一种关节运动单元及足式机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种关节运动单元及足式机器人，关节运动单元包括依次连接的驱动单元、髋关节单元、大腿单元以及小腿单元，足式机器人包括机架和安装在机架上的关节运动单元。本实用新型专利技术通过一些列传动实现关节运动单元的足式运动，能够关节点不需要设置电机，防止足式机器人在运动的过程中由于磕碰导致的电机损坏，同时解决的电线外露的问题，在运动的过程中，不会发生电线缠绕。足式机器人通过控制各自驱动关节运动单元从而达到横向移动与前后移动的目的，实现机器人关节运动单元的侧摆与前摆，关节运动单元结构简单，具有很好的抗冲击性能，从而能够实现更高的功能要求，在具有更强的环境适应性。具有更强的环境适应性。具有更强的环境适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种关节运动单元及足式机器人


[0001]本技术涉及足式机器人
，特别是指一种关节运动单元及足式机器人。

技术介绍

[0002]目前，用于机器人的动力单元，一般采用独立的关节单元串联或并联等的结构。尤其是足式机器人领域，机器人的每条腿通常是使用独立的关节单元串联的结构。这种结构设计在关节运动的时候，髋关节在运动的时候不仅仅要带动大腿和小腿的运动，同时还要带动控制大腿和小腿运动的动力单元运动，相同的大腿在运动的时候，还要带动控制小腿运动的动力单元运动，增加了关节的运动惯量。
[0003]现有四足机器人的关节动力单元是采用带有集成减速器的力矩电机进行串联而成，为了减小电机的尺寸，其内部结构设计较为复杂且零部件的设计尺寸较小，抗冲击能力较差。负载能力很差。
[0004]同时采用串联的运动单元时候在每一个关节点电机一般会暴露出来，这样机器人在运动的时候容易磕碰到电机对电机造成损伤，同时动力单元的外露就要考虑走线问题，因为各运动单元有相对运动关系，会发生电线缠绕问题。

技术实现思路

[0005]本技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提出一种关节运动单元及足式机器人，解决了动力单元外露，导致发生电线缠绕的问题，精简结构，提高关节运动单元的抗冲击性能。
[0006]本技术的技术方案是这样实现的：
[0007]本技术提供一种关节运动单元，包括：
[0008]驱动单元，所述驱动单元用于提供动力；
[0009]髋关节单元，所述髋关节单元与所述驱动单元连接；/>[0010]大腿单元，所述大腿单元包括大腿摆臂和连接组件；所述大腿单元与所述髋关节单元连接；
[0011]小腿单元，所述小腿单元包括小腿摆臂及设置在所述小腿摆臂一端的第一连接部；
[0012]其中，所述大腿摆臂与所述第一连接部连接，且以所述大腿摆臂与所述第一连接部连接点为支点；所述第一连接部远离所述小腿摆臂的一端与所述连接组件连接，所述连接组件拉动所述小腿摆臂绕所述支点转动；
[0013]其中，所述驱动单元驱动所述髋关节单元绕所述驱动单元定轴旋转以使关节运动单元横向运动；所述驱动单元通过所述髋关节单元分别驱动所述大腿单元和所述小腿单元运动，以使所述小腿单元相对于所述大腿单元旋转。
[0014]进一步地，所述髋关节单元包括髋关节壳体和所述髋关节支座，所述髋关节支座
包括第一支座和第二支座，所述第一支座和所述第二支座呈一定角度连接，所述第一支座、所述第二支座以及所述髋关节壳体围合成一容纳腔；所述第一支座朝所述驱动单元的方向延伸有第二连接部。
[0015]进一步地，所述容纳腔内设置有第一传动组件和第二传动组件；
[0016]所述第一传动组件安装于所述第一支座；所述第一传动组件包括依次连接的第一主动齿轮和第二主动齿轮；
[0017]所述第二传动组件安装于所述第二支座；所述第二传动组件包括依次连接的第一从动齿轮和第二从动齿轮；
[0018]所述第一主动齿轮和所述第一从动齿轮齿合；所述第二主动齿轮和第二从动齿轮齿合。
[0019]进一步地，所述驱动单元包括电机组件、第一转轴和第二转轴；所述电机组件包括第一动力输出端、第二动力输出端以及第三动力输出端；所述第一动力输出端与所述第二连接部连接，驱动所述第二连接部定轴转动；所述第二动力输出端与所述第一转轴连接；所述第三动力输出端与所述第二转轴连接，且所述第二转轴嵌套于所述第一转轴内；所述第一转轴远离所述电机组件的一端与所述第一主动齿轮连接，可驱动所述第一主动齿轮转动；所述第二转轴远离所述电机组件的一端与所述第二主动齿轮连接，可驱动所述第二主动齿轮转动。
[0020]进一步地，所述第一从动齿轮与所述第二支座之间设置有轴承，所述第一从动齿轮通过所述轴承安装于第二支座；所述第二支座背离所述第一从动齿轮的一面安装有所述大腿摆臂，所述大腿摆臂的一端安装于所述轴承，以驱动所述大腿摆臂绕第一从动齿轮的轴心线正向或反向转动。
[0021]进一步地，所述连接组件包括拉杆和关节轴承，所述关节轴承安装于所述拉杆的两端；所述第二从动齿轮通过第三转轴与所述关节轴承连接，用于驱动所述拉杆运动。
[0022]进一步地，当所述大腿单元运动时，所述第二动力输出端通过所述第一转轴驱动所述第一主动齿轮转动，所述第一主动齿轮带动所述第一从动齿轮转动，从而通过所述第一从动齿轮带动所述大腿摆臂运动；
[0023]当所述小腿单元运动时，所述第三动力输出端通过所述第二转轴驱动所述第二主动齿轮转动，所述第二主动齿轮带动所述第二从动齿轮旋转，并通过所述关节轴承带动所述拉杆往复运动，从而拉动所述小腿摆臂运动。
[0024]进一步地，所述大腿单元还包括有摆臂外壳，所述大腿摆臂、所述第一连接部以及所述摆臂外壳通过螺栓连接。
[0025]本技术还一种足式机器人，包括上述的关节运动单元。
[0026]进一步地，还包括有机架，所述机架上设置有供所述关节运动单元安装的安装孔；所述电机组件通过所述安装孔安装于所述机架上，且所述电机组件设置于所述机架内。
[0027]采用上述技术方案，本技术提供的一种关节运动单元及足式机器人，其有益效果在于：(1)通过一些列传动实现关节运动单元的足式运动，关节点不需要设置电机，防止足式机器人在运动的过程中由于磕碰导致的电机损坏，同时解决的电线外露的问题，在运动的过程中，不会发生电线缠绕。(2)动力单元和运动单元分离，避免机器人的碰撞对驱动单元造成损伤，并且也很大程度上方便布线，有效避免电线外露；足式机器人通过控制各
自驱动关节运动单元从而达到横向移动与前后移动的目的，实现机器人关节运动单元的侧摆与前摆。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本技术实施例中关节运动单元的结构示意图；
[0030]图2为图1的局部俯视图；
[0031]图3为图2所示沿A
‑
A的剖面图；
[0032]图4为图2所示沿B
‑
B的剖面图；
[0033]图5为本技术实施例中分解示意图；
[0034]图6为图1大腿单元和小腿单元连接处示意图；
[0035]图7为本技术实施例足式机器人的结构示意图；
[0036]图8为图7的分解示意图。
[0037]图中，10
‑
髋关节单元，11
‑
髋关节壳体，12
‑
所述髋关节支座，121
‑
第一支座，122
‑
第二支座，123
‑
轴承，13...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种关节运动单元，其特征在于，包括：驱动单元(40)，所述驱动单元(40)用于提供动力；所述驱动单元(40)包括电机组件(41)；髋关节单元(10)，所述髋关节单元(10)与所述驱动单元(40)连接；大腿单元(20)，所述大腿单元(20)包括大腿摆臂(21)和连接组件(22)；所述大腿单元(20)与所述髋关节单元(10)连接；小腿单元(30)，所述小腿单元(30)包括小腿摆臂(31)及设置在所述小腿摆臂(31)一端的第一连接部(32)；其中，所述大腿摆臂(21)与所述第一连接部(32)连接，且以所述大腿摆臂(21)与所述第一连接部(32)连接点为支点(33)；所述第一连接部(32)远离所述小腿摆臂(31)的一端与所述连接组件(22)连接，所述连接组件(22)拉动所述小腿摆臂(31)绕所述支点(33)转动；其中，所述驱动单元(40)驱动所述髋关节单元(10)绕所述驱动单元(40)定轴旋转以使关节运动单元横向运动；所述驱动单元(40)通过所述髋关节单元(10)分别驱动所述大腿单元(20)和所述小腿单元(30)运动，以使所述小腿单元(30)相对于所述大腿单元(20)旋转。2.根据权利要求1所述的关节运动单元，其特征在于：所述髋关节单元(10)包括髋关节壳体(11)和所述髋关节支座(12)，所述髋关节支座(12)包括第一支座(121)和第二支座(122)，所述第一支座(121)和所述第二支座(122)呈一定角度连接，所述第一支座(121)、所述第二支座(122)以及所述髋关节壳体(11)围合成一容纳腔；所述第一支座(121)朝所述驱动单元(40)的方向延伸有第二连接部(44)。3.根据权利要求2所述的关节运动单元，其特征在于：所述容纳腔内设置有第一传动组件(13)和第二传动组件(14)；所述第一传动组件(13)安装于所述第一支座(121)；所述第一传动组件(13)包括依次连接的第一主动齿轮(131)和第二主动齿轮(132)；所述第二传动组件(14)安装于所述第二支座(122)；所述第二传动组件(14)包括依次连接的第一从动齿轮(141)和第二从动齿轮(142)；所述第一主动齿轮(131)和所述第一从动齿轮(141)齿合；所述第二主动齿轮(132)和第二从动齿轮(142)齿合。4.根据权利要求3所述的关节运动单元，其特征在于：所述驱动单元(40)还包括第一转轴(42)和第二转轴(43)；所述电机组件(41)包括第一动力输出端、第二动力输出端以及第三动力输出端；所述第一动力输出端与所述第二连接部(44)连接，驱动所述第二连接部(44)定轴转动；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德保，沈岗，梁衍学，楼煜峰，徐晓航，谭晟，
申请(专利权)人：西湖大学杭州智能产业研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：