[发明专利]一种具有柔性关节的四足机器人

摘要

一种具有柔性关节的四足机器人，其特征在于该机器人包括机架和四条机械腿；机械腿通过外摆关节连接到机架两侧。所述四条机械腿采用内膝肘式的对称结构；每条机械腿由外摆关节、髋关节架、髋关节、大腿、膝关节、小腿和足依次组成。所述髋关节和膝关节均包括相同结构的具有主动柔性的柔性关节主体，膝关节和髋关节分别由髋关节电机和膝关节电机驱动，髋关节架为L型。

主权项

一种具有柔性关节的四足机器人，其特征在于该机器人包括机架和四条机械腿；机械腿通过外摆关节连接到机架两侧，所述四条机械腿采用内膝肘式的对称结构；每条机械腿由外摆关节、髋关节架、髋关节、大腿、膝关节、小腿和足依次组成，所述髋关节和膝关节均包括相同结构的具有主动柔性的柔性关节主体，膝关节和髋关节分别由髋关节电机和膝关节电机驱动，髋关节架为L型；所述机架侧面具有用于安装机械腿的外摆关节的U型凹槽，外摆关节包括外摆轴、外摆套筒，外摆电机，外摆电机固定板，外摆联轴器，外摆轴承，所述外摆套筒一端开口，另一段固定安装在机架U型凹槽内侧面，所述外摆关节套筒轴线与四足机器人前进方向平行，外摆电机由固定板固定在外摆套筒内，外摆电机驱动轴伸向外摆套筒开口端，采用外摆联轴器连接外摆电机的驱动轴与外摆轴的一端，U型槽的另一侧面安装有轴承座，在外摆套筒开口处和轴承座中均安装有外摆轴承用于安装外摆轴，外摆轴通过联轴器，将外摆电机扭矩传递给髋关节，带动机械腿外摆；所述柔性关节主体由输出盘和锥齿轮换向器、弹簧安装架、弹簧组成，所述锥齿轮换向器具有单输入轴与二个输出轴，输入轴从锥齿轮换向器侧壁伸出，二输出轴同轴，其中一个输出轴上具有键槽用于安装弹簧安装架，所述弹簧安装架为四枝相同的十字型板状架，所述弹簧安装架中心处有带键槽的圆形安装孔，弹簧安装架通过平键安装在输出轴上；所述弹簧安装架的每枝的末端或接近末端具有向两侧伸出的垂直短齿，所述输出盘为环状圆盘，输出盘内壁均匀分布有四个向盘心平伸出的内凸板，内凸板顶端向两侧伸出弹簧固定齿，当弹簧安装架的四枝分别位于相邻两内凸板的中间位置时，短齿正好与弹簧固定齿相对，且此时位于同一枝上的短齿之间的连线及其与相邻弹簧固定齿的连线及其延长线能够组成正方形；八条弹簧分别安装于弹簧固定齿和短齿之间，当输出轴转动时带动弹簧安装架旋转，对位于同一枝上两侧的弹簧分别进行压缩和拉伸，并通过弹簧的回复力带动输出盘转动，实现转矩的柔性输出。