机器人脚踝结构及机器人制造技术

为克服现有人形机器人存在脚踝位置灵活性不足以及输出力不足的问题，本发明专利技术提供了一种机器人脚踝结构，应用于机器人的脚部结构和至少部分腿部结构之间，所述机器人脚踝结构包括第一驱动组件、第二驱动组件和转接支架；所述第一驱动组件与所述脚部结构连接，所述第二驱动组件与所述至少部分腿部结构连接，所述转接支架分别连接所述第一驱动组件和所述第二驱动组件。同时，本发明专利技术还公开了包括上述机器人脚踝结构的机器人。本发明专利技术提供的机器人脚踝结构能够增大驱动源的力矩输出，提高机器人的灵活性。

Robot ankle structure and robot

In order to overcome the shortcomings of the existing humanoid robot ankle flexibility and output force is insufficient, the invention provides a robot structure between the ankle, foot structure is applied to the robot and at least part of the leg structure, ankle structure of the robot includes a first drive component, second drive component and an adaptor bracket; the first driving component and the foot structure connected with the second connecting drive component and at least part of the leg structure, the adapter bracket are respectively connected to the first drive assembly and the second drive assembly. At the same time, the robot including the robot's ankle structure is also disclosed. The robot ankle structure provided by the invention can increase the torque output of the driving source, and improve the flexibility of the robot.

【技术实现步骤摘要】
机器人脚踝结构及机器人
本专利技术属于机器人肢体结构
，具体涉及一种机器人脚踝结构及机器人。
技术介绍
人形机器人(又称“仿人机器人”，HumanoidRobot)，由于其肢体结构和人类相似，如具有双臂、双腿、躯体及头部，同时还具备人工智能，能够在家庭可以完成各种各样的任务，如清扫、娱乐、保姆、家庭安保等任务，改变人类生活方式。为了使人形机器人完成上述各项任务，这就要求人形机器人具有与人类一样灵活的关节。现有的人形机器人在脚踝位置要么只设置有一个舵机，其脚部结构只能够朝一个方向摆动，导致整个人形机器人行动不够灵活；要么设置两个舵机，但由于舵机的输出轴小，导致传输力小及驱动力有限，不能提供较好的支撑和转动力度。
技术实现思路
针对现有人形机器人存在脚踝位置灵活性不足以及输出力不足的问题，本专利技术提供了一种机器人脚踝结构及下肢结构。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：提供一种机器人脚踝结构，应用于机器人的脚部结构和至少部分腿部结构之间，所述机器人脚踝结构包括第一驱动组件、第二驱动组件和转接支架；所述第一驱动组件与所述脚部结构连接，所述第二驱动组件与所述至少部分腿部结构连接，所述转接支架分别连接所述第一驱动组件和所述第二驱动组件；所述第一驱动组件包括第一驱动源、第一外齿轮和第二外齿轮，所述第一外齿轮由所述第一驱动源的输出轴驱动转动，所述第一外齿轮与所述第二外齿轮相互啮合，且所述第一外齿轮的齿数小于所述第二外齿轮的齿数，所述第二外齿轮与所述转接支架连接，所述第一外齿轮转动时，第二外齿轮受第一外齿轮传动而转动，从而带动所述第一驱动源及脚部结构一体绕所述第二外齿轮的中心轴线顺时针或逆时针转动；所述第二驱动组件驱动所述转接支架相对所述腿部结构转动。可选的，所述第二驱动组件包括第二驱动源、第三外齿轮和第四外齿轮，所述第二驱动源安装固定于所述至少部分腿部结构上，所述第三外齿轮由所述第二驱动源的输出轴驱动转动，所述第三外齿轮和所述第四外齿轮相互啮合，且所述第三外齿轮的齿数小于所述第四外齿轮的齿数，所述第四外齿轮与所述转接支架连接，以带动所述转接支架绕所述第四外齿轮的中心轴线顺时针或逆时针转动。可选的，所述转接支架上设置有第一连接盘、第二连接盘、第三连接盘和第四连接盘，所述第一连接盘和所述第二连接盘同轴设置，所述第三连接盘和所述第四连接盘同轴设置，且所述第一连接盘的中心轴线和所述第三连接盘的中心轴线异面垂直，所述第二外齿轮固定于所述第一连接盘上，且所述第二外齿轮与所述第一连接盘同轴设置，所述第四外齿轮固定于所述第三连接盘上，且所述第四外齿轮与所述第三连接盘同轴设置。可选的，所述转接支架包括第一支架和第二支架，所述第一连接盘、第二连接盘和第三连接盘设置于所述第一支架上，所述第四连接盘设置于所述第二支架上。可选的，所述第一驱动源包括第一舵机和用于驱动所述第一舵机运行的第一驱动电路板，所述第一舵机具有第一柱状部和第一球状部，所述第一柱状部相对于机器人的脚部结构水平设置，所述第一球状部位于所述第一柱状部的底部，所述第一舵机的输出轴由所述第一球状部的侧面引出并与所述第一外齿轮连接，所述第一驱动电路板位于所述第一柱状部远离所述第一球状部的端面。可选的，所述第二驱动源包括第二舵机和用于驱动所述第二舵机运行的第二驱动电路板，所述第二舵机具有第二柱状部和第二球状部，所述第二柱状部相对于机器人整体竖直设置，所述第二球状部位于所述第二柱状部朝向所述转接支架的一端，所述第二舵机的输出轴由所述第二球状部的侧面引出并与所述第三外齿轮啮合连接，所述第二驱动电路板位于所述第二柱状部远离所述第二球状部的端面。可选的，所述机器人脚踝结构还包括有保护壳体，所述保护壳体设置于所述脚部结构内部，所述第一驱动源固定于所述保护壳体内部。可选的，所述机器人脚踝结构还包括有用于提供转动支撑的第一支撑座和第二支撑座，所述第一支撑座和第二支撑座分别设置于所述保护壳体的两侧，且所述第一支撑座和第二支撑座连接至脚部结构上，所述第一外齿轮和第二外齿轮转动连接至所述第一支撑座上。可选的，所述机器人脚踝结构还包括有用于提供转动支撑的连接座和第一壳体，所述连接座固定于所述第二驱动源上，所述第一壳体环绕于所述第二驱动源的部分外壁，所述连接座和第一壳体连接至所述第二驱动源的外壁上，所述第四连接盘转动连接至所述连接座上，所述第三外齿轮和第四外齿轮转动连接至所述第一壳体上。可选的，所述机器人脚踝结构还包括有第一角度传感组件，所述第一角度传感组件包括第一磁铁和第一PCB板，所述第一PCB板设置有第一磁编码器，所述第一磁铁位于所述第二连接盘上，所述第一PCB板设置于所述保护壳体上，所述第一磁编码器正对所述第一磁铁。可选的，所述机器人脚踝结构还包括有第二角度传感组件，所述第二角度传感组件包括第二磁铁和第二PCB板，所述第二PCB板设置有第二磁编码器，所述第二磁铁位于所述第四连接盘上，所述第二PCB板设置于所述连接座上，所述第二磁编码器正对所述第二磁铁。提供了一种机器人，包括如上所述的机器人脚踝结构。根据本专利技术提供的机器人脚踝结构，在第一驱动源的外部设置有相互啮合的第一外齿轮和第二外齿轮，由所述第一驱动源驱动所述第一外齿轮转动，且所述第一外齿轮的齿数小于所述第二外齿轮的齿数，从而在第一驱动源的外部形成减速机构，以增大所述第一驱动源的力矩输出，可避免驱动源动力不足的情况；另一方面，本机器人脚踝结构设置了第一驱动组件和第二驱动组件，通过转接支架作为第一驱动组件和第二驱动组件的转动连接件，从而实现了脚部结构的多个自由度转动，同时转接支架能够提供稳定的支撑，使关节连接更为牢固。附图说明图1是本专利技术一实施例提供的机器人脚踝结构的部分结构爆炸图；图2是本专利技术一实施例提供的机器人脚踝结构的另一结构爆炸图；图3是本专利技术一实施例提供的第一驱动组件、第二驱动组件和转接支架的结构示意图；图4是本专利技术一实施例提供的第二驱动组件的结构示意图；图5是本专利技术一实施例提供的第一驱动组件的结构示意图；图6是本专利技术一实施例提供的转接支架的结构示意图；图7是本专利技术一实施例提供的机器人脚踝结构的部分结构爆炸图。图8是本专利技术一实施例提供的机器人脚踝结构的另一结构爆炸图说明书附图中的附图标记如下：10、第一驱动组件；101、第一驱动源；1011、第一驱动电路板；1012、第一舵机；10121、第一柱状部；10122、第一球状部；1013、第一连接槽；102、第一外齿轮；103、第二外齿轮；11、第二驱动组件；111、第二驱动源；1111、第二驱动电路板；1112、第二舵机；11121、第二柱状部；11122、第二球状部；1113、第二连接槽；112、第三外齿轮；113、第四外齿轮；1131、第二固定柱；12、转接支架；121、第一支架；122、第二支架；123、第一连接盘；1231、第一固定孔；124、第二连接盘；1241、第一环形槽；1242、第一圆孔；125、第三连接盘；1251、第二固定孔；126、第四连接盘；127、弧形收容槽；13、第一支撑座；14、第二支撑座；15、第一壳体；16、腿部结构；160、第二壳体；161、第三壳体；17、第一轴承；18、保护壳体；181、弧形凹槽；182、连接孔；19、第一角度传感组件；1本文档来自技高网...

【技术保护点】
机器人脚踝结构，应用于机器人的脚部结构(23)和至少部分腿部结构(16)之间，其特征在于，所述机器人脚踝结构包括第一驱动组件(10)、第二驱动组件(11)和转接支架(12)；所述第一驱动组件(10)与所述脚部结构(23)连接，所述第二驱动组件(11)与所述至少部分腿部结构(16)连接，所述转接支架(12)分别连接所述第一驱动组件(10)和所述第二驱动组件(11)；所述第一驱动组件(10)包括第一驱动源(101)、第一外齿轮(102)和第二外齿轮(103)，所述第一外齿轮(102)由所述第一驱动源(101)的输出轴驱动转动，所述第一外齿轮(102)与所述第二外齿轮(103)相互啮合，且所述第一外齿轮(102)的齿数小于所述第二外齿轮(103)的齿数，所述第二外齿轮(103)与所述转接支架(12)连接，所述第一外齿轮(102)转动时，第二外齿轮(103)受第一外齿轮(102)传动而转动，从而带动所述第一驱动源(101)及脚部结构(23)一体绕所述第二外齿轮(103)的中心轴线顺时针或逆时针转动；所述第二驱动组件(11)驱动所述转接支架(12)相对所述腿部结构(16)转动。

【技术特征摘要】
1.机器人脚踝结构，应用于机器人的脚部结构(23)和至少部分腿部结构(16)之间，其特征在于，所述机器人脚踝结构包括第一驱动组件(10)、第二驱动组件(11)和转接支架(12)；所述第一驱动组件(10)与所述脚部结构(23)连接，所述第二驱动组件(11)与所述至少部分腿部结构(16)连接，所述转接支架(12)分别连接所述第一驱动组件(10)和所述第二驱动组件(11)；所述第一驱动组件(10)包括第一驱动源(101)、第一外齿轮(102)和第二外齿轮(103)，所述第一外齿轮(102)由所述第一驱动源(101)的输出轴驱动转动，所述第一外齿轮(102)与所述第二外齿轮(103)相互啮合，且所述第一外齿轮(102)的齿数小于所述第二外齿轮(103)的齿数，所述第二外齿轮(103)与所述转接支架(12)连接，所述第一外齿轮(102)转动时，第二外齿轮(103)受第一外齿轮(102)传动而转动，从而带动所述第一驱动源(101)及脚部结构(23)一体绕所述第二外齿轮(103)的中心轴线顺时针或逆时针转动；所述第二驱动组件(11)驱动所述转接支架(12)相对所述腿部结构(16)转动。2.根据权利要求1所述的机器人脚踝结构，其特征在于，所述第二驱动组件(11)包括第二驱动源(111)、第三外齿轮(112)和第四外齿轮(113)，所述第二驱动源(111)安装固定于至少部分所述腿部结构(16)上，所述第三外齿轮(112)由所述第二驱动源(111)的输出轴驱动转动，所述第三外齿轮(112)和所述第四外齿轮(113)相互啮合，且所述第三外齿轮(112)的齿数小于所述第四外齿轮(113)的齿数，所述第四外齿轮(113)与所述转接支架(12)连接，以带动所述转接支架(12)绕所述第四外齿轮(113)的中心轴线顺时针或逆时针转动。3.根据权利要求2所述的机器人脚踝结构，其特征在于，所述转接支架(12)上设置有第一连接盘(123)、第二连接盘(124)、第三连接盘(125)和第四连接盘(126)，所述第一连接盘(123)和所述第二连接盘(124)同轴设置，所述第三连接盘(125)和所述第四连接盘(126)同轴设置，且所述第一连接盘(123)的中心轴线和所述第三连接盘(125)的中心轴线异面垂直，所述第二外齿轮(103)固定于所述第一连接盘(123)上，且所述第二外齿轮(103)与所述第一连接盘(123)同轴设置，所述第四外齿轮(113)固定于所述第三连接盘(125)上，且所述第四外齿轮(113)与所述第三连接盘(125)同轴设置。4.根据权利要求3所述的机器人脚踝结构，其特征在于，所述转接支架(12)包括第一支架(121)和第二支架(122)，所述第一连接盘(123)、第二连接盘(124)和第三连接盘(125)设置于所述第一支架(121)上，所述第四连接盘(126)设置于所述第二支架(122)上。5.根据权利要求2所述的机器人脚踝结构，其特征在于，所述第一驱动源(101)包括第一舵机(1012)和用于驱动所述第一舵机(1012)运行的第一驱动电路板(1011)，所述第一舵机(1012)具有第一柱状部(10121)和第一球状部(10122)，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊友军，刘梅春，胡锋，陈新普，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44