[发明专利]基于UPR-R结构的混联机器人腿部机构及步行机器人

权利要求书

1.一种基于UPR-R结构的混联机器人腿部机构，包括静平台(1)以及与所述静平台(1)连接的大腿组件、与所述大腿组件通过动平台(2)连接的小腿组件，其特征在于：所述大腿组件包括至少三条UPR结构的支链，所述静平台(1)上设置有分别驱动各条所述支链的至少三个驱动器，所述小腿组件包括小腿(27)，所述小腿(27)通过所述动平台(2)与所述大腿组件可转动连接；初始状态时，所述静平台(1)与所述大腿组件之间、所述大腿组件与所述小腿组件之间均呈锐角设置；

所述大腿组件包括第一支链(3)、第二支链(4)和第三支链(5)，所述第一支链(3)、所述第二支链(4)和所述第三支链(5)的上端分别通过第一U副连接块(6)、第二U副连接块(7)和第三U副连接块(8)与所述静平台(1)连接，所述第一支链(3)、所述第二支链(4)和所述第三支链(5)的下端分别通过第一转动副连接块(9)、第二转动副连接块(10)和第三转动副连接块(11)与所述动平台(2)连接，所述第一支链(3)、所述第二支链(4)和所述第三支链(5)内部分别设置有可伸长/收缩的第一螺旋移动副(12)、第二螺旋移动副(13)和第三螺旋移动副(14)；

所述第一U副连接块(6)、所述第二U副连接块(7)和所述第三U副连接块(8)在所述静平台(1)上的连接点按等边三角形布置；所述第一转动副连接块(9)、所述第二转动副连接块(10)和所述第三转动副连接块(11)在所述动平台(2)上的连接点也按等边三角形布置；

所述小腿组件还包括连接件(24)，所述连接件(24)具有第一连接点(A)、第二连接点(B)和第三连接点(C)，所述小腿(27)与所述连接件(24)的所述第一连接点(A)铰接；

所述大腿组件还包括第一导向支链(15)和第二导向支链(16)，所述第一导向支链(15)和所述第二导向支链(16)的上端分别通过第四U副连接块(17)、第五U副连接块(18)与所述静平台(1)连接，所述第一导向支链(15)的下端通过第四转动副连接块(19)与所述动平台(2)连接，且该连接点位于由所述第一转动副连接块(9)、所述第二转动副连接块(10)和所述第三转动副连接块(11)与所述动平台(2)的连接点形成的等边三角形的中心；所述第二导向支链(16)的下端与所述小腿(27)以及所述连接件(24)的所述第一连接点(A)铰接在一起，所述动平台(2)的下部与所述小腿(27)以及所述连接件(24)的所述第二连接点(B)铰接在一起。

2.根据权利要求1所述的基于UPR-R结构的混联机器人腿部机构，其特征在于：所述第一转动副连接块(9)、所述第二转动副连接块(10)和所述第三转动副连接块(11)的转动连接孔轴线的夹角均为60°。

3.根据权利要求1所述的基于UPR-R结构的混联机器人腿部机构，其特征在于：所述静平台(1)水平设置，其上设置有分别驱动所述第一支链(3)、所述第二支链(4)和所述第三支链(5)的第一电机(20)、第二电机(21)和第三电机(22)，所述动平台(2)上设置有第四电机(23)，所述第四电机(23)的输出轴与所述连接件(24)的所述第三连接点(C)固定连接。

4.根据权利要求3所述的基于UPR-R结构的混联机器人腿部机构，其特征在于：所述动平台(2)在设置各个所述支链的部位旁边具有豁口，所述第二导向支链(16)的下端穿过所述动平台(2)的所述豁口，与所述小腿(27)以及所述连接件(24)的所述第一连接点(A)铰接在一起；在所述动平台(2)的所述豁口的端部设置所述第四电机(23)。

5.根据权利要求3所述的基于UPR-R结构的混联机器人腿部机构，其特征在于：所述小腿(27)的足端为球状结构。

6.一种步行机器人，包括机身(25)，其特征在于：所述机身(25)安装有四个权利要求1-5任一所述的基于UPR-R结构的混联机器人腿部机构，四个所述混联机器人腿部机构前后、左右对称设置，形成四足步行机器人。

7.根据权利要求6所述的步行机器人，其特征在于：所述机身(25)具有四个内部中空的腔体(26)，所述腔体(26)的下部与静平台(1)通过螺纹密封连接。