[发明专利]一种具有柔性踝关节的双足机器人

摘要

一种具有柔性踝关节的双足机器人，它涉及一种双足机器人，以解决现有双足机器人对地面适应性差，以及能量损失较大，能力效率较低的问题，它包括左腿、右腿和骨盆；左腿和右腿分别包括大腿、小腿、足部、髋关节、膝关节和踝关节；左腿和右腿通过骨盆连接，每个所述髋关节包括髋关节电机、一号髋关节链轮、二号髋关节链轮、髋关节链条和髋关节传动轴；每个所述膝关节包括膝关节电机、一号膝关节链轮、二号膝关节链轮、膝关节链条、膝关节传动轴、小腿连接座和两个大腿轴承座；所述连接架固定连接在所述足部连接座上，所述足部连接座安装在所述脚跟上，所述小腿与两个所述踝关节轴承座连接，本发明属于机器人技术领域。

主权项

一种具有柔性踝关节的双足机器人，它包括左腿(A)、右腿(B)和骨盆(C)；左腿(A)和右腿(B)分别包括大腿(4)、小腿(5)、足部(6)、髋关节(7)、膝关节(8)和踝关节(9)；左腿(A)和右腿(B)通过骨盆(C)连接，骨盆(C)通过髋关节(7)与大腿(4)转动连接，大腿(4)通过膝关节(C)与小腿(5)转动连接，小腿(5)通过踝关节(9)与足部(6)转动连接；其特征在于：每个所述髋关节(7)包括髋关节电机(71)、一号髋关节链轮(72)、二号髋关节链轮(73)、髋关节链条和髋关节传动轴(74)；所述髋关节电机(71)的轴向水平布置，所述髋关节电机(71)的外壳安装在所述骨盆(C)的下端面上，所述髋关节电机(71)的输出轴上固装有所述一号髋关节链轮(72)，所述髋关节传动轴(74)转动安装在所述骨盆(C)的下端面上，所述髋关节传动轴(74)上固装有二号髋关节链轮(73)，所述大腿(4)固装在所述髋关节传动轴(74)的两端，所述一号髋关节链轮(72)通过髋关节链条与所述二号髋关节链轮(73)连接；每个所述膝关节(8)包括膝关节电机(81)、一号膝关节链轮(82)、二号膝关节链轮(83)、膝关节链条、膝关节传动轴(84)、小腿连接座(85)和两个大腿轴承座(86)；所述膝关节电机(81)的轴向水平布置，所述膝关节电机(81)的外壳安装在所述大腿(4)的下端，所述膝关节电机(81)的输出轴上固装有所述一号膝关节链轮(82)，所述膝关节传动轴(84)插装在两个所述大腿轴承座(86)上并能绕两个所述大腿轴承座(86)旋转，所述大腿(4)与两个所述大腿轴承座(86)连接，所述小腿连接座(85)安装在所述膝关节传动轴(84)上，所述小腿(5)与所述小腿连接座(85)连接，所述一号膝关节链轮(82)通过膝关节链条与所述二号膝关节链轮(83)连接；每个所述足部(6)包括脚跟(61)、脚掌(62)、足部驱动机构和足趾关节(63)；所述足部驱动机构包括足部电机(64‑1)、足部带轮(64‑2)和传动带；所述脚跟(61)通过所述足趾关节(63)与所述脚掌(62)转动连接，所述足部电机(64‑1)的输出轴的轴向水平布置，所述足部电机(64‑1)的外壳安装在所述脚跟(61)上，所述足部电机(64‑1)的输出轴上安装有所述足部带轮(64‑2)；每个所述踝关节(9)包括位置调节机构、刚度调节机构和传动机构；所述位置调节机构包括电力驱动机构(11)、连接架(12)和两套直线移动器(13)；所述传动机构包括踝关节传动轴(21)、足部连接座(22)、两个活动杆(23)、踝关节带轮(25)、两个限位块(24)和两个踝关节轴承座(26)；所述刚度调节机构包括两个弹性元件(31)和两个连接杆(32)；所述连接架(12)固定连接在所述足部连接座(22)上，所述足部连接座(22)安装在所述脚跟(61)上，所述踝关节传动轴(21)固定安装在所述足部连接座(22)上，所述足部连接座(22)的两侧分别设置有垂直于踝关节传动轴(21)的一个所述活动杆(23)，两个所述活动杆(23)的一端转动安装在所述踝关节传动轴(21)上；位于两个所述活动杆(23)外侧的所述传动轴(21)的两端各安装有一个所述踝关节轴承座(26)，且所述踝关节传动轴(21)能相对踝关节轴承座(26)旋转，所述踝关节轴承座(26)的两侧上邻近所述活动杆(23)的一端分别固定安装有限制所述活动杆(23)旋转的一个限位块(24)，所述小腿(5)与两个所述踝关节轴承座(26)连接，所述踝关节传动轴(21)的端部安装有所述踝关节带轮(25)，所述足部带轮(64‑2)通过传动带与踝关节带轮(25)连接；两个所述活动杆(23)以所述踝关节传动轴(21)的轴心成中心对称；两个所述活动杆(23)的上方各布置有与所述活动杆(23)平行的一个所述连接杆(32)，所述活动杆(23)的另一端与所述连接杆(32)的一端之间布置有与二者固定连接的弹性元件(31)，所述两个连接杆(32)与所述小腿(5)可拆卸连接，两套所述直线移动器(13)滑动安装在连接架(12)上，所述踝关节传动轴(21)的轴向与所述直线移动器(13)的移动方向垂直，两个所述活动杆(23)和两个所述直线移动器(13)一一对应布置，所述动力驱动机构(11)的输出端带动所述两套直线移动器(13)在各自对应的所述活动杆(23)上相向摩擦移动。