[实用新型]一种电驱动四足机器人的腿部动力系统结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种四足机器人的腿部结构，尤其涉及一种电驱动四足机器人的腿部动力系统结构。

背景技术

相比于轮式机器人，足式机器人地形适应能力更强，能够在复杂的地形环境下灵活运动，国内外各科研机构都在努力推进四足机器人的进程。目前，纯电机驱动动力系统因其噪声小、可靠性高、成本低等众多的优点而逐渐成为了中小型四足机器人的主流动力系统。但受限于当前电机及减速器工艺与结构的限制，现有的四足机器人电驱动关节，尺寸较大，结构复杂，重量大，并难以承受较大的轴向冲击力而损坏。另一方面，目前很多足式机器人采用的腿部传动连杆直接裸露在外的传动机构，很容易受来自外部环境的碰撞而损坏。如MIT研发的猎豹（Cheetah）四足机器人，其正摆髋关节和膝关节两个电机共轴线并列集成在一起，虽具有较高的关节集成度，但结构复杂，不能承受轴向冲击而只能使用外置的保护架来保护电机与关节，其这种两个关节电机驱动单元集成在一起的结构，大大限制了大腿关节的运动空间而影响四足机器人的运动性能，并且裸露在外的腿部传动连杆，很容易被外部冲击损坏。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、集成度高、抗摔性强的四足机器人的腿部动力系统结构。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种电驱动四足机器人的腿部动力系统结构，包括机身和第一腿模块、第二腿模块、第三腿模块、第四腿模块四个独立的腿模块，四个独立的腿模块左右对称布置在机身的两侧，每一个腿模块与机身通过旋转副连接固定；所述腿模块包括大小腿总成和侧摆髋关节电机总成。

作为优选技术措施，大小腿总成包括大腿电机总成、推力轴承、大腿杆总成、小腿主动曲柄、小腿电机总成、小腿传动连杆、小腿总成和小腿旋转销轴。其中，小腿电机总成固定到大腿杆总成上，小腿主动曲柄固定到小腿电机总成的小腿电机行星轮减速器输出轴上，输出轴带动小腿主动曲柄做旋转运动。小腿旋转销轴固定到大腿杆总成末端，小腿总成绕着小腿旋转销作旋转运动。

作为优选技术措施，所述大腿杆总成设有用于容纳小腿主动曲柄、小腿传动连杆的大腿基座和大腿杆，所述大腿杆为上下贯通的腔体状零件，其端部设有用于穿设小腿旋转销轴的末端轴孔，小腿旋转销轴依次穿过大腿杆总成的末端轴孔、小腿总成上端部，小腿总成通过内置的轴承组与小腿旋转销轴构成旋转副。整个小腿传动机构可以被放置于大腿杆总成内部，当四足机器人摔倒或受到撞击时，可以避免脆弱的连杆零件受损。

作为优选技术措施，所述小腿传动连杆布置在大腿杆总成的内部，小腿主动曲柄、小腿传动连杆、小腿总成与大腿杆总成共同构成反平行四边形传动机构，小腿电机总成的输出轴与所述小腿主动曲柄固定连接，小腿电机总成的输出轴带动小腿主动曲柄做旋转运动，其优点在于结构紧凑、占用空间小、传动间隙小、稳定可靠。

作为优选技术措施，大腿电机总成的输出轴与大腿杆总成的上端部一侧固定，并且一推力轴承布置在大腿电机总成与大腿杆总成的上端部之间；所述小腿电机总成固定安装于大腿杆总成上端部另一侧。所述推力轴承直接把由小腿电机外壳传递给大腿杆总成的外部冲击力直接传递给大腿电机外壳，使得脆弱的大小腿电机内部组件不会被外部冲击力所损坏，增加了抗摔性能。

作为优选技术措施，所述大腿杆总成包括散热风扇，散热片组二，大腿基座，大腿杆；所述大腿杆与大腿基座固定连接；所述散热片组二固定在大腿基座的内壁上，散热风扇固定在大腿基座上；所述大腿基座上开有进风口，散热风扇将外部冷空气通过此风口吹入大腿基座与小腿电机总成共同构成的腔体内；所述冷空气带走从小腿电机外壳和小腿电机正端盖传递到散热片组二和散热片组一上的热量，并通过中空的大腿杆排出到外部环境。散热空气循环内置，使得本实用新型的动力系统结构更加紧凑，并且使得散热系统不易被外部冲击力所损坏。