这样，连接板机构41的相对两端分别牵拉机械大腿总成10和机械小腿总成20，二者不能相对弯曲，此时，机械大腿总成10和机械小腿总成20对应的电机停止工作，仅足部移动总成30的电机工作；当锁定机构42解锁时，连接板机构41处于弯曲状态，这样，机械大腿总成10和机械小腿总成20之间解除牵拉作用，能够相对弯曲，此时，机械大腿总成10和机械小腿总成20对应的电机正常工作，而足部移动总成30的电机工作停止工作。

连接板机构41的一端固定连接于机械大腿总成10且另一端滑动连接于机械小腿总成20；或者，连接板机构41的一端固定连接于机械小腿总成20且另一端滑动连接于机械大腿总成10。可以理解地，为了获得弯曲的自由度，连接板机构41的一端需是活动的，因此，可选择与机械大腿总成10滑动连接或与与机械小腿总成20滑动连接。

本实用新型提供的机械腿总成100，增设一锁定装置40，其中利用锁定机构42限定连接板机构41的曲直状态来对机械大腿总成10和机械小腿总成20 之间屈伸进行限制，从而达到各总成的电机进行轮流停止工作目的，进而降低机械腿总成100的能耗，提高续航能力。具体地，在轮式模式时，锁定机构42 锁止，连接板机构41处于伸出状态，机械大腿总成10和机械小腿总成20不能相对弯曲，此时，机械大腿总成10和机械小腿总成20对应的电机停止工作，仅足部移动总成30的电机工作，实现平面移动；在足式模式时，锁定机构42 解锁，连接板机构41处于弯曲状态，机械大腿总成10和机械小腿总成20之间解除牵拉作用，能够相对弯曲，此时，机械大腿总成10和机械小腿总成20对应的电机正常工作，而足部移动总成30的电机工作停止工作，实现攀爬或翻越动作。

请参考图3，在一个实施例中，连接板机构41包括第一连接板以及铰接于第一连接板的第二连接板，锁定机构42设于第一连接板411或第二连接板412 上用以限定二者的曲直状态。优选地，继续参考图3，连接板机构41包括两个第一连接板411和铰接于对应的第一连接板411的两个第二连接板412。以一组铰接连接的第一连接板411和第二连接板412为一连接整体，然后，将上述两个连接整体相互平行设置，这样，进一步提高连接板机构41的连接稳定性。当然，第一连接板411和第二连接板412的长度可根据实际需求进行选择。

请参考图3，在一个实施例中，第一连接板411远离第二连接板412的一端固定连接于机械大腿总成10，第二连接板412远离第一连接板411的一端滑动连接于机械小腿总成20。可以理解地，为了实现连接板机构41曲伸动作，那么，需一端是活动的，因此，将第二连接板412的一端滑动连接于机械小腿总成20。当然，根据实际需要，也可将第一连接板411远离第二连接板412的一端滑动连接于机械大腿总成10，第二连接板412远离第一连接板411的一端固定连接于机械小腿总成20。

请参考图3，在一个实施例中，连接板机构41包括设于第一连接板411上的固定件413以及设于第二连接板412上的滑动件414。可以理解地，固定件 413可为固定块或固定板等，一端固定连接于机械大腿总成10，其另一端铰接于第一连接板411。而滑动件414为箍环、箍套等，套设于机械小腿总成20上且与第二连接板412铰接连接。这样，满足连接板机构41的弯曲或伸直的要求。当然，根据实际需要，可以将滑动件414和固定件413的位置互换。

请参考图3至图5，在一个实施例中，锁定机构42包括设于第一连接板411 或第二连接板412上的固定架421，以及均设于固定架421上的驱动电机422 和锁定杆423，锁定杆423能够相对固定架421伸缩移动，第一连接板411与第二连接板412的铰接处开设有限位孔结构415，锁定杆423于驱动电机422 的带动下穿设入限位孔结构415以限定连接板机构41曲直状态。可以理解地，固定架421包括本体，本体上设有套管，将锁定杆423设套管内，再通过驱动电机422驱动锁定杆423在套管内伸缩移动，这里，锁定杆423可以直接与驱动电机422的输出端连接或者通过传动机构连接。当锁定杆423伸出时，穿设入限位孔结构415内，这样，阻挡第一连接板411和第二连接板412相对铰接转动，此时，为锁定状态；而当锁定杆423从限位孔结构415内缩回时，第一连接板411和第二连接板412可相对铰接转动，此时，为解锁状态。

请参考图4和图5，在一个实施例中，锁定机构42还包括传动机构424，传动机构424包括设于驱动电机422的输出端的凸轮4241以及套设于锁定杆 423上的弹簧4242，凸轮4241抵靠于锁定杆423的端部。可以理解地，驱动电机422带动凸轮4241顺时针或逆时针转动，凸轮4241的外缘直接作用于锁定杆423，使得锁定杆423相对固定架421做伸缩活塞式运动，而其中的弹簧4242 起到复位作用。当然，传动机构424也可选择曲柄连杆，同样能够实现锁定杆 423相对固定架421伸缩。

优选地，请参考图4和图5，在一个实施例中，锁定机构42还包括设于凸轮4241上的舵盘425。这里，舵盘425的作用是实现人工手动带动凸轮4241 顺时针或逆时针转动，尤其是出现机械故障时。

请参考图3，在一个实施例中，限位孔结构415包括开设于第一连接板411 上的通孔41a以及开设于第二连接板412上的缺口41b。可以理解地，当锁定杆423穿过通孔41a并伸向外部时，正好卡接于缺口41b处，这样，限位第一连接板411相对第二连接板412铰接转动。而当锁定杆423从缺口41b处脱离时，第一连接板411与第二连接板412之间限制解除。当然，根据实际需要，通孔41a和缺口41b的位置可也调换，限位孔结构415包括开设于第二连接板412上的通孔41a以及开设于第一连接板411上的缺口41b。

请参考图6和图7，在一个实施例中，锁定杆423包括杆体4231，杆体4231 沿穿设方向延伸形成若干锁定部4232，限位孔结构415包括开设于第一连接板 411上的若干第一开孔41c以及开设于第二连接板412上的若干第二开孔41d，各锁定部4232能够依次穿设对应的第一开孔41c和第二开孔41d。可以理解地，各第一开孔41c在第一连接板411相对第二连接板412铰接转动时与对应的第二开孔41d相对应，此时，锁定部4232依次穿设对应的第一开孔41c和第二开孔41d实现锁定。优选地，各第一开孔41c以第一连接板411和第二连接板412 铰接点为对称中心分布在第一连接板411上，同时，各第二开孔41d以第一连接板411和第二连接板412铰接点为对称中心分布在第一连接板411上，并且，与各第一开孔41c相对应，这样，当锁定部4232依次穿设入对应的第一开孔 41c和第二开孔41d后，第一连接板411和第二连接板412之间可在多个转动角度下进行锁定，即可在第一连接板411和第二连接板412之间呈30°、45°、 90°以及180°等夹角时，实现锁定，进而能够满足机械腿总成100各运动下的锁定要求。

请参考图8，本申请还提供一种机器人，包括上述的机械腿总成100。

本实用新型提供的机器人，在具有上述机械腿总成100的基础山，具有能耗低，续航能力强的优点。

以上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 (10)

1.一种机械腿总成，包括枢接于机器主干的机械大腿总成、铰接于所述机械大腿总成的机械小腿总成以及设于所述机械小腿总成上的足部移动总成，其特征在于：所述机械腿总成还包括锁定装置，所述锁定装置包括可弯曲或伸直的连接板机构以及设于所述连接板机构上且用于限定所述连接板机构曲直状态的锁定机构；所述连接板机构的一端固定连接于所述机械大腿总成且另一端滑动连接于所述机械小腿总成；或者，所述连接板机构的一端固定连接于所述机械小腿总成且另一端滑动连接于所述机械大腿总成。

2.根据权利要求1所述的机械腿总成，其特征在于：所述连接板机构包括第一连接板以及铰接于所述第一连接板的第二连接板，所述锁定机构设于所述第一连接板或所述第二连接板上用以限定二者的曲直状态。

3.根据权利要求2所述的机械腿总成，其特征在于：所述第一连接板远离所述第二连接板的一端固定连接于所述机械大腿总成，所述第二连接板远离所述第一连接板的一端滑动连接于所述机械小腿总成；或者，所述第一连接板远离所述第二连接板的一端滑动连接于所述机械大腿总成，所述第二连接板远离所述第一连接板的一端固定连接于所述机械小腿总成。

4.根据权利要求3所述的机械腿总成，其特征在于：所述连接板机构包括设于所述第一连接板上的固定件以及设于所述第二连接板上的滑动件；或者，所述连接板机构包括设于所述第一连接板上的滑动件以及设于所述第二连接板上的固定件。

5.根据权利要求2至4任一项所述的机械腿总成，其特征在于：所述锁定机构包括设于所述第一连接板或所述第二连接板上的固定架，以及均设于所述固定架上的驱动电机和锁定杆，所述锁定杆能够相对固定架伸缩移动，所述第一连接板与所述第二连接板的铰接处开设有限位孔结构，所述锁定杆于所述驱动电机的带动下穿设入所述限位孔结构以限定所述连接板机构曲直状态。

6.根据权利要求5所述的机械腿总成，其特征在于：所述锁定机构还包括传动机构，所述传动机构包括设于所述驱动电机的输出端的凸轮以及套设于所述锁定杆上的弹簧，所述凸轮抵靠于所述锁定杆的端部。

7.根据权利要求6所述的机械腿总成，其特征在于：所述锁定机构还包括设于所述凸轮上的舵盘。

8.根据权利要求5所述的机械腿总成，其特征在于：所述限位孔结构包括开设于所述第一连接板上的通孔以及开设于所述第二连接板上的缺口；或者，所述限位孔结构包括开设于所述第二连接板上的通孔以及开设于所述第一连接板上的缺口。

9.根据权利要求5所述的机械腿总成，其特征在于：所述锁定杆包括杆体，所述杆体沿穿设方向延伸形成若干锁定部，所述限位孔结构包括开设于所述第一连接板上的若干第一开孔以及开设于所述第二连接板上的若干第二开孔，各所述锁定部能够依次穿设对应的所述第一开孔和所述第二开孔。

10.一种机器人，其特征在于：包括如权利要求1至9任一项所述的机械腿总成。

Images