CN218021917U - 伺服泵控直驱机器人腿足系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种伺服泵控直驱机器人腿足系统，涉及机器人技术领域，其包括依次转动连接的基座、侧摆关节、正摆关节和小腿关节，侧摆关节与正摆关节之间设有正摆油缸，正摆关节与小腿关节之间设有小腿油缸，小腿关节固定连接有足端关节，侧摆关节具有收纳正摆油缸的安装口，正摆关节具有收纳小腿关节的容纳槽，正摆油缸和小腿油缸的油路管线贴合侧摆关节与正摆关节的内侧设置。本申请具有提高腿足系统的稳定运行能力的效果。
Description
技术领域
本申请涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种伺服泵控直驱机器人腿足系统。
背景技术
机器人在当代社会中的作用越来越重要，足式机器人由于对非结构化环境的良好适应性，目前成为国内外研究的重要方向和发展热潮。对于四足机器人，单腿的腿部关节配置形式通常有膝式和肘式两种，两种形式能够组合使用。
相关技术见公布号为CN103318289A的专利申请，其公开了一种腿型结构可变的模块化液压驱动四足机器人，该机器人由机体框架、两个双腿模块及其他附属紧固件构成，其中单腿模块由侧摆组件、液压缸I、髋关节及大腿组件、膝关节及小腿组件、液压缸II及其他附属紧固件构成。
针对上述相关技术，液压缸I和液压缸II的油路均暴露在外，在机器人行走过程中容易被碰撞导致损坏，影响单腿模块的正常使用，可靠性低。
实用新型内容
为了改善目前机器人腿足部分因油路暴露而存在运行可靠性低的问题，本申请提供一种伺服泵控直驱机器人腿足系统。
本申请提供的一种伺服泵控直驱机器人腿足系统，采用如下的技术方案：
一种伺服泵控直驱机器人腿足系统，包括依次转动连接的基座、侧摆关节、正摆关节和小腿关节，侧摆关节与正摆关节之间设有正摆油缸，正摆关节与小腿关节之间设有小腿油缸，小腿关节固定连接有足端关节，侧摆关节具有收纳正摆油缸的安装口，正摆关节具有收纳小腿关节的容纳槽，正摆油缸和小腿油缸的油路管线贴合侧摆关节与正摆关节的内侧设置。
通过采用上述技术方案，基座固定于外部结构，侧摆关节能够相对基座转动进行仿生的向外和向内摆动，正摆关节和小腿关节能够进行转动仿生人腿弯曲，由于油缸的油路管线被关节包络保护，使得整个腿足系统的线路被关节保护。
综上所述，本申请具有以下有益技术效果：整个腿足系统的线路被关节保护，降低了因线路损坏引起的机器人无法正常工作的可能，提高了腿足系统的稳定运行能力。
附图说明
图1是本申请实施例的整体结构示意图；
图2是侧摆关节与基座的装配示意图；
图3是图2的爆炸图；
图4是图1中侧摆关节部分的右视图；
图5是图4中A-A向的剖视图；
图6是正摆关节的结构示意图；
图7是小腿关节、阻尼被动关节以及足端关节的装配示意图；
图8是图7中B-B面的剖视图。
附图标记说明：
1、基座；11、基体；111、通孔；112、容纳孔；12、轴承；
2、定位部；
3、侧摆关节；31、侧摆主体；311、轴孔；312、装配槽；313、安装口；32、侧摆芯轴；33、侧耳板；34、端盖；
4、销钉；
5、正摆关节；51、正摆主体；511、容纳槽；512、连接孔；513、穿孔；52、连接部；
6、正摆油缸；61、连接环；62、固定块；63、位移传感器；
7、小腿油缸；
8、小腿关节；81、安装孔；
9、阻尼被动关节；91、液压筒；911、腔体；92、液压杆；93、连接头；94、弹簧；95、挡环；96、导向条；
10、足端关节；101、足架；102、拉压力传感器；103、足端；104、锁紧件。
具体实施方式
以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。
本申请公开了一种伺服泵控直驱机器人腿足系统。
参考图1，伺服泵控直驱机器人腿足系统包括依次连接的基座1、侧摆关节3、正摆关节5、小腿关节8以及足端关节10，其中，侧摆关节3与正摆关节5转动连接，侧摆关节3还转动连接有与正摆关节5铰接的正摆油缸6；正摆关节5与小腿关节8转动连接，正摆关节5还转动连接有与小腿关节8铰接的小腿油缸7。正摆油缸6能够被侧摆关节3包络，小腿油缸7能够被正摆关节5包络。
参考图2和图3，基座1包括基体11和轴承12，基体11由矩形板和圆管固定为一体形成，矩形板位于圆管外壁且矩形板长度方向与圆管的轴线平行设置。结合图5，基体11位于圆管部位设有贯通的通孔111，轴承12固定安装于通孔111的两端。基体11位于矩形板远离圆管的一侧开设有容纳孔112，容纳孔112用于固定定位部2。此处容纳孔112可以有两个，容纳孔112可以为圆形孔，定位部2可以为圆柱。在其他实施方式中，定位部2还可以为棱柱或者球体，容纳孔112的形状与定位部2的轮廓截面相配合。
参考图3和图5，侧摆关节3包括侧摆主体31和侧摆芯轴32，侧摆主体31的一侧中部开设有装配槽312，装配槽312能够容纳基座1，侧摆主体31位于装配槽312的两端分别开设有同轴设置的轴孔311，侧摆芯轴32与轴孔311配合固定。基座1的圆管部分放置于装配槽312，使得通孔111与轴孔311同轴，侧摆芯轴32依次穿过轴孔311和通孔111，侧摆芯轴32与基体11之间通过轴承12转动连接，基座1和侧摆主体31能够绕侧摆芯轴32相对转动。
基座1用于与外部零件通过螺栓固定，侧摆主体31的外侧壁远离侧摆芯轴32的位置固定有侧耳板33，侧耳板33用于连接外部的推动机构，推动机构可以为油缸或气缸，这样推动机构能够带动侧摆关节3绕侧摆芯轴32相对基座1转动，实现类似人的腿部做出向外或向内的摆动动作。
为了对侧摆芯轴32的端部进行保护并提高美观度，侧摆主体31位于轴孔311的端面通过螺钉固定有端盖34。
参考图3和图4，侧摆主体31的另一侧沿长度方向开设有安装口313，正摆油缸6的缸体端部转动连接于安装口313的一端，转动方式可以为通过销钉4铰接；侧摆主体31位于安装口313的另一端通过销钉4与正摆关节5铰接。
参考图4和图5，正摆油缸6的活塞杆端部固定有连接环61，固定方式包括但不限于螺纹连接、焊接或过盈配合等，连接环61上安装有轴承，连接环61通过销钉4穿过轴承与正摆关节5转动连接。
为了能够准确调节侧摆关节3与正摆关节5之间的角度，从而调节正摆关节5的移动位置，正摆油缸6连接有位移传感器63，位移传感器63为线性位移传感器，具体可以优选为磁致伸缩位移传感器。正摆油缸6的缸体外壁靠近侧摆芯轴32的一侧固定有固定块62，固定块62上设有与位移传感器63的外壳适配的凹槽，位移传感器63通过固定块62固定在正摆油缸6的外壁上，位移传感器63的伸缩杆端部固定在正摆油缸6的活塞杆端部。
参考图6，正摆关节5包括正摆主体51，正摆主体51整体近似四棱柱结构，正摆主体51的一侧沿长度方向开设有容纳槽511，容纳槽511能够收纳小腿油缸7。正摆主体51位于容纳槽511的一端开设有连接孔512，小腿油缸7的缸体一端铰接于连接孔512位置；正摆主体51位于容纳槽511的另一端通过销钉4与小腿关节8铰接。
正摆关节5还包括固定于正摆主体51上的连接部52，连接部52可以为一对耳板，正摆油缸6上的连接环61以及侧摆主体31均铰接于连接部52位置。连接部52与正摆主体51的固定方式包括但不限于一体成型或者焊接固定。为了进一步降低正摆关节5的重量，正摆主体51的侧壁开设有多个穿孔513。小腿油缸7同样连接有位移传感器63，以准确调节正摆关节5与小腿关节8之间的位置。
参考图6和图7，为了提高腿足系统在行走或奔跑过程中的抗冲击能力，小腿关节8与足端关节10之间连接有阻尼被动关节9。
阻尼被动关节9包括液压筒91、液压杆92和弹簧94，液压筒91内设有腔体911，液压杆92插入液压筒91并相对滑移，液压杆92远离液压筒91的一端固定连接有连接头93，连接头93和液压筒91的外壁分别固定有挡环95，弹簧94套设在液压筒91上并位于两个挡环95之间，使得阻尼被动关节9形成液压弹簧阻尼结构。
液压筒91与小腿关节8连接，连接头93与足端关节10连接。在小腿关节8远离正摆关节5的一端开设有安装孔81，液压筒91的端部插入到安装孔81内并能够相对滑移。
参考图8，足端关节10包括足架101、拉压力传感器102和足端103，足端与足架101固定连接，固定方式包括但不限于螺钉固定，拉压力传感器102固定于足架101与足端103之间，用于检测触地力。足架101远离足端103的一端开设有安装口，连接头93插入到安装口内，连接头93与足架101通过锁紧件104固定，锁紧件104可以为螺栓。
小腿关节8和足端关节10之间设有一对导向条96，导向条96的一端与足架101通过螺钉固定，导向条96的另一端通过螺栓与小腿关节8固定，导向条96与小腿关节8连接的一端开设有腰型孔，腰型孔的长度沿着导向条96的长度方向设置。
通过阻尼被动关节9，增强了腿足系统在复杂路况的自适应能力，具有抗过载及缓冲作用。
由于正摆油缸6被包络在侧摆关节3内，且小腿油缸7被包络在正摆关节5内，位移传感器63以及拉压力传感器102从各关节内部走线，正摆油缸6和小腿油缸7的油路管线紧贴在相应的关节处，使得整个腿足系统的线路被关节保护，降低了因线路损坏引起的机器人无法正常工作的可能，提高了腿足系统的稳定运行能力。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种伺服泵控直驱机器人腿足系统，包括依次转动连接的基座(1)、侧摆关节(3)、正摆关节(5)和小腿关节(8)，侧摆关节(3)与正摆关节(5)之间设有正摆油缸(6)，正摆关节(5)与小腿关节(8)之间设有小腿油缸(7)，小腿关节(8)固定连接有足端关节(10)，其特征在于：侧摆关节(3)具有收纳正摆油缸(6)的安装口(313)，正摆关节(5)具有收纳小腿关节(8)的容纳槽(511)，正摆油缸(6)和小腿油缸(7)的油路管线贴合侧摆关节(3)与正摆关节(5)的内侧设置。
2.根据权利要求1所述的伺服泵控直驱机器人腿足系统，其特征在于：正摆油缸(6)和/或小腿油缸(7)的缸体连接有位移传感器(63)。
3.根据权利要求2所述的伺服泵控直驱机器人腿足系统，其特征在于：位移传感器(63)为线性位移传感器(63)，线性位移传感器(63)的一端固定于油缸的缸体上和另一端固定于油缸的活塞杆端部。
4.根据权利要求1-3任一所述的伺服泵控直驱机器人腿足系统，其特征在于：小腿关节(8)与足端关节(10)之间连接有阻尼被动关节(9)。
5.根据权利要求4所述的伺服泵控直驱机器人腿足系统，其特征在于：阻尼被动关节(9)为液压弹簧阻尼结构。
6.根据权利要求4所述的伺服泵控直驱机器人腿足系统，其特征在于：阻尼被动关节(9)包括液压筒(91)、液压杆(92)和弹簧(94)，液压筒(91)内设有腔体(911)，液压杆(92)插入液压筒(91)并相对滑移，液压杆(92)远离液压筒(91)的一端固定连接有连接头(93)，连接头(93)和液压筒(91)的外壁分别固定有挡环(95)，弹簧(94)套设在液压筒(91)上并位于两个挡环(95)之间。
7.根据权利要求1-3、5、6中任一所述的伺服泵控直驱机器人腿足系统，其特征在于：足端关节(10)包括固定连接的足架(101)和足端(103)，足架(101)和足端(103)之间设有拉压力传感器(102)。
8.根据权利要求1-3、5、6中任一所述的伺服泵控直驱机器人腿足系统，其特征在于：正摆关节(5)位于容纳槽(511)侧壁开设有多个穿孔(513)。
9.根据权利要求1-3、5、6中任一所述的伺服泵控直驱机器人腿足系统，其特征在于：侧摆关节(3)包括侧摆主体(31)和侧摆芯轴(32)，侧摆主体(31)远离安装口(313)的一侧开设有装配槽(312)，基座(1)上开设有通孔(111)，侧摆芯轴(32)穿过基座(1)的通孔(111)并与基座(1)通过轴承(12)连接。
10.根据权利要求9所述的伺服泵控直驱机器人腿足系统，其特征在于：基座(1)上设有容纳孔(112)或者基座(1)上固定有定位台。
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