便装式仿生腿制造技术

便装式仿生腿，包括大腿、小腿和足部，其特征在于，还设有连接架、动力装置和控制装置，所述连接架、大腿、小腿和足部依次通过关节相连；所述连接架用于将所述仿生腿与仿生机器人固定连接或拆卸；所述动力装置设在所述大腿和/或小腿内，和/或所述足部上，用于给所述仿生腿提供动力驱动；所述控制装置设置在所述大腿和/或所述小腿内，和/或所述足部，和/或所述连接架上，用于控制所述仿生腿的运动。本实用新型专利技术便装式仿生腿，与仿生机器人固连和拆卸方便，操作控制简单。

Casual bionic leg

The casual bionic leg includes thighs, calves and feet, and is characterized by a connecting frame, a power device and a control device, which are connected successively through joints; the connecting frame is used to fixedly connect or disassemble the bionic leg with the bionic robot; the power device is arranged in the thighs and/or calves, and/or the feet. The control device is arranged in the thigh and/or the calf, and/or the foot, and/or the connecting frame to control the movement of the bionic leg. The utility model has the advantages of convenient bionic leg, convenient connection and disassembly with the bionic robot, and simple operation and control.

【技术实现步骤摘要】
便装式仿生腿
本技术涉及仿生机器人，尤其是涉及仿生机器人的便装式仿生腿。
技术介绍
相对轮式、履带式移动机器人，仿生机器人运动时只需离散的点接触地面，可跨越较大的障碍，对复杂地形适应能力更强，且仿生机器人的腿部可具有多个自由度，使运动灵活性和表演性大大增强，可通过调节支撑腿角度和足部落点位置保持身体平衡，不易倾翻，稳定性高。未来，仿生机器人将在生活服务、管道检修、抗洪救灾、影视表演、安保及军事等方面具有更为广阔的应用前景。对于仿生机器人的关键部件——仿生机械腿，国内外的研究成果丰富，种类很多，大体可以概括为如下几类。第一类，采用机械传动的仿生机械腿，如CN201510404058.7公开了一种足式机器人的腿部结构，采用链条、链轮、多连杆机构实现腿部运动；这类仿生腿存在以下缺陷：一是仅适用于轻型或轻载机器人，关节扭矩小，无法应用于大型或重载型仿生机器人；二是这些仿生腿上无自身动力，动力集中在主体框架上，其结构复杂，安装维护不便，可靠性差；三是运动模式单一，仅适合特定路面，无法适应崎岖复杂地形；四是驱动器和关节运动呈非线性关系，导致控制系统复杂；五是其整体式集中电源存在充电时间长、充电效率低的问题。第二类，采用“伺服电机+减速机”驱动仿生腿关节回转运动，如CN201220166860.9公开的一种电子机器人，以髋伺服机、腿伺服机、脚踝伺服机等伺服电机来实现腿部摆动或转动运动，可执行跳舞、扭腰、步行和多种复杂运动；CN201110142086.8公开了一种十二足机器人，以主伺服电机、活动伺服电机、旋转伺服电机驱动腿部关节运动；这类仿生腿存在以下不足：其一，自身无动力，动力主要集中在机器人主体上，仿生腿中各个关节的驱动机构、控制线缆与机器人主体直接连接，连接线缆多，极易因连接线缆磨损而整机瘫痪；其二，在仿生腿拆装维护时，由于连接线缆多，拆装维护颇为不便；其三，仿生腿动力装置——蓄电池布置在仿生机器人主体上，仅有一个充电口，对大容量电池来说，充电时间长，充电效率低；其四，采用集中的控制器来控制所有仿生腿的各个关节运动，控制程序复杂，编程工作量大。第三类，是采用液压动力驱动的仿生机械腿，如CN201510644743.7公开的一种四足机器人，采用电动伺服液压源驱动系统驱动仿生腿关节运动；这些机器人的仿生腿存在如下问题：其一，动力源集中在主体框架上，需由机器人主体框架上的液压动力系统提供各个仿生腿的关节液压动力，极易因连接线缆或液压管道磨损而瘫痪；其二，其整体式集中电源布置在仿生机器人主体上，存在充电时间长、充电效率低的问题；其三，采用直线油缸的关节运动和驱动器呈现非线性关系，导致控制系统复杂；其四，仿生腿及其中布置的连接线缆或/和液压管道与机器人主体框架须直接相连接，拆装维护极不方便。
技术实现思路
本技术所要解决技术问题是，克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种拆装维护方便，结构简单，工作可靠性高，适用范围广的便装式仿生腿。本技术解决其技术问题采用的技术方案是，一种便装式仿生腿，包括大腿、小腿和足部，还设有连接架、动力装置和控制装置，所述连接架、大腿、小腿和足部依次通过关节相连；所述连接架用于将所述仿生腿与仿生机器人固定连接或拆卸；所述动力装置设在所述大腿和/或小腿内，和/或所述足部上，用于给所述仿生腿提供动力驱动；所述控制装置设置在所述大腿和/或所述小腿内，和/或所述足部，和/或所述连接架上，用于控制所述仿生腿的运动。进一步，所述动力装置为电池组和/或太阳能薄膜件，和/或压电材料件，所述电池组为锂电池组或石墨烯电池组；所述太阳能薄膜件设置在所述大腿和/或所述小腿上，所述压电材料件设置在所述足部上。进一步，所述控制装置包括控制器、充电口和电插件，所述控制器设在所述大腿或和小腿内，用于控制所述关节的运动；所述充电口设置在所述足部上；所述电插件设置在所述连接架上，用于与仿生机器人主体通讯。进一步，所述关节为三维关节和/或二维关节，所述三维关节包括关节架、减速机和驱动马达；所述二维关节包括减速机和驱动马达；所述驱动马达固定在所述减速机的动力输入端，所述驱动马达与所述动力装置相连。进一步，所述关节为三维关节和/或二维关节，所述三维关节包括关节架、减速机和驱动马达；所述二维关节包括减速机和驱动马达；所述驱动马达固定在所述减速机的动力输入端，所述驱动马达与所述动力装置相连。进一步，所述三维关节的减速机和驱动马达均为两组，两组减速机分别设置在所述关节架的两端，呈相互非平行状态。进一步，所述三维关节和二维关节设有角度传感器。进一步，所述驱动马达为带制动的伺服电机或带制动的步进电机；所述减速机为直角减速机或RV减速机或蜗轮蜗杆减速机。进一步，所述连接架为插销式连接架或卡扣式连接架或螺栓式连接架。本技术通过连接架将仿生腿与仿生机器人主体固定连接，在需要对仿生腿进行维护或维修时，很容易将仿生腿从仿生机器人主体上拆卸下来进行维护、维修；维护、维修完毕后，也很容易将仿生腿与仿生机器人主体连接固定；通过设于大腿和/或小腿内，和/或足部上的自主动力装置及设于大腿和/或所述小腿内，和/或所述足部，和/或所述连接架上的控制装置，可进一步实现仿生腿的更快连接和更换，适用范围更广，安装拆卸更方便，操作控制更简单。附图说明图1为本技术实施例1的结构示意图；图2为本技术实施例1的三维结构示意图；图3为本技术实施例2的三维结构示意图；图4为本技术实施例2的结构示意图；图5为本技术实施例3的三维结构示意图；图6为本技术实施例3的结构示意图。具体实施方式以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。实施例1参照图1、图2，本实施例便装式仿生腿，具有4个自由度，主要包含连接架1、三维关节2、大腿A、二维关节Ⅰ3、小腿B、二维关节Ⅱ4、足部C、动力装置5、控制装置6；三维关节2固定在连接架1上并和大腿A相连，大腿A通过二维关节Ⅰ3和小腿B相连，小腿B通过二维关节Ⅱ4和足部C相连；动力装置5固定在大腿A和小腿B内；控制装置6固定在大腿A内，并与三维关节2、二维关节Ⅰ3、二维关节Ⅱ4电连接。所述连接架1设有插销孔11A，用于将多组带自主分布动力的三关节仿生腿，快速连接固定在仿生机器人主体框架上。所述的大腿A、小腿B为具有空腔的异形构件选用高强铝合金制成，方便在空腔内部布置及固定动力装置5、控制装置6；所述足部C上设置有弹性橡胶件C1，用于减缓运动过程中振动冲击。三维关节2包括直角减速机Ⅰ201、驱动马达Ⅰ202、关节架203、直角减速机Ⅱ204、驱动马达Ⅱ205；所述驱动马达Ⅰ202固定在直角减速机Ⅰ201的动力输入端，所述驱动马达Ⅱ205固定在直角减速机Ⅱ204的动力输入端，所述直角减速机Ⅰ201、直角减速机Ⅱ204以90度行交错设置分别固定在关节架203的两端，可使三维关节2实现三维空间转动。二维关节Ⅰ3主要包括直角减速机Ⅲ301以及固定在动力输入端的驱动马达Ⅲ302。二维关节Ⅱ4主要包括直角减速机Ⅳ401以及固定在动力输入端的驱动马达Ⅳ402，可使二维关节Ⅰ3、二维关节Ⅱ4实现二维平面转动。动力装置5主要包含两组可充电锂电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.便装式仿生腿，包括大腿、小腿和足部，其特征在于，还设有连接架、动力装置和控制装置，所述连接架、大腿、小腿和足部依次通过关节相连；所述连接架用于将所述仿生腿与仿生机器人固定连接或拆卸；所述动力装置设在所述大腿和/或小腿内，和/或所述足部上，用于给所述仿生腿提供动力驱动；所述控制装置设置在所述大腿和/或所述小腿内，和/或所述足部，和/或所述连接架上，用于控制所述仿生腿的运动。

【技术特征摘要】
1.便装式仿生腿，包括大腿、小腿和足部，其特征在于，还设有连接架、动力装置和控制装置，所述连接架、大腿、小腿和足部依次通过关节相连；所述连接架用于将所述仿生腿与仿生机器人固定连接或拆卸；所述动力装置设在所述大腿和/或小腿内，和/或所述足部上，用于给所述仿生腿提供动力驱动；所述控制装置设置在所述大腿和/或所述小腿内，和/或所述足部，和/或所述连接架上，用于控制所述仿生腿的运动。2.如权利要求1所述便装式仿生腿，其特征在于，所述动力装置为电池组和/或太阳能薄膜件，和/或压电材料件，所述电池组为锂电池组或石墨烯电池组；所述太阳能薄膜件设置在所述大腿和/或所述小腿上，所述压电材料件设置在所述足部上。3.如权利要求1或2所述便装式仿生腿，其特征在于，所述控制装置包括控制器、充电口和电插件，所述控制器设在所述大腿或和小腿内，用于控制所述关节的运动；所述充电口设置在所述足部上；所述电插件设置在所述连接架上，用于与仿生机器人主体通讯。4.如权利要求1或2所述便装式仿生腿，其特征在于，所述关节为三维关节和/或二维关节，所述三维关节包括关节架、减速机和驱动马达；所述二维关节包括减速机和驱动马达；所述驱动马达固定在所述减速机的动力输入端，所述驱动马达与所述动力装置相连。5.如权利要求3所述便装式仿生腿，其特征在于，所述关节为三维关节和/或二维关...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹小林，韩建英，
申请(专利权)人：长沙紫宸科技开发有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43