【技术实现步骤摘要】
一种用于可变胞无人地面移动系统的三自由度髋关节机构
本专利技术涉及汽车态与类人态之间切换重构的无人变胞地面移动系统
,具体地说,它涉及一种用于可变胞无人地面移动系统的三自由度髋关节机构。
技术介绍
可变胞机构是能够实现机构重构变形且在变形过程中自由度发生改变的机构。可变胞地面移动系统,是一种处在前沿研究领域且技术先进的移动载具,其结构可变形重构以适应于不同的行驶路面,当在易于通行的结构路面时,可变胞为汽车态快速行驶,当在道路难于通行的非结构路面(譬如野外、台阶、沟壑等)时,可变胞为类人态进行跨步行走,从而提高了道路的通过性。其中,在针对可变胞无人地面移动系统而设计的髋关节机构成为设计的难点。经过对现有的技术文献检索发现,现有髋关节机构具有以下特点:髋关节采用三个电机来驱动控制以实现髋关节的偏转、俯仰和侧摆的三个自由度的运动;髋关节机构采用同步带减速的减速驱动方式等。然而,现有技术中的髋关节机构由于电机以及减速机构放置位置而使得髋关节结构较为复杂,同时各旋转机构的转动角度也会受到很大限制。此外,相比来说,同步带减速的减速方式可靠度不高。在髋关节需要折叠时,同步带还可能会变松弛,不能很好地进行传动。由此可见,在针对髋关节机构进行结构紧凑设计的基础上,采用结构紧凑可靠性高的电机减速方式,以及有效实现髋关节在偏转、俯仰和翻滚的三个自由度运动的功能的同时也能避免系统重构变形过程中机构间的干涉,成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
技术实现思路
针对目前现有的髋关节采用同步带减速的减速方式可靠度不高的问题,本专利技术提供一种可变胞无人地面移动系统用三自由度髋关节机 ...
【技术保护点】
1.一种用于可变胞无人地面移动系统的三自由度髋关节机构,其特征在于:包括上旋转机构(1)、中旋转机构(2)、下旋转机构(3)和车底板(4);所述车底板(4)固定连接在可变胞无人地面移动系统的车架上;所述上旋转机构(1)包括第一电机(11)、连接构件(12)和髋关节板(13),所述第一电机(11)连接在车底板(4)的上侧,所述髋关节板(13)通过连接构件(12)和第一电机(11)输出轴连接,且髋关节板(13)位于车底板(4)的下侧;所述中旋转机构(2)包括第二电机(21)和中行星齿轮减速机构(22);所述下旋转机构(3)包括第三电机(31)和下行星齿轮减速机构(33);所述髋关节板(13)内侧连接T形套筒(5),所述T形套筒(5)的相互垂直的两个位置上分别连接中旋转机构(2)和下旋转机构(3),所述下旋转机构(3)上连接大腿构件(6);工作时,第一电机(11)驱动髋关节板(13)围绕Z轴旋转,中旋转机构(2)通过第二电机(21)和中行星齿轮减速机构(22)带动T形套筒(5)围绕X轴旋转,下旋转机构(3)通过第三电机(31)和下行星齿轮减速机构(33)带动大腿构件(6)围绕Y轴旋转;上旋转 ...
【技术特征摘要】
1.一种用于可变胞无人地面移动系统的三自由度髋关节机构,其特征在于:包括上旋转机构(1)、中旋转机构(2)、下旋转机构(3)和车底板(4);所述车底板(4)固定连接在可变胞无人地面移动系统的车架上;所述上旋转机构(1)包括第一电机(11)、连接构件(12)和髋关节板(13),所述第一电机(11)连接在车底板(4)的上侧,所述髋关节板(13)通过连接构件(12)和第一电机(11)输出轴连接,且髋关节板(13)位于车底板(4)的下侧;所述中旋转机构(2)包括第二电机(21)和中行星齿轮减速机构(22);所述下旋转机构(3)包括第三电机(31)和下行星齿轮减速机构(33);所述髋关节板(13)内侧连接T形套筒(5),所述T形套筒(5)的相互垂直的两个位置上分别连接中旋转机构(2)和下旋转机构(3),所述下旋转机构(3)上连接大腿构件(6);工作时,第一电机(11)驱动髋关节板(13)围绕Z轴旋转,中旋转机构(2)通过第二电机(21)和中行星齿轮减速机构(22)带动T形套筒(5)围绕X轴旋转,下旋转机构(3)通过第三电机(31)和下行星齿轮减速机构(33)带动大腿构件(6)围绕Y轴旋转;上旋转机构(1)、中旋转机构(2)和下旋转机构(3)联动时,大腿构件(6)实现X、Y、Z三坐标的三自由度旋转。2.根据权利要求1所述的一种用于可变胞无人地面移动系统的三自由度髋关节机构,其特征在于:所述髋关节板(13)为上板、右板和左板组成的U形弯板,上板上设有上连接孔(131),右板上设有右连接孔(132),左板上设有左连接孔(133),所述右连接孔(132)和左连接孔(133)的中心线的延长线相重合,所述右连接孔(132)和左连接孔(133)内均设有轴承,所述右连接孔(132)的两侧分别设有一个中减速行星轮轴孔(134)。3.根据权利要求2所述的一种用于可变胞无人地面移动系统的三自由度髋关节机构,其特征在于:所述连接构件(12)包括电机端盖(121)、联轴器(122)、传动轴(123)、第一轴承(124)、锁紧螺母(125)、平垫片(126)和平键(127);所述传动轴(123)设有联轴器轴颈(1231)、第一轴承轴颈(1232)、键槽(1233)和外螺纹(1234);所述电机端盖(121)的上端面与第一电机(11)输出端法兰连接,第一电机(11)输出轴连接联轴器(122)的一端,联轴器(122)的另一端与传动轴(123)的一端的联轴器轴颈(1231)连接,所述第一轴承轴颈(1232)上套装第一轴承(124),所述键槽(1233)上安装平键(127),所述外螺纹(1234)向下穿过上连接孔(131),用锁紧螺母(125)锁紧,锁紧螺母(127)与髋关节板(13)之间安装平垫片(126)。4.根据权利要求2所述的一种用于可变胞无人地面移动系统的三自由度髋关节机构,其特征在于:所述T形套筒(5)的中间位置设有中间方孔(53),所述中间方孔(53)的外侧按顺时针方向依次分别设有第二电机座(51)、第三电机座(52)、定位轴端板(55)和轴承座端板(54),所述第二电机座(51)与定位轴端板(55)的中心在第一轴线上,所述第三电机座(52)与轴承座端板(54)的中心在第二轴线上,所述第一轴线与第二轴线...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘俊,卢明明,孙磊,刘学成,
申请(专利权)人:合肥工业大学,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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