CN216834006U - 腿部机构及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种腿部机构及机器人，包括：第二腿部外壳、大腿外壳、小腿外壳、大腿横滚电机、膝盖电机以及脚掌抬起电机；所述大腿外壳一端转动连接所述第二腿部外壳，另一端转动连接所述小腿外壳；所述大腿外壳朝向所述第二腿部外壳一端安装所述大腿横滚电机，所述大腿横滚电机带动所述第二腿部外壳转动；所述大腿外壳朝向所述小腿外壳一端安装所述膝盖电机，所述膝盖电机带动所述小腿外壳转动；所述小腿外壳背向所述大腿外壳一端安装腿部并联拉杆结构，所述腿部并联拉杆结构安装所述脚掌抬起电机；所述第二腿部外壳连接跨部机构，所述脚掌抬起电机带动脚踝机构转动。本设计提供了一种多自由度的腿部机构，实现腿部机构的灵活运动。

Description

腿部机构及机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人结构领域，具体地，涉及腿部机构及机器人。

背景技术

随着机器人的广泛普及，越来越多的机器人被应用到生产与生活中去，因此也对机器人的要求越来越高。在拟人机器人中，为了应对越来越高的要求，适应各种情况，对机器人的整体自由程度以及其稳定性也有了更高的要求。而机器人的腿部机构是体现自由程度的重要组成部件。故需要提供一种具有多自由度且结构简洁的腿部机构。

专利文献CN113022732A提供一种机器人腿部结构，包括大腿组件、转动连接于所述大腿组件一端的小腿组件、固定于所述小腿组件远离所述大腿组件一端的脚底组件以及传感器组件；所述传感器组件包括气囊、气压传感器以及连接所述气压传感器的气管，所述气囊固定于所述脚底组件上，所述气压传感器固定于所述小腿组件上。该专利的旨在骨骼的仿真运动，其传动方式为气动，目的不在提供具有多自由度的腿部机构。

专利文献CN109747731A涉及机器人及其腿部结构。腿部舵机的动力通过第一传动机构带动大腿前后移动，通过第二传动机构带动小腿在大腿向后移动时向后转动而在大腿向前移动时向前转动，通过第三传动机构带动脚部在小腿向后转动时转动抬起而在小腿向前转动时转动着地。该专利结构过于繁杂且通过多处联动方式带动运动，每个关节的自由度不高。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种腿部机构及机器人。

根据本实用新型提供的一种腿部机构，包括：第二腿部外壳、大腿外壳、小腿外壳、大腿横滚电机、膝盖电机以及脚掌抬起电机；

所述大腿外壳一端转动连接所述第二腿部外壳，另一端转动连接所述小腿外壳；

所述大腿外壳朝向所述第二腿部外壳一端安装所述大腿横滚电机，所述大腿横滚电机带动所述第二腿部外壳转动；

所述大腿外壳朝向所述小腿外壳一端安装所述膝盖电机，所述膝盖电机带动所述小腿外壳转动；

所述小腿外壳背向所述大腿外壳一端安装腿部并联拉杆结构，所述腿部并联拉杆结构安装所述脚掌抬起电机；

所述第二腿部外壳连接跨部机构，所述脚掌抬起电机带动脚踝机构转动。

优选地，所述大腿外壳内部安装大腿横滚电机基座；

所述大腿横滚电机基座一端安装所述大腿横滚电机，另一端安装膝盖电机基座。

优选地，所述小腿外壳内部安装小腿膝盖电机输出轴；

所述小腿膝盖电机输出轴一端安装小腿膝盖电机输出关节，另一端安装脚掌抬起关节固定壳。

优选地，所述膝盖电机基座连接所述小腿膝盖电机输出关节；

所述膝盖电机基座安装所述膝盖电机，所述膝盖电机输出端连接所述小腿膝盖电机输出关节；

所述膝盖电机基座通过所述膝盖电机相对所述小腿膝盖电机输出关节同轴转动。

优选地，所述脚掌抬起关节固定壳侧面安装所述腿部并联拉杆结构和所述脚掌抬起电机。

优选地，所述腿部并联拉杆结构包括：第一脚掌抬起关节电机输出盘、第一脚掌抬起轴承、脚掌拉杆、第二脚掌抬起关节电机输出盘以及第二脚掌抬起轴承；

所述脚掌抬起关节固定壳上转动安装所述第一脚掌抬起关节电机输出盘和所述第二脚掌抬起关节电机输出盘；

所述第一脚掌抬起关节电机输出盘和所述脚掌抬起关节固定壳之间安装所述第一脚掌抬起轴承；

所述第二脚掌抬起关节电机输出盘和所述脚掌抬起关节固定壳之间安装所述第二脚掌抬起轴承；

所述第一脚掌抬起关节电机输出盘和所述第二脚掌抬起关节电机输出盘之间通过所述脚掌拉杆连接。

优选地，所述脚掌拉杆设置有多个，多个所述脚掌拉杆互相平行；

所述第一脚掌抬起关节电机输出盘连接所述脚掌抬起电机，所述脚掌抬起电机带动所述第一脚掌抬起关节电机输出盘转动；

所述第一脚掌抬起关节电机输出盘通过所述脚掌拉杆拉动所述第二脚掌抬起关节电机输出盘转动；

所述第二脚掌抬起关节电机输出盘带动所述脚踝机构转动。

优选地，所述第二腿部外壳固定连接大腿端部；

所述大腿端部连接所述大腿横滚电机输出端；

所述大腿横滚电机带动所述大腿端部相对所述大腿外壳转动。

优选地，所述大腿横滚电机轴向与所述大腿横滚电机基座轴向重合；

所述膝盖电机轴向与所述大腿横滚电机基座轴向垂直；

所述脚掌抬起电机轴向平行于所述膝盖电机轴向。

优选地，一种机器人采用所述腿部机构。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本设计通过腿部并联拉杆结构增加小腿处的自由度，且体积小；

2、本设计通过调整膝盖电机的位置可以实现提高腿部机构的质心；

3、本设计提供了一种多自由度的腿部机构，实现腿部机构的灵活运动。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为腿部机构整体结构示意图；

图2为腿部机构内部传动结构位置关系示意图。

图中所示：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1和图2所示，一种腿部机构，可用于机器人，包括：第二腿部外壳19、大腿外壳20、小腿外壳21、大腿横滚电机511、膝盖电机521以及脚掌抬起电机551；大腿外壳20一端转动连接第二腿部外壳19，另一端转动连接小腿外壳21，大腿外壳20朝向第二腿部外壳19一端安装大腿横滚电机511，大腿横滚电机511带动第二腿部外壳19转动，大腿外壳20朝向小腿外壳21一端安装膝盖电机521，膝盖电机521带动小腿外壳21转动，小腿外壳21背向大腿外壳20一端安装腿部并联拉杆结构，腿部并联拉杆结构安装脚掌抬起电机551，第二腿部外壳19连接跨部机构，脚掌抬起电机551带动脚踝机构转动。

大腿外壳20内部安装大腿横滚电机基座51，大腿横滚电机基座51一端安装大腿横滚电机511，另一端安装膝盖电机基座52。小腿外壳21内部安装小腿膝盖电机输出轴54，小腿膝盖电机输出轴54一端安装小腿膝盖电机输出关节53，另一端安装脚掌抬起关节固定壳55。膝盖电机基座52连接小腿膝盖电机输出关节53，膝盖电机基座52安装膝盖电机521，膝盖电机521输出端连接小腿膝盖电机输出关节53，膝盖电机基座52通过膝盖电机521相对小腿膝盖电机输出关节53同轴转动。第二腿部外壳19固定连接大腿端部191，大腿端部191连接大腿横滚电机511输出端，大腿横滚电机511带动大腿端部191相对大腿外壳20转动。大腿横滚电机511轴向与大腿横滚电机基座51轴向重合，膝盖电机521轴向与大腿横滚电机基座51轴向垂直，脚掌抬起电机551轴向平行于膝盖电机521轴向。

脚掌抬起关节固定壳55侧面安装腿部并联拉杆结构和脚掌抬起电机551，腿部并联拉杆结构包括：第一脚掌抬起关节电机输出盘57、第一脚掌抬起轴承58、脚掌拉杆59、第二脚掌抬起关节电机输出盘60以及第二脚掌抬起轴承63，脚掌抬起关节固定壳55上转动安装第一脚掌抬起关节电机输出盘57和第二脚掌抬起关节电机输出盘60，第一脚掌抬起关节电机输出盘57和脚掌抬起关节固定壳55之间安装第一脚掌抬起轴承58，第二脚掌抬起关节电机输出盘60和脚掌抬起关节固定壳55之间安装第二脚掌抬起轴承63，第一脚掌抬起关节电机输出盘57和第二脚掌抬起关节电机输出盘60之间通过脚掌拉杆59连接。脚掌拉杆59设置有多个，多个脚掌拉杆59互相平行，第一脚掌抬起关节电机输出盘57连接脚掌抬起电机551，脚掌抬起电机551带动第一脚掌抬起关节电机输出盘57转动，第一脚掌抬起关节电机输出盘57通过脚掌拉杆59拉动第二脚掌抬起关节电机输出盘60转动，第二脚掌抬起关节电机输出盘60带动脚踝机构转动。

当大腿横滚电机511工作时，大腿外壳20和小腿外壳21水平左右转动；当膝盖电机521工作时，小腿外壳21前后摆动；当脚掌抬起电机551工作时，脚踝机构上下转动，实现脚踝机构的抬起放下。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种腿部机构，其特征在于，包括：第二腿部外壳(19)、大腿外壳(20)、小腿外壳(21)、大腿横滚电机(511)、膝盖电机(521)以及脚掌抬起电机(551)；

所述大腿外壳(20)一端转动连接所述第二腿部外壳(19)，另一端转动连接所述小腿外壳(21)；

所述大腿外壳(20)朝向所述第二腿部外壳(19)一端安装所述大腿横滚电机(511)，所述大腿横滚电机(511)带动所述第二腿部外壳(19)转动；

所述大腿外壳(20)朝向所述小腿外壳(21)一端安装所述膝盖电机(521)，所述膝盖电机(521)带动所述小腿外壳(21)转动；

所述小腿外壳(21)背向所述大腿外壳(20)一端安装腿部并联拉杆结构，所述腿部并联拉杆结构安装所述脚掌抬起电机(551)；

所述第二腿部外壳(19)连接跨部机构，所述脚掌抬起电机(551)带动脚踝机构转动。

2.根据权利要求1所述腿部机构，其特征在于：所述大腿外壳(20)内部安装大腿横滚电机基座(51)；

所述大腿横滚电机基座(51)一端安装所述大腿横滚电机(511)，另一端安装膝盖电机基座(52)。

3.根据权利要求2所述腿部机构，其特征在于：所述小腿外壳(21)内部安装小腿膝盖电机输出轴(54)；

所述小腿膝盖电机输出轴(54)一端安装小腿膝盖电机输出关节(53)，另一端安装脚掌抬起关节固定壳(55)。

4.根据权利要求3所述腿部机构，其特征在于：所述膝盖电机基座(52)连接所述小腿膝盖电机输出关节(53)；

所述膝盖电机基座(52)安装所述膝盖电机(521)，所述膝盖电机(521)输出端连接所述小腿膝盖电机输出关节(53)；

所述膝盖电机基座(52)通过所述膝盖电机(521)相对所述小腿膝盖电机输出关节(53)同轴转动。

5.根据权利要求3所述腿部机构，其特征在于：所述脚掌抬起关节固定壳(55)侧面安装所述腿部并联拉杆结构和所述脚掌抬起电机(551)。

6.根据权利要求5所述腿部机构，其特征在于，所述腿部并联拉杆结构包括：第一脚掌抬起关节电机输出盘(57)、第一脚掌抬起轴承(58)、脚掌拉杆(59)、第二脚掌抬起关节电机输出盘(60)以及第二脚掌抬起轴承(63)；

所述脚掌抬起关节固定壳(55)上转动安装所述第一脚掌抬起关节电机输出盘(57)和所述第二脚掌抬起关节电机输出盘(60)；

所述第一脚掌抬起关节电机输出盘(57)和所述脚掌抬起关节固定壳(55)之间安装所述第一脚掌抬起轴承(58)；

所述第二脚掌抬起关节电机输出盘(60)和所述脚掌抬起关节固定壳(55)之间安装所述第二脚掌抬起轴承(63)；

所述第一脚掌抬起关节电机输出盘(57)和所述第二脚掌抬起关节电机输出盘(60)之间通过所述脚掌拉杆(59)连接。

7.根据权利要求6所述腿部机构，其特征在于：所述脚掌拉杆(59)设置有多个，多个所述脚掌拉杆(59)互相平行；

所述第一脚掌抬起关节电机输出盘(57)连接所述脚掌抬起电机(551)，所述脚掌抬起电机(551)带动所述第一脚掌抬起关节电机输出盘(57)转动；

所述第一脚掌抬起关节电机输出盘(57)通过所述脚掌拉杆(59)拉动所述第二脚掌抬起关节电机输出盘(60)转动；

所述第二脚掌抬起关节电机输出盘(60)带动所述脚踝机构转动。

8.根据权利要求2所述腿部机构，其特征在于：所述第二腿部外壳(19)固定连接大腿端部(191)；

所述大腿端部(191)连接所述大腿横滚电机(511)输出端；

所述大腿横滚电机(511)带动所述大腿端部(191)相对所述大腿外壳(20)转动。

9.根据权利要求2所述腿部机构，其特征在于：所述大腿横滚电机(511)轴向与所述大腿横滚电机基座(51)轴向重合；

所述膝盖电机(521)轴向与所述大腿横滚电机基座(51)轴向垂直；

所述脚掌抬起电机(551)轴向平行于所述膝盖电机(521)轴向。

10.一种机器人，其特征在于：所述机器人采用权利要求1-9任一项所述腿部机构。

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