CN216269611U - 一种机器人传动结构、腿部结构及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及四足机器人技术领域，具体公开了一种机器人传动结构、腿部结构及机器人，该机器人传动结构中，第一驱动组件包括第一固定部和第一运动部，第一固定部与大腿组件固定。第二驱动组件包括第二固定部和第二运动部，第二固定部与第一固定部或大腿组件固接，第二驱动组件用于驱动大腿组件和小腿组件绕第二轴线运动。第三驱动组件包括第三固定部和第三运动部。第三运动部与第二运动部连接；第三驱动组件用于驱动大腿组件和小腿组件绕第三轴线运动；第一轴线平行于第二轴线，第三轴线与第一轴线呈夹角设置。上述设置使得第一固定部和第二固定部之间的线缆不需要设置余量，缩短了线缆的长度，进而保证了该段线缆的稳定性，也降低了成本。

Description

一种机器人传动结构、腿部结构及机器人

技术领域

本实用新型涉及四足机器人技术领域，尤其涉及一种机器人传动结构、腿部结构及机器人。

背景技术

近年来，随着社会不断进步和科学技术的不断发展，机器人在现代工业领域应用已经非常广泛，而人们对机器人各方面的功能需求也不断提高。

仿生学角度看，腿足式动物的运动对于地面的要求低，只有点接触地面，而且多自由度的腿足具有更好的灵活性，对于复杂的地形拥有更强的适应能力，所以腿足式机器人具有更广阔的发展前景。

但前四足机器人的腿部结构，均是三关节正向串联固定(关节与关节之间首尾连接)，腿足结构存在以下缺点：

初始驱动件的输出部在运动时，会导致固定于初始驱动件下游的线缆跟随运动；由于线缆的长度需要保证在各个运动的极限位置，往往需要在相邻的驱动件之间留出比较多的余量，从而导致在非极限位置时，线缆过长，影响线缆稳定性(容易刮到异物)和美观。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机器人传动结构、腿部结构及机器人，以减少相邻的驱动组件之间线缆的余量，缩短线缆长度，提高线缆的稳定性。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一方面，本实用新型提供一种机器人传动结构，该机器人传动结构包括：

第一驱动组件，所述第一驱动组件包括第一固定部和第一运动部，所述第一固定部与大腿组件固定，所述第一运动部用于和小腿组件连接并驱动所述小腿组件绕第一轴线运动；

第二驱动组件，所述第二驱动组件包括第二固定部和第二运动部，所述第二固定部与所述第一固定部或所述大腿组件固接，所述第二驱动组件用于驱动所述大腿组件和所述小腿组件绕第二轴线运动；

第三驱动组件，所述第三驱动组件包括第三固定部和第三运动部，所述第三固定部连接于主体结构，所述第三运动部与所述第二运动部连接；所述第三驱动组件用于驱动所述大腿组件和所述小腿组件绕第三轴线运动；所述第一轴线平行于所述第二轴线，所述第三轴线与所述第一轴线呈夹角设置。

优选地，所述第二固定部和所述第一固定部螺接。

优选地，所述机器人传动结构还包括第一连接件，所述第二固定部和所述第一固定部同时螺接于所述第一连接件。

优选地，所述第一连接件包括圆筒，所述圆筒两端的周向均设有若干螺纹孔，所述第一固定部和所述第二固定部均设有连接环，所述连接环周向设有若干贯通所述连接环侧壁的连接孔，两个所述连接环分别套设于所述圆筒的两端，锁紧螺钉穿过所述连接孔并螺接于所述螺纹孔内。

优选地，所述圆筒内部设有支撑件。

优选地，所述支撑件包括圆板，所述圆板设于所述圆筒内，且和所述圆筒同心设置。

优选地，所述机器人传动结构还包括第二连接件，所述第三运动部与所述第二运动部通过所述第二连接件连接。

优选地，所述第二连接件包括相互连接且垂直的第一板和第二板，所述第三运动部螺接于所述第一板；所述第二运动部螺接于所述第二板。

另一方面，本实用新型提供一种机器人腿部结构，包括上述任一方案中的机器人传动结构、大腿组件和小腿组件，所述第一固定部与所述大腿组件固定，所述第一运动部用于和所述小腿组件连接并驱动所述小腿组件绕第一轴线运动；

所述第二固定部与所述第一固定部或所述大腿组件固接，所述第二驱动组件用于驱动所述大腿组件和所述小腿组件绕第二轴线运动；

所述第三运动部与所述第二运动部连接；所述第三驱动组件用于驱动所述大腿组件和所述小腿组件绕第三轴线运动；所述第一轴线平行于所述第二轴线，所述第三轴线与所述第一轴线呈夹角设置。

另一方面，本实用新型提供一种机器人，包括上述方案中的机器人腿部结构。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种机器人传动结构、腿部结构及机器人，该机器人传动结构通过第一固定部固定于大腿组件、第一运动部驱动小腿组件、第二固定部与第一固定部或大腿组件固接、第二运动部和第三运动部连接、第三固定部固定于主体结构的方式，实现了动力在三个轴线方向的传输，其中，第二固定部与第一固定部或大腿组件固接的方式使得第二运动部动作时，第一固定部和第二固定部之间的线缆不会发生运动，也使得第一固定部和第二固定部之间的线缆不需要设置余量，缩短了线缆的长度，进而保证了该段线缆的稳定性，不会发生刮擦，也降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例中机器人腿部结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中机器人传动结构的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中机器人腿部结构的爆炸结构示意图。

图中：

A、第一轴线；B、第二轴线；C、第三轴线；

1、第一驱动组件；11、第一固定部；12、第一运动部；13、第一连接环；

2、第二驱动组件；21、第二固定部；22、第二运动部；23、第二连结环；

3、第三驱动组件；31、第三固定部；32、第三运动部；

4、大腿组件；

5、小腿组件；51、小腿杆；52、传动件；53、连杆；

6、第一连接件；61、支撑件；

7、第二连接件；71、第一板；711、通孔；72、第二板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

如图1-3所示，本实施例提供一种机器人传动结构，该机器人传动结构包括第一驱动组件1、第二驱动组件2和第三驱动组件3。其中，第一驱动组件1包括第一固定部11和第一运动部12，第一固定部11与大腿组件4固定，第一运动部12用于和小腿组件5连接并驱动小腿组件5绕第一轴线A运动。第二驱动组件2包括第二固定部21和第二运动部22，第二固定部21与第一固定部11或大腿组件4固接，第二驱动组件2用于驱动大腿组件4和小腿组件5绕第二轴线B运动。第三驱动组件3包括第三固定部31和第三运动部32，第三固定部31连接于主体结构，其中主体结构可以为机器人的躯干。第三运动部32与第二运动部22连接；第三驱动组件3用于驱动大腿组件4和小腿组件5绕第三轴线C运动；第一轴线A平行于第二轴线B，第三轴线C与第一轴线A呈夹角设置。

本实施例中，借助上述设置，实现了动力在三个轴线方向的传输，其中，第二固定部21与第一固定部11或大腿组件4固接的方式使得第二运动部22动作时，第一固定部11和第二固定部21之间的线缆不会发生运动，也使得第一固定部11和第二固定部21之间的线缆不需要设置余量，缩短了线缆的长度，进而保证了该段线缆的稳定性，不会发生刮擦，也降低了成本。

优选地，第一固定部11螺接与大腿组件4螺接。该设置能实现第一固定部11和大腿组件4之间的连接，且便于组装和维护。

本实施例中，可选地，第二固定部21和第一固定部11螺接。进一步地，机器人传动结构还包括第一连接件6，第二固定部21和第一固定部11同时螺接于第一连接件6。其中，第一连接件6的两端分别与第一固定部11和第二固定部21的结构相适应，第一连接件6的设置使得第一固定部11和第二固定部21之间的连接更加便捷，提高了连接效率。

关于第一连接件6的结构，本实施例中，具体地，第一连接件6包括圆筒，圆筒两端的周向均设有若干螺纹孔，第一固定部11和第二固定部21分别设有第一连接环13和第二连接环23，第一连接环13和第二连接环23的周向均设有若干贯通各自侧壁的连接孔，第一连接环13和第二连接环23分别套设于圆筒的两端，锁紧螺钉穿过连接孔并螺接于螺纹孔内。借助上述结构的设置，使得第一固定部11和第二固定部21之间连接更加牢固，其中，连接环的内径尺寸略大于圆筒的外径尺寸。

进一步地，圆筒内部设有支撑件61。该设置使得圆筒的强度增加，进一步提高了第一固定部11和第二固定部21之间连接的牢固性。具体地，支撑件61包括圆板，圆板设于圆筒内，且和圆筒同心设置。圆板的设置一方面能提高圆筒的强度，另一方面还能隔绝第一固定部11和第二固定部21之间热量的传递。可选地，圆板和圆筒一体成型设置。

优选地，机器人传动结构还包括第二连接件7，第三运动部32与第二运动部22通过第二连接件7连接。其中，第二连接件7的两端分别与第三运动部32和第二运动部22的结构相适应，该设置使得第三运动部32和第二运动部22的连接更加便捷，提高了第三运动部32和第二运动部22的连接效率。

本实施中例中，具体地，第二连接件7包括相互连接且垂直的第一板71和第二板72，第三运动部32螺接于第一板71；第二运动部22螺接于第二板72。该设置使得第三运动部32和第二运动部22的连接更加牢固，且连接成本低。

可选地，第一驱动组件1、第二驱动组件2和第三驱动组件3可以均为伺服电机。在本实施例中，第一运动部12、第二运动部22和第三运动部32可以均为伺服电机的输出轴。本实施例中，由于第三驱动组件3和第二驱动组件2相邻，为了缩小机器人传动结构的整体尺寸，需要尽量减小二者之间的间隙，但是间隙越小越不利于第二驱动组件2热量的散发。为此，本实施例中，第一板71设有通孔711，通孔711周围设有若干安装孔，第三运动部32设有若干固定孔，紧固螺钉穿过安装孔螺接于固定孔内。该设置提供了避让位置，也使得第二驱动组件2和第三驱动组件3之间的间隙可以尽可能地小，还有利于第二驱动组件2的热量散发。

实施例二

本实施例还提供一种机器人腿部结构，包括上述方案中的机器人传动结构、大腿组件4和小腿组件5，第一固定部11与大腿组件4固定，第一运动部12用于和小腿组件5连接并驱动小腿组件5绕第一轴线A运动；第二固定部21与第一固定部11或大腿组件4固接，第二驱动组件2用于驱动大腿组件4和小腿组件5绕第二轴线B运动；第三运动部32与第二运动部22连接；第三驱动组件3用于驱动大腿组件4和小腿组件5绕第三轴线C运动；第一轴线A平行于第二轴线B，第三轴线C与第一轴线A呈夹角设置。

可选地，小腿组件5包括传动件52和小腿杆51，小腿杆51和大腿组件4转动连接，传动件52一端和小腿杆51铰接，另一端通过连杆53和第一运动部12连接。具体地，传动件52的另一端和连杆53的一端铰接、连杆53的另一端和第一运动部12固接。上述设置能完成小腿杆51的驱动。

实施例二

本实施例还提供一种机器人，包括上述方案中的机器人腿部结构。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人传动结构，其特征在于，包括：

第一驱动组件(1)，所述第一驱动组件(1)包括第一固定部(11)和第一运动部(12)，所述第一固定部(11)与大腿组件(4)固定，所述第一运动部(12)用于和小腿组件(5)连接并驱动所述小腿组件(5)绕第一轴线(A)运动；

第二驱动组件(2)，所述第二驱动组件(2)包括第二固定部(21)和第二运动部(22)，所述第二固定部(21)与所述第一固定部(11)或所述大腿组件(4)固接，所述第二驱动组件(2)用于驱动所述大腿组件(4)和所述小腿组件(5)绕第二轴线(B)运动；

第三驱动组件(3)，所述第三驱动组件(3)包括第三固定部(31)和第三运动部(32)，所述第三固定部(31)连接于主体结构，所述第三运动部(32)与所述第二运动部(22)连接；所述第三驱动组件(3)用于驱动所述大腿组件(4)和所述小腿组件(5)绕第三轴线(C)运动；所述第一轴线(A)平行于所述第二轴线(B)，所述第三轴线(C)与所述第一轴线(A)呈夹角设置。

2.根据权利要求1所述的机器人传动结构，其特征在于，所述第二固定部(21)和所述第一固定部(11)螺接。

3.根据权利要求1所述的机器人传动结构，其特征在于，所述机器人传动结构还包括第一连接件(6)，所述第二固定部(21)和所述第一固定部(11)同时螺接于所述第一连接件(6)。

4.根据权利要求3所述的机器人传动结构，其特征在于，所述第一连接件(6)包括圆筒，所述圆筒两端的周向均设有若干螺纹孔，所述第一固定部(11)和所述第二固定部(21)分别设有第一连接环(13)和第二连接环(23)，所述第一连接环(13)和所述第二连接环(23)的周向均设有若干贯通各自侧壁的连接孔，所述第一连接环(13)和所述第二连接环(23)分别套设于所述圆筒的两端，锁紧螺钉穿过所述连接孔并螺接于所述螺纹孔内。

5.根据权利要求4所述的机器人传动结构，其特征在于，所述圆筒内部设有支撑件(61)。

6.根据权利要求5所述的机器人传动结构，其特征在于，所述支撑件(61)包括圆板，所述圆板设于所述圆筒内，且和所述圆筒同心设置。

7.根据权利要求1所述的机器人传动结构，其特征在于，所述机器人传动结构还包括第二连接件(7)，所述第三运动部(32)与所述第二运动部(22)通过所述第二连接件(7)连接。

8.根据权利要求7所述的机器人传动结构，其特征在于，所述第二连接件(7)包括相互连接且垂直的第一板(71)和第二板(72)，所述第三运动部(32)螺接于所述第一板(71)；所述第二运动部(22)螺接于所述第二板(72)。

9.一种机器人腿部结构，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的机器人传动结构、大腿组件(4)和小腿组件(5)，所述第一固定部(11)与所述大腿组件(4)固定，所述第一运动部(12)用于和所述小腿组件(5)连接并驱动所述小腿组件(5)绕第一轴线(A)运动；

所述第二固定部(21)与所述第一固定部(11)或所述大腿组件(4)固接，所述第二驱动组件(2)用于驱动所述大腿组件(4)和所述小腿组件(5)绕第二轴线(B)运动；

所述第三运动部(32)与所述第二运动部(22)连接；所述第三驱动组件(3)用于驱动所述大腿组件(4)和所述小腿组件(5)绕第三轴线(C)运动；所述第一轴线(A)平行于所述第二轴线(B)，所述第三轴线(C)与所述第一轴线(A)呈夹角设置。

10.一种机器人，其特征在于，包括权利要求9所述的机器人腿部结构。

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