[发明专利]一种多自由度轻型单腿机构

摘要

一种多自由度轻型单腿机构，包括髋关节模块、膝关节模块、踝关节模块、胫节和足端；髋关节模块、膝关节模块、踝关节模块、胫节和足端依次连接；本发明的整条单腿设计方式不仅极大地增加了机器人腿对复杂地形的适应能力、提高了机器人动态和静态的稳定性，还提高了机器人整体的承载能力和控制精度；多自由度单腿，运动灵活，并且重量轻；驱动电机安装位置更靠近躯体，减少了末端关节易于产生的转动惯量大的问题，更利于驱动机构运动；此单腿在机构运动与动力方面的运动工作空间范围大。

主权项

1.一种多自由度轻型单腿机构，其特征在于，包括髋关节模块(1)、膝关节模块(2)、踝关节模块(3)、胫节(4)和足端(5)；髋关节模块(1)、膝关节模块(2)、踝关节模块(3)、胫节(4)和足端(5)依次连接；胫节(4)包括支撑杆(8)和第一带轮(7)，支撑杆(8)的一端内部通过带轮安装轴设置有第一带轮(7)，另一端与足端(5)固定连接；踝关节模块(3)包括支撑壳体、同步带(17)、第一电机(12)、第二电机(13)、第二带轮(11)和第二电机输出轴(14)；支撑壳体的一端与支撑杆(8)设置有第一带轮(7)的一端铰接，支撑壳体的另一端内部通过第二电机输出轴(14)固定设置有第二带轮(11)，两个带轮之间通过同步带(17)连接；支撑壳体上设置有第二带轮(11)的两侧分别设置有第一电机(12)和第二电机(13)；第一电机(12)能够带动踝关节模块(3)相对于膝关节模块(2)转动，第二电机(13)能够带动第二带轮(11)转动；膝关节模块(2)包括支撑侧板、第三电机(18)和第三电机输出轴(19)；支撑侧板的一端内部通过第三电机输出轴(19)设置有第三电机(18)，支撑侧板的另一端套在踝关节模块(3)的支撑壳体端部，且支撑侧板与支撑壳体铰接；第一电机(12)和第二电机(13)均固定设置在支撑侧板上；髋关节模块(1)包括安装架(23)、第四电机(24)和骨架板；两块骨架板平行设置，两块骨架板的一端分别设置在第三电机(18)两侧与支撑侧板之间的空隙内，且第三电机固定在骨架板上；两块骨架板的另一端之间设置有第四电机(24)，第四电机(24)和骨架板之间的空隙均设置有安装架(23)。