CN219277665U - 机器人小腿臂 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种机器人小腿臂，涉及机器人技术领域，其包括臂本体，臂本体的一端设有一对膝耳板，膝耳板上设有轴孔，臂本体远离膝耳板的一端弯曲形成有弧形段，弧形段的弧口远离轴孔所在侧设置。该申请具有提高简化小腿臂结构并提高行走稳定性的优点。

Description

机器人小腿臂

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种机器人小腿臂。

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。

相关技术见公告号为CN218021917U的实用新型专利，其公开了一种伺服泵控直驱机器人腿足系统，包括小腿关节、足关节和阻尼被动关节，阻尼被动关节连接于小腿关节和足关节之间。

针对上述相关技术，小腿关节与阻尼被动关节共同形成小腿部分，小腿的结构相对复杂。

实用新型内容

为了改善目前机器人小腿处结构复杂的问题，本申请提供一种机器人小腿臂。

本申请提供的一种机器人小腿臂采用如下的技术方案：

一种机器人小腿臂，包括臂本体，臂本体的一端设有一对膝耳板，膝耳板上设有轴孔，臂本体远离膝耳板的一端弯曲形成有弧形段，弧形段的弧口远离轴孔所在侧设置。

通过采用上述技术方案，小腿臂通过膝耳板上的轴孔与大腿臂转动连接，弧形段使得小腿臂能够整体倾斜设置，小腿臂的底端能够近似垂直接触地面。小腿臂结构简单，支撑稳定性更高。

综上，本申请包括以下有益技术效果：通过简化小腿臂结构并优化小腿臂的弯曲设计提高小腿的支撑性能。

附图说明

图1为本申请实施例机器人腿足装置的结构示意图；

图2为图1中A-A面的剖视图；

图3为大腿臂的结构示意图；

图4为图3中B-B面的剖视图；

图5为小腿臂的结构示意图；

图6为图5中C-C面的剖视图；

图7为足关节部位的局部结构示意图。

附图标记说明：

1、大腿臂；11、第一减重孔；12、外耳板；13、内耳板；14、安装槽；15、销孔；16、第一膝耳板；17、通孔；18、线孔；

2、小腿臂；21、第二减重孔；22、第二膝耳板；23、穿孔；24、足连接端；25、安装孔；26、延伸槽；

3、液压缸；31、缸体；32、活塞杆；33、安装架；

4、第一连接部；

5、第二连接部；

6、足关节；61、足套；611、防滑槽；62、内囊；621、螺纹段；63、盖板；64、固定螺母；

7、线缆；

8、压力传感器。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开了一种机器人腿足装置。

参考图1和图2，机器人腿足装置包括大腿臂1、小腿臂2和液压缸3，大腿臂1与小腿臂2转动连接，液压缸3的缸体31转动连接于大腿臂1，液压缸3的活塞杆32转动连接有第一连接部4和第二连接部5，第一连接部4的另一端与大腿臂1转动连接，第二连接部5的另一端与小腿臂2转动连接，大腿臂1与小腿臂2的转动轴点、第一连接部4与大腿臂1的转动轴点、第二连接部5与小腿臂2的转动轴点以及第一连接部4和第二连接部5的转动轴点形成四边形。

液压缸3和小腿臂2的传动采用四连杆结构，小腿臂2展开角度相同的情况下，四连杆结构中液压缸3的摆动幅度更小。

液压缸3可以为双向液压油缸，这里采用双出杆液压缸。为了对液压缸3的活塞杆32进行保护，液压缸3的缸体31固定连接有安装架33，安装架33可以为铰接于大腿臂1内的圆柱杆，圆柱杆与缸体31连接的一端沿轴线开设有用于容纳活塞杆32的空腔。安装架33与缸体31可以通过螺钉固定。

第一连接部4和第二连接部5均可以为弧形板，弧形板的凹口朝向大腿臂1与小腿臂2的转动轴点设置，这样更符合应力在结构件里的传递路线，提高使用寿命。在其他实施方式中，第一连接部4和第二连接部5也可以为直板、S形板、V形板等。

参考图3和图4，大腿臂1整体外轮廓呈四棱柱结构，大腿臂1的内部设有空腔。为了进一步减轻重量，大腿臂1的表面开设有多个第一减重孔11形成镂空结构。

大腿臂1的一端相对两侧壁形成有一对外耳板12，外耳板12上设有轴孔。两个外耳板12之间固设有内耳板13，内耳板13也可以有两个，两个外耳板12与两个内耳板13平行设置。为了安装角度监测器，在外耳板12的外侧对应轴孔处开设有安装槽14。

大腿臂1靠近内耳板13位置开设有销孔15，销孔15的轴线与内耳板13的轴孔垂直设置，安装架33的端部铰接于销孔15处，使得液压缸3能够整体收纳于大腿臂1内部的空腔。

大腿臂1的另一端相对两侧壁形成有一对第一膝耳板16，第一膝耳板16上设有轴孔。第一膝耳板16与外耳板12分别位于大腿臂1不同的侧面，第一膝耳板16上的轴孔与外耳板12上的轴孔轴线垂直设置。

为了进一步减轻大腿臂1的重量，大腿臂1自靠近外耳板12一端向另一端的横截面积逐渐减小。

大腿臂1靠近外耳板12的一端还设有线孔18，线孔18用于线缆穿过以便从大腿臂1的内部走线，减少腿足运动时线路的缠绕，对腿足系统的稳定运行起到防护作用。

大腿臂1靠近第一膝耳板16位置开设有通孔17，通孔17的轴线与第一膝耳板16的轴孔轴线平行。通孔17用于第一连接部4与大腿臂1铰接。

大腿臂1通过外耳板12上的轴孔与髋关节进行转动连接，使得大腿臂1能够在外部动力下进行内外摆动。大腿臂1通过第一膝耳板16上的轴孔与小腿臂2转动连接，使得大腿臂1与小腿臂2之间实现类似人腿膝盖位置的转动。大腿臂1的结构简单，优化整体腿足结构。

参考图5和图6，小腿臂2整体近似四棱柱结构，小腿臂2的内部中空，为了进一步降低小腿臂2的重量，小腿臂2的表面开设有多个第二减重孔21形成镂空结构。

小腿臂2的一端相对两侧壁形成有一对第二膝耳板22，第二膝耳板22上开设有轴孔，小腿臂2与大腿臂1通过第一膝耳板16与第二膝耳板22的轴孔对齐并用轴杆转动连接。

小腿臂2靠近第二膝耳板22的轴孔处开设有穿孔23，穿孔23的轴线与第二膝耳板22的轴孔轴线平行设置，穿孔23用于第二连接部5与小腿臂2铰接。第二膝耳板22的宽度自穿孔23部位向轴孔部位逐渐减小。

小腿臂2的另一端弯曲形成弧形段，小腿臂2远离第二膝耳板22的一端为足连接端24，足连接端24呈四棱台结构。足连接端24的端面开设有与小腿臂2内腔连通的安装孔25，小腿臂2位于安装孔25的周围设有钉孔。

为了更加符合人体仿真学以增加腿足移动的支撑性，小腿臂2靠近足连接端24的弧形段朝向一侧弯曲，弯曲内侧半径为R2，内侧弧度中心角为β；弯曲外侧半径为R3，外侧弧度中心角为γ。具体的，R2＝54mm，β＝52°，R3＝80mm，γ＝20°。小腿臂2靠近轴孔的一面局部弯曲，弯曲半径为R1，弯曲弧面中心角为α，具体的，R1＝100mm，α＝26°。以图6视图，R1的中心O与R2的中心M位于小腿臂2的两侧，R1与R2对应的弧面分别位于小腿臂2的相对两面上。在本申请实施例的其他实施方式中，R1、R2、R3、α、β、γ均可以根据实际需要进行合理选择。

为了尽可能降低小腿臂2的重量，小腿臂2位于安装孔25的边缘开设有延伸槽26。

参考图7，足连接端24连接有足关节6。足关节6包括足套61和盖板63，足套61可以为橡胶套，盖板63通过螺钉与足连接端24固定，足套61可以粘接、熔接或者螺钉固定在盖板63上。足套61的表面设有多个防滑槽611。

为了便于检测足关节6的受力状态，足关节6还包括弹性的内囊62，内囊62中充填有流体介质如液压油，内囊62被足套61包裹，内囊62上固设有螺纹段621，螺纹段621穿过盖板63后通过固定螺母64固定。为了防止内囊62相对盖板63上下移动，固定螺母64与盖板63固定连接，固定方式包括一体成型、焊接、粘接、嵌固等。内囊62位于螺纹段621处连接有压力传感器8，压力传感器8通过线缆7连接外部的中央处理器如芯片或电脑。当足套61受力变形后挤压内囊62，内囊62中的油压上升，压力传感器8检测到压力值后通过线缆7传递到中央处理器。

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 (9)

1.一种机器人小腿臂，包括臂本体，臂本体的一端设有一对膝耳板，膝耳板上设有轴孔，其特征在于：臂本体远离膝耳板的一端弯曲形成有弧形段，弧形段的弧口远离轴孔所在侧设置。

2.根据权利要求1所述的机器人小腿臂，其特征在于：臂本体靠近膝耳板的轴孔处开设有穿孔(23)。

3.根据权利要求1所述的机器人小腿臂，其特征在于：弧形段的内侧面弧面半径为R2，弧形段的外侧面弧面半径为R3，R3＞R2。

4.根据权利要求3所述的机器人小腿臂，其特征在于：弧形段内侧弧度中心角为β，弧形段外侧弧度中心角为γ，β＞γ。

5.根据权利要求1-4任一所述的机器人小腿臂，其特征在于：臂本体远离膝耳板的一端端面开设有安装孔(25)。

6.根据权利要求5所述的机器人小腿臂，其特征在于：臂本体位于安装孔(25)边缘开设有延伸槽(26)。

7.根据权利要求1-4、6中任一所述的机器人小腿臂，其特征在于：臂本体上开设有多个减重孔。

8.根据权利要求5所述的机器人小腿臂，其特征在于：臂本体上开设有多个减重孔。

9.根据权利要求1-4、6、8中任一所述的机器人小腿臂，其特征在于：臂本体靠近膝耳板的一端设有局部弯曲，且局部弯曲的中心与弧形段的中心位于臂本体的两侧。

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