【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于人形机器人，具体涉及一种多级线性升降机构及人形机器人。
技术介绍
1、人形机器人是机器人领域最具前景和吸引力的分支之一，其能适应更加复杂的地形条件，拥有更加灵活的作业空间以及快速运动能力，能够实现更加复杂的任务，如搬运、精确抓取、接触式检测等细分场景。
2、目前，机器人的升降机构主要是升降滑动平台，但人形机器人质量较大，且在执行动作过程中重心变化与偏移较大，产生的动态倾覆力矩较大，升降滑动平台较难满足较大的抗动态倾覆力矩，同时在缩回状态时所占空间较大，执行升降动作时速度过慢，无法满足人形机器人需求。
3、此外，亦有多级升降气缸用于机器人升降，整套气动系统所占用的空间较大，在气缸运行过程中，各组气路存在相互干扰的风险，并不能保证气缸在升降时，各级缸体按指定先后顺序执行动作；目前的多级气缸大多无法精确的控制多级的升降行程，无法满足人形机器人的需求。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种多级线性升降机构及人形机器人，采用新的结构布局，极大提高了机构的抗动态倾覆力矩能力，以及减小了机构的占用空间，提升了执行动作时的机构运行速度。
2、技术方案：本专利技术所述多级线性升降机构及人形机器人，底部安装件，用于与机器人移动底盘固定连接；顶部安装件，用于与机器人本体固定连接；一级柱体，与所述底部安装件固定连接；二级柱体，滑动设置在所述一级柱体；三级柱体，滑动设置在所述二级柱体内；
3、驱动装置，包
4、传动机构，包括设置在所述二级柱体（18）上的支撑链轮（11）和张紧链轮（4），以及与所述支撑链轮（11）和张紧链轮（4）啮合的传动链条（8），所述传动链条（8）通过连接板链（9）和连接板链安装件（10）与所述一级柱体（2）、三级柱体（15）分别固定连接；
5、其中，所述驱动装置驱动所述二级柱体（18）相对于所述一级柱体（2）运动，所述传动机构带动所述三级柱体（15）以所述二级柱体（18）运动速度的二倍速运动。
6、进一步完善上述技术方案，还包括：一级导轨，固定在所述一级柱体上；一级滑块，固定在所述二级柱体上，与所述一级导轨滑动配合；二级导轨，固定在所述二级柱体上；二级滑块，固定在所述三级柱体上，与所述二级导轨滑动配合。
7、进一步地，所述一级柱体在所述底部安装件上沿外围设置，所述二级柱体设置所述一级柱体内，且通过两组所述一级滑块、一级导轨与所述一级柱体的两个相对内侧连接；所述三级柱体设置在二级柱体内，且通过两组所述二级导轨、二级滑块与所述二级柱体内侧连接；所述一级滑块、一级导轨的连接方向与所述述二级导轨、二级滑块的连接方向相垂直。
8、还包括：一级柱外壳，固定在所述底部安装件上，用于包覆所述一级柱体；二级柱外壳，通过二级柱外壳连接件与所述二级柱体连接，所述二级柱外壳与所述二级柱体同步运动；三级柱外壳，与顶部安装件固定连接，所述三级柱外壳与所述三级柱体同步运动。
9、进一步地，还包括：支撑件，固定在所述底部安装件上；支撑缓冲垫，固定在所述支撑件上，用于在机构缩回时提供支撑和缓冲。
10、进一步地，所述支撑缓冲垫采用pu材质。
11、进一步地，所述伺服电机带有刹车装置，所述伺服电机外侧设有电机保护壳。
12、进一步地，还包括多对光电传感器，分别布置一级柱体、二级柱体、三级柱体上，用于检测两两结构间的位置变化。
13、进一步地，所述顶部安装件下方设置有多组顶部侧加强筋和顶部前加强筋。
14、进一步地，所述支撑链轮通过支撑链轮安装件安装在所述二级柱体上，所述张紧链轮通过张紧链轮安装件可调节地安装在所述二级柱体上。
15、采用上述多级线性升降机构组成的人形机器人，所述多级线性升降机构通过底部安装件与机器人移动底盘固定连接，所述多级线性升降机构通过顶部安装件用于与机器人本体固定连接。
16、有益效果：与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术采用新的结构布局，二级柱体位于一级柱体内，是负责承载和支撑三级柱体的关键结构，它不仅起到了中间支撑的作用，还能够伸缩运动，承担起整个机构中较大的负载；二级柱体与一级柱体之间在前后两侧分别布置了两组导轨滑块组合，每组均有两条二级导轨和相应的二级滑块，这些导轨和滑块确保二级柱体在伸缩时具有良好的线性运动，并通过滑块的分布来均匀分散载荷，避免因偏载引起的倾斜和震动问题。三级柱体是整个伸缩系统中的最顶部的部分，通常在二级柱体完全伸出后，三级柱体再以二级柱体伸出速度的两倍进行同步伸出，三级柱体的设计轻巧，但需要确保其足够的稳定性以支持上方的机器人负载。三级柱体与二级柱体之间分别布置有两组导轨滑块，形成对称的结构配置，每侧导轨上安装了若干个滑块，确保三级柱体在伸缩过程中保持稳定，避免发生左右倾斜。
17、多组导轨滑块组合有效分散了柱体的负载，尤其是在偏载或动态工况下，能够有效抵抗倾覆力矩。且三级柱体与二级柱体之间导轨滑块的滑动方向与二级柱体与一级柱体之间导轨滑块的滑动方向呈垂直交叉，布局方式有效减小了机构的占用空间，还确保了运动的平滑性，减少了伸缩过程中的晃动或位移问题，提升了执行动作时的机构运行速度；对称设置能够有效抵消由于机器人本体重量偏载所带来的动态倾覆力矩，增强运行时的平衡性和稳定性。
18、本专利技术可应用面广，可应用于多种需要升降的场景；机械式固定结构，可靠性强，稳定且不易损坏；该种升降机构结构简单，组装简便，成本较低。布置有支撑缓冲垫，可减少机构缩回时的冲击，同时为机构缩回时提供有效支撑，减轻传动链条、伺服电机在完全缩回状态时的负载，提高机构的使用寿命。机构中布置有多对传感器，能够检测机构的具体升降位置，实现更加精确的位置控制。
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1.一种多级线性升降机构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多级线性升降机构，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求1所述的多级线性升降机构，其特征在于，所述一级柱体（18）在所述底部安装件（26）上沿外围设置，所述二级柱体（18）设置所述一级柱体（18）内，且通过两组所述一级滑块（6）、一级导轨（3）与所述一级柱体（16）的两个相对内侧连接；所述三级柱体（15）设置在二级柱体（18）内，且通过两组所述二级导轨（29）、二级滑块（27）与所述二级柱体（18）内侧连接；所述一级滑块（6）、一级导轨（3）的连接方向与所述述二级导轨（29）、二级滑块（27）的连接方向相垂直。
4.根据权利要求1所述的多级线性升降机构，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求1所述的多级线性升降机构，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求1所述的多级线性升降机构，其特征在于，所述伺服电机（21）带有刹车装置，所述伺服电机（21）外侧设有电机保护壳（22）。
7.根据权利要求1所述的多级线性升降机构，其特征在于，还包括多对光电
8.根据权利要求1所述的多级线性升降机构，其特征在于，所述顶部安装件（13）下方设置有多组顶部侧加强筋（30）和顶部前加强筋（14）。
9.根据权利要求1所述的多级线性升降机构，其特征在于，所述支撑链轮（11）通过支撑链轮安装件安装在所述二级柱体（18）上，所述张紧链轮（4）通过张紧链轮安装件（5）可调节地安装在所述二级柱体（18）上。
10.一种包含如权利要求1-9任一项所述多级线性升降机构的人形机器人，其特征在于，所述多级线性升降机构通过底部安装件（26）与机器人移动底盘固定连接，所述多级线性升降机构通过顶部安装件（13）用于与机器人本体固定连接。
...【技术特征摘要】
1.一种多级线性升降机构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多级线性升降机构，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求1所述的多级线性升降机构，其特征在于，所述一级柱体（18）在所述底部安装件（26）上沿外围设置，所述二级柱体（18）设置所述一级柱体（18）内，且通过两组所述一级滑块（6）、一级导轨（3）与所述一级柱体（16）的两个相对内侧连接；所述三级柱体（15）设置在二级柱体（18）内，且通过两组所述二级导轨（29）、二级滑块（27）与所述二级柱体（18）内侧连接；所述一级滑块（6）、一级导轨（3）的连接方向与所述述二级导轨（29）、二级滑块（27）的连接方向相垂直。
4.根据权利要求1所述的多级线性升降机构，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求1所述的多级线性升降机构，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求1所述的多级线性升降机构，其特征在于，所述伺服电机（2...
【专利技术属性】
技术研发人员：王杰，张志杰，向天伟，刘爽，闵济海，
申请(专利权)人：南京天创电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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