[发明专利]一种机器腿及机器人

说明书

本发明涉及机器人技术领域，并公开了一种机器腿及机器人，包括大腿、小腿以及：髋关节组件，用于驱动大腿的运动；肩关节组件，用于驱动大腿的运动；膝关节组件，用于驱动小腿的运动；关节总成，安装在所述大腿远离所述小腿的一端，用于安装髋关节组件、肩关节组件和膝关节组件。本发明的机械腿，通过将髋关节组件、肩关节组件、膝关节组件集成安装在远离小腿的一端，进而降低了腿部的惯量，利于控制机器人快速行走。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器腿及机器人。

背景技术

四足机器人具有非连续支撑特点，能够跨越崎岖复杂的地形，兼顾灵活性、越/避障、多地形自适应等特点，该领域的研究开发也越来越多，在军工、巡检、物流等方向具有广阔的应用前景。国外主要有spotmini、anymal等四足机器人，国内主要有laika、绝影等四足机器人，单腿3自由度，其中spotmini、laika、绝影等四足机器人腿部构型是单一构型，适应地形条件有限，采用力矩电机或直流伺服电机匹配谐波减速器进行驱控，anymal等四足机器人采用一体化集成关节，电机、减速器、驱动器、编码器等集成度高，但整体系统十分复杂，成本高，控制难度大。

鉴于上述原因，有必要提出一种适用于四足机器人的机器腿。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种机器腿和机器人，旨在解决现有的四足机器人的系统复杂以及成功较高，控制难度大的问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种机器腿，所述机器腿包括大腿、小腿以及：

髋关节组件，用于驱动大腿的运动；

肩关节组件，用于驱动大腿的运动；

膝关节组件，用于驱动小腿的运动；

关节总成，安装在所述大腿远离所述小腿的一端，用于安装髋关节组件、肩关节组件和膝关节组件。

优选地，所述关节总成包括用于安装所述髋关节组件的第一机座、用于安装所述肩关节组件的第二机座和用于安装所述膝关节组件的第三机座，所述第一机座和所述第二机座相互垂直布置，所述第三机座垂直设置于所述第二机座背向所述第一机座的一侧。

优选地，所述髋关节组件、肩关节组件和膝关节组件由相同的结构构成，所述髋关节组件包括：

髋关节电机，安装在所述第一机座上；

髋主动齿轮轴承机构，安装在所述第一机座上，与所述髋关节电机配合；

准双曲面锥齿轮传动机构，安装在所述第一机座上，通过所述髋主动齿轮轴承机构与所述髋关节电机形成配合。

优选地，所述髋主动齿轮轴承机构包括：

髋主动齿轮轴承座，安装在所述第一机座上，且内部安装有支撑轴承，通过固定件将轴承压紧；

所述准双曲面锥齿轮传动机构包括：

准双面主动锥齿轮，通过键连接固定在所述髋关节电机的电机轴上；

准双曲面从动锥齿轮，与所述准双曲面主动锥齿轮啮合传动。

优选地，所述准双曲面锥齿轮传动机构还包括：

四点接触轴承，安装在所述第一机座内，用于髋关节输出支撑。

优选地，所述髋关节组件还包括：

力矩传感器，安装在所述准双曲面从动齿轮与髋关节输出端之间，用于髋关节力矩的控制。

优选地，所述膝关节组件中的膝关节电机布置安装在所述第三机座上，所述膝关节电机的电机轴的一端连接有传动长轴；所述传动长轴远离所述膝关节电机的一端与膝主动齿轮轴承座和准双曲面锥齿轮传动机构配合。