一种仿生机器人的腿部结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种仿生机器人的腿部结构，其特征在于：包括大腿组件、小腿组件、活动式连接大腿组件和小腿组件的中关节座、及活动式连接小腿组件的脚踝连接座。本仿生机器人的腿部结构具有控制难度低，制作成本低，整体质量轻，负载能力提升，运动速度快，灵活度高，活动范围大，可完成多种腿部动作，平衡性好等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生机器人的腿部结构
本技术涉及机器人
，具体是一种仿生机器人的腿部结构。
技术介绍
机械腿是机器人的重要组成部分，对双足步行机器人运动起着非常重要的作用，双足步行机器人比其它移动机器人有着更好的地形适应能力，不仅可以在平面上行走，还能适应各种复杂地形，跨越障碍能力，适合各种不同环境，因此在实际中得到更加多的应用，能够轻松的融入人类生活。目前常见的双足步行机器人为了减少腿部惯量，引入相应的机械传动机构（如：步进电机或伺服电机等），连接相应的驱动器和运动关节，该机器人的运动能力较差；而当机械传动机构（如：步进电机或伺服电机等）没有电时，机械传动机构将无法支撑整个机器人的身体重量，导致机器人容易倒下，存在安全问题。此外，传统机器人的腿部由单一支架构成，其中腿部的电机支架只有两个支撑部分，多个电机和支架构成后的模块串联后，长度变大，普遍存在支架易变形、稳定度降低，运动过程中失去重心，而且机器人在下蹲过程中容易发生重心偏移，受机械机构的限制，无法完成蹲下动作，活动范围受到限制，可以做到的腿部动作有限。再有，受机器人重量和电机转盘的影响，机器人运行一段时间后，会发生支架和齿轮接触松动和变形的现象，导致机器人无法站立，使用寿命缩短，维护成本高。传统机器人还存在以下一系列问题：控制难度高，制作成本高，机器人整体质量重，负载能力差，运动速度低，灵活性下降，双腿步行时平衡度差等。因此，需要进一步改进。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种仿生机器人的腿部结构，其效仿人类双足结构，所以灵活度高，可完成多种腿部动作，平衡性好。本技术的目的是这样实现的：一种仿生机器人的腿部结构，其特征在于：包括大腿组件、小腿组件、活动式连接大腿组件和小腿组件的中关节座、及活动式连接小腿组件的脚踝连接座。所述大腿组件包括大腿连接座、大腿后连接件、第一大腿前连接件、第二大腿前连接件、第一大腿推拉杆和第二大腿推拉杆；所述大腿连接座、第一大腿推拉杆一端和第二大腿推拉杆一端分别活动式连接固定板；所述第一大腿推拉杆另一端活动式连接第一大腿前连接件；所述第二大腿推拉杆另一端活动式连接第二大腿前连接件；所述大腿后连接件一端、第一大腿前连接件一端和第二大腿前连接件一端分别活动式连接大腿连接座；所述小腿组件包括小腿后连接件、第一小腿前连接件、第二小腿前连接件、第一小腿推拉杆和第二小腿推拉杆；所述大腿后连接件另一端、第一大腿前连接件另一端和第二大腿前连接件另一端分别活动式连接中关节座；所述小腿后连接件一端、第一小腿前连接件一端和第二小腿前连接件一端分别活动式连接中关节座；所述第一小腿推拉杆一端活动式连接第一小腿前连接件；所述第二小腿推拉杆一端活动式连接第二小腿前连接件；所述腿部结构还包括脚踝组件，所述脚踝组件包括活动式连接脚踝连接座的脚踝底座；所述小腿后连接件另一端、第一小腿前连接件另一端和第二小腿前连接件另一端分别活动式连接脚踝连接座；所述第一小腿推拉杆另一端和第二小腿推拉杆另一端分别活动式连接脚踝底座。所述大腿后连接件、第一大腿前连接件和第二大腿前连接件分别通过相应的转轴与大腿连接座铰接；所述大腿后连接件、第一大腿前连接件和第二大腿前连接件分别通过相应的转轴与中关节座铰接。所述第一大腿推拉杆一端通过相应的关节连接件与固定板二维活动连接，另一端通过相应的关节连接件与第一大腿前连接件二维活动连接；所述第二大腿推拉杆一端通过相应的关节连接件与固定板二维活动连接，另一端通过相应的关节连接件与第二大腿前连接件二维活动连接。所述第一大腿推拉杆一端通过相应的转轴与相应的关节连接件铰接，该关节连接件通过相应的转轴与固定板铰接，上述两转轴相互垂直；所述第一大腿推拉杆另一端通过相应的转轴与相应的关节连接件铰接，该关节连接件通过相应的转轴与第一大腿前连接件铰接，上述两转轴相互垂直；所述第二大腿推拉杆一端通过相应的转轴与相应的关节连接件铰接，该关节连接件通过相应的转轴与固定板铰接，上述两转轴相互垂直；所述第二大腿推拉杆另一端通过相应的转轴与相应的关节连接件铰接，该关节连接件通过相应的转轴与第二大腿前连接件铰接，上述两转轴相互垂直。所述小腿后连接件、第一小腿前连接件和第二小腿前连接件分别通过相应的转轴与中关节座铰接；所述小腿后连接件、第一小腿前连接件和第二小腿前连接件分别通过相应的转轴与脚踝连接座铰接。所述第一小腿推拉杆一端通过相应的关节连接件与第一小腿前连接件二维活动连接，另一端通过第一脚踝连接件与脚踝底座二维活动连接；所述第二小腿推拉杆一端通过相应的关节连接件与第二小腿前连接件二维活动连接，另一端通过第二脚踝连接件与脚踝底座二维活动连接。所述第一小腿推拉杆一端通过相应的转轴与相应的关节连接件铰接，该关节连接件通过相应的转轴与第一小腿前连接件铰接，上述两转轴相互垂直；所述第一小腿推拉杆另一端通过相应的关节连接件与第一脚踝连接件铰接，第一脚踝连接件通过相应的转轴与脚踝底座铰接，上述两转轴相互垂直；所述第二小腿推拉杆一端通过相应的转轴与相应的关节连接件铰接，该关节连接件通过相应的转轴与第二小腿前连接件铰接，上述两转轴相互垂直；所述第二小腿推拉杆另一端通过相应的关节连接件与第二脚踝连接件铰接，第二脚踝连接件通过相应的转轴与脚踝底座铰接，上述两转轴相互垂直。所述脚踝连接座通过相应转轴与脚踝底座铰接。所述第一大腿前连接件与第二大腿前连接件相互并排排布，大腿后连接件位于第一大腿前连接件和/或第二大腿前连接件后方；所述第一大腿推拉杆活动连接固定板的端部位于大腿后连接件左右任一侧，第一大腿推拉杆活动连接第一大腿前连接件的端部位于第一大腿前连接件后侧；所述第二大腿推拉杆活动连接固定板的端部位于大腿后连接件左右另一侧，第二大腿推拉杆活动连接第二大腿前连接件的端部位于第二大腿前连接件后侧。所述第一小腿前连接件与第二小腿前连接件相互并排排布，小腿后连接件位于第一小腿前连接件和/或第二小腿前连接件后方；所述第一小腿推拉杆活动连接第一小腿前连接件的端部位于第一小腿前连接件后侧，第一小腿推拉杆活动连接脚踝底座的端部位于小腿后连接件左右任一侧；所述第二小腿推拉杆活动连接第二小腿前连接件的端部位于第二小腿前连接件后侧，第二小腿推拉杆活动连接脚踝底座的端部位于小腿后连接件左右另一侧。与传统机器人腿部的推动源、驱动方式不同，本仿生机器人的腿部结构采用电动推拉杆作为腿部的推动源，使其具备多种动作组合，本仿生机器人的腿部结构基于上述多种动作组合可以做出不同的动作，动作覆盖范围大，动作更接近人类腿部关节工作，当中很多动作范围、角度是传统机器人腿部结构不能完成的。本技术的有益效果如下：1.通过采用电动推拉杆作为推动源，使本仿生机器人具有非常高的灵活性、平衡性，能模拟人类关节结构和肌肉运动形式，可完成更多传统机器人不能完成的腿部运动，且动作平稳，不会出现重心原因发生侧翻的情况，能够轻松融进人类生活，在日常环境中可顺利的与人类协作完成各种任务；...

【技术保护点】
1.一种仿生机器人的腿部结构，其特征在于：包括大腿组件、小腿组件、活动式连接大腿组件和小腿组件的中关节座（10）、及活动式连接小腿组件的脚踝连接座（16）。/n

【技术特征摘要】
1.一种仿生机器人的腿部结构，其特征在于：包括大腿组件、小腿组件、活动式连接大腿组件和小腿组件的中关节座（10）、及活动式连接小腿组件的脚踝连接座（16）。


2.根据权利要求1所述仿生机器人的腿部结构，其特征在于：
所述大腿组件包括大腿连接座（2）、大腿后连接件（4）、第一大腿前连接件（5）、第二大腿前连接件（6）、第一大腿推拉杆（7）和第二大腿推拉杆（8）；所述大腿连接座（2）、第一大腿推拉杆（7）一端和第二大腿推拉杆（8）一端分别活动式连接固定板（1）；所述第一大腿推拉杆（7）另一端活动式连接第一大腿前连接件（5）；所述第二大腿推拉杆（8）另一端活动式连接第二大腿前连接件（6）；所述大腿后连接件（4）一端、第一大腿前连接件（5）一端和第二大腿前连接件（6）一端分别活动式连接大腿连接座（2）；
所述小腿组件包括小腿后连接件（11）、第一小腿前连接件（12）、第二小腿前连接件（13）、第一小腿推拉杆（14）和第二小腿推拉杆（15）；所述大腿后连接件（4）另一端、第一大腿前连接件（5）另一端和第二大腿前连接件（6）另一端分别活动式连接中关节座（10）；所述小腿后连接件（11）一端、第一小腿前连接件（12）一端和第二小腿前连接件（13）一端分别活动式连接中关节座（10）；所述第一小腿推拉杆（14）一端活动式连接第一小腿前连接件（12）；所述第二小腿推拉杆（15）一端活动式连接第二小腿前连接件（13）；
所述腿部结构还包括脚踝组件，所述脚踝组件包括活动式连接脚踝连接座（16）的脚踝底座（19）；所述小腿后连接件（11）另一端、第一小腿前连接件（12）另一端和第二小腿前连接件（13）另一端分别活动式连接脚踝连接座（16）；所述第一小腿推拉杆（14）另一端和第二小腿推拉杆（15）另一端分别活动式连接脚踝底座（19）。


3.根据权利要求2所述仿生机器人的腿部结构，其特征在于：所述大腿后连接件（4）、第一大腿前连接件（5）和第二大腿前连接件（6）分别通过相应的转轴（9）与大腿连接座（2）铰接；所述大腿后连接件（4）、第一大腿前连接件（5）和第二大腿前连接件（6）分别通过相应的转轴（9）与中关节座（10）铰接。


4.根据权利要求2所述仿生机器人的腿部结构，其特征在于：所述第一大腿推拉杆（7）一端通过相应的关节连接件（3）与固定板（1）二维活动连接，另一端通过相应的关节连接件（3）与第一大腿前连接件（5）二维活动连接；所述第二大腿推拉杆（8）一端通过相应的关节连接件（3）与固定板（1）二维活动连接，另一端通过相应的关节连接件（3）与第二大腿前连接件（6）二维活动连接。


5.根据权利要求4所述仿生机器人的腿部结构，其特征在于：所述第一大腿推拉杆（7）一端通过相应的转轴（9）与相应的关节连接件（3）铰接，该关节连接件（3）通过相应的转轴（9）与固定板（1）铰接，上述两转轴（9）相互垂直；所述第一大腿推拉杆（7）另一端通过相应的转轴（9）与相应的关节连接件（3）铰接，该关节连接件（3）通过相应的转轴（9）与第一大腿前连接件（5）铰接，上述两转轴（9）相互垂直；
所述第二大腿推拉杆（8）一端通过相应的转轴（9）与相应的关节连接件（3）铰接，该关节连接件（3）通过相应的转轴（9）与固定板（1）铰接，上述两转轴（9）相互垂直；所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦骞誉，
申请(专利权)人：路邦科技授权有限公司，
类型：新型
国别省市：中国香港;81