髋部结构及仿人机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种髋部结构及机器人，髋部结构包括髋部前摆组件、用于驱动髋部前摆组件侧摆的髋部侧摆组件，以及用于驱动髋部侧摆组件旋转的髋部旋转组件；髋部前摆组件包括髋部前摆支架、固定安装于髋部前摆支架的髋部前摆电机、固定端安装于髋部前摆支架的髋部前摆减速机，以及设于髋部前摆电机与髋部前摆减速机之间的髋部前摆传动机构；髋部前摆减速机的输出端与髋部侧摆组件相连。在实现髋部前摆组件转动的轴线与髋部侧摆组件转动的轴线相交的情况下，只需要将髋部前摆减速机与髋部侧摆组件相连，而不用将髋部前摆电机设置在髋部前摆组件转动的轴线上，可减小髋部前摆组件转动的轴线上的尺寸，进而减小髋部结构局部的尺寸。

【技术实现步骤摘要】
髋部结构及仿人机器人
本申请涉及仿人机器人领域，尤其涉及一种髋部结构及仿人机器人。
技术介绍
常见的仿人机器人单腿一般有六个自由度，由六个关节实现相应的自由度，其中包含：大腿旋转、髋部前向(前后运动)、髋部侧向、膝盖、踝部前向(前后运动)及踝部侧向。在仿人机器人的设计过程中一般由上至下按照“3-1-2”的自由度进行排布，其中髋部结构由大腿旋转、髋部前向及髋部侧向三个自由度组合而成，膝盖单独一个关节实现蹲起动作，脚踝一般由踝前向和踝侧向两个自由度组合而成。根据步态算法控制的难易程度，髋部、踝部如果是由正交的结构构成，那么步态算法的解算会比较容易实现，在控制机器人行走的过程中也能提高稳定性，优于非正交结构。在髋部的设计中，由于需要考虑三自由耦合的同时还要实现三轴正交的结构设计，常见的方式为将髋部结构的各部件均堆积于腰部结构与大腿结构之间。但是该方式使得机器人的腰部与腿部之间结构较为集中，局部尺寸较大，不利于机器人的结构的小型化。由于局部尺寸较大，使得髋部结构的重量过大，也不利于机器人设计时对各处重量的控制，无法从各处重量分布上贴近于人体各处重量的分布，仿人效果差。
技术实现思路
本申请的一个目的在于提供一种髋部结构，旨在解决现有技术中，仿人机器人的髋部结构较为集中，局部尺寸较大的问题。为达此目的，本申请实施例采用以下技术方案：髋部结构，包括髋部前摆组件、用于驱动所述髋部前摆组件侧摆的髋部侧摆组件，以及用于驱动所述髋部侧摆组件旋转的髋部旋转组件；所述髋部前摆组件包括髋部前摆支架、固定安装于所述髋部前摆支架的髋部前摆电机、固定端安装于所述髋部前摆支架的髋部前摆减速机，以及设于所述髋部前摆电机与所述髋部前摆减速机之间的髋部前摆传动机构；所述髋部前摆减速机的输出端与所述髋部侧摆组件相连。在一个实施例中，所述髋部前摆减速机为谐波减速机，所述髋部前摆减速机包括与所述髋部前摆支架固定连接的髋部前摆钢轮、适配于所述髋部前摆钢轮且与所述髋部侧摆组件相连的髋部前摆柔轮、支撑于所述髋部前摆钢轮与所述髋部前摆柔轮之间的第一髋部前摆轴承、适配于所述髋部前摆柔轮的髋部前摆波发生器，以及与所述髋部前摆波发生器相连的髋部前摆转轴；所述髋部前摆转轴与所述髋部前摆传动机构相连。在一个实施例中，所述髋部前摆减速机还包括固定连接于所述髋部前摆支架与所述髋部前摆钢轮之间的髋部前摆壳体；所述髋部前摆壳体与所述髋部前摆转轴之间设有第二髋部前摆轴承；所述第二髋部前摆轴承的外圈安装于所述髋部前摆壳体，所述髋部前摆转轴安装于所述第二髋部前摆轴承的内圈。在一个实施例中，所述髋部前摆转轴与所述髋部侧摆组件之间设有第三髋部前摆轴承；所述第三髋部前摆轴承与所述第二髋部前摆轴承分别位于所述髋部前摆波发生器的相对的两侧；所述第三髋部前摆轴承的外圈安装于所述髋部侧摆组件上，所述髋部前摆转轴安装于所述第三髋部前摆轴承的内圈。在一个实施例中，所述髋部前摆传动机构包括安装于所述髋部前摆电机的转轴的髋部前摆主动轮、安装于所述髋部前摆转轴的髋部前摆从动轮，以及设于所述髋部前摆主动轮与所述髋部前摆从动轮之间的髋部前摆传动带。在一个实施例中，所述髋部旋转组件与所述髋部侧摆组件之间设有髋部安装支架；所述髋部侧摆组件包括输出端与所述髋部安装支架固定连接的髋部侧摆减速机、与所述髋部侧摆减速机的固定端相连的髋部侧摆壳体，以及设于所述髋部侧摆壳体内且与所述髋部侧摆减速机传动连接的髋部侧摆电机；所述髋部前摆减速机的输出端与所述髋部侧摆壳体相连。在一个实施例中，所述髋部侧摆电机具有与所述髋部侧摆减速机相连的髋部侧摆转轴，所述髋部侧摆转轴为中空轴；所述髋部侧摆组件还包括贯穿所述髋部侧摆转轴及所述髋部侧摆壳体的髋部侧摆中空走线管。在一个实施例中，所述髋部安装支架为U型架或C型架；所述髋部侧摆组件安装于所述髋部安装支架的内壁。在一个实施例中，所述髋部侧摆组件还包括安装于所述髋部安装支架的第一髋部侧摆轴承，以及连接于所述第一髋部侧摆轴承与所述髋部侧摆壳体之间的髋部侧摆连接轴；所述第一髋部侧摆轴承的外圈安装于所述髋部安装支架，所述髋部侧摆连接轴的一端与所述第一髋部侧摆轴承的内圈相连，所述髋部侧摆连接轴的另一端与所述髋部侧摆壳体相连。在一个实施例中，所述髋部侧摆减速机为谐波减速机；所述髋部侧摆减速机包括与所述髋部安装支架固定连接的髋部侧摆钢轮、适配于所述髋部侧摆钢轮且与所述髋部侧摆壳体相连的髋部侧摆柔轮、支撑于所述髋部侧摆钢轮与所述髋部侧摆柔轮之间的第二髋部侧摆轴承，以及适配于所述髋部侧摆柔轮的髋部侧摆波发生器；所述髋部侧摆电机具有与所述髋部侧摆波发生器相连的髋部侧摆转轴。在一个实施例中，所述髋部侧摆连接轴为中空轴；所述髋部侧摆连接轴的内壁具有用于与所述髋部侧摆壳体相连的髋部侧摆连接环。在一个实施例中，所述髋部前摆支架具有第一髋部前摆支撑板，以及与所述第一髋部前摆支撑板相对且间隔设置的第二髋部前摆支撑板；所述髋部侧摆组件位于所述第一髋部前摆支撑板与所述第二髋部前摆支撑板之间；所述髋部前摆减速机的固定端与所述第一髋部前摆支撑板相连。在一个实施例中，所述髋部侧摆壳体上设有髋部侧摆连接法兰，所述髋部前摆减速机的输出端与所述髋部侧摆连接法兰固定连接，所述髋部侧摆壳体的背对所述髋部前摆减速机的一侧转动安装于所述第二髋部前摆支撑板上。在一个实施例中，所述第二髋部前摆支撑板上安装有第四髋部前摆轴承；所述第四髋部前摆轴承的外圈安装于所述第二髋部前摆支撑板，所述髋部侧摆壳体的背对所述髋部前摆减速机的一侧与所述第四髋部前摆轴承的内圈相连。在一个实施例中，所述髋部侧摆壳体与所述第四髋部前摆轴承的内圈之间连接有髋部前摆连接轴，所述髋部前摆连接轴为中空轴。在一个实施例中，所述髋部旋转组件与所述髋部侧摆组件之间设有髋部安装支架；所述髋部旋转组件包括髋部旋转壳体、固定端与所述髋部旋转壳体相连的髋部旋转减速机，以及设于所述髋部旋转壳体内且与所述髋部旋转减速机传动连接的髋部旋转电机；所述髋部安装支架与所述髋部旋转减速机的输出端固定连接。在一个实施例中，所述髋部旋转电机具有与所述髋部旋转减速机相连的髋部旋转转轴，所述髋部旋转转轴为中空轴；所述髋部旋转组件还包括贯穿所述髋部旋转转轴及所述髋部旋转壳体的髋部旋转中空走线管。在一个实施例中，所述髋部旋转减速机为谐波减速机；所述髋部旋转减速机包括与所述髋部安装支架固定连接的髋部旋转钢轮、适配于所述髋部旋转钢轮且与所述髋部旋转壳体相连的髋部旋转柔轮、支撑于所述髋部旋转钢轮与所述髋部旋转柔轮之间的第一髋部旋转轴承，以及适配于所述髋部旋转柔轮的髋部旋转波发生器；所述髋部旋转电机具有与所述髋部旋转波发生器相连的髋部旋转转轴。在一个实施例中，所述髋部前摆组件转动的轴线与所述髋部侧摆组件转动的轴线相互垂直，所述髋部前摆组件转动的轴线与所述髋部旋转组件转动的轴线相互垂直，所述髋部侧摆组件转动的轴线与所述髋部旋转组件转动的轴线相互垂直。本申请的还一个目的在于提供一种机器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.髋部结构，其特征在于，包括髋部前摆组件、用于驱动所述髋部前摆组件侧摆的髋部侧摆组件，以及用于驱动所述髋部侧摆组件旋转的髋部旋转组件；所述髋部前摆组件包括髋部前摆支架、固定安装于所述髋部前摆支架的髋部前摆电机、固定端安装于所述髋部前摆支架的髋部前摆减速机，以及设于所述髋部前摆电机与所述髋部前摆减速机之间的髋部前摆传动机构；所述髋部前摆减速机的输出端与所述髋部侧摆组件相连。/n

【技术特征摘要】
1.髋部结构，其特征在于，包括髋部前摆组件、用于驱动所述髋部前摆组件侧摆的髋部侧摆组件，以及用于驱动所述髋部侧摆组件旋转的髋部旋转组件；所述髋部前摆组件包括髋部前摆支架、固定安装于所述髋部前摆支架的髋部前摆电机、固定端安装于所述髋部前摆支架的髋部前摆减速机，以及设于所述髋部前摆电机与所述髋部前摆减速机之间的髋部前摆传动机构；所述髋部前摆减速机的输出端与所述髋部侧摆组件相连。


2.根据权利要求1所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部前摆减速机为谐波减速机，所述髋部前摆减速机包括与所述髋部前摆支架固定连接的髋部前摆钢轮、适配于所述髋部前摆钢轮且与所述髋部侧摆组件相连的髋部前摆柔轮、支撑于所述髋部前摆钢轮与所述髋部前摆柔轮之间的第一髋部前摆轴承、适配于所述髋部前摆柔轮的髋部前摆波发生器，以及与所述髋部前摆波发生器相连的髋部前摆转轴；所述髋部前摆转轴与所述髋部前摆传动机构相连。


3.根据权利要求2所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部前摆减速机还包括固定连接于所述髋部前摆支架与所述髋部前摆钢轮之间的髋部前摆壳体；所述髋部前摆壳体与所述髋部前摆转轴之间设有第二髋部前摆轴承；所述第二髋部前摆轴承的外圈安装于所述髋部前摆壳体，所述髋部前摆转轴安装于所述第二髋部前摆轴承的内圈。


4.根据权利要求3所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部前摆转轴与所述髋部侧摆组件之间设有第三髋部前摆轴承；所述第三髋部前摆轴承与所述第二髋部前摆轴承分别位于所述髋部前摆波发生器的相对的两侧；所述第三髋部前摆轴承的外圈安装于所述髋部侧摆组件上，所述髋部前摆转轴安装于所述第三髋部前摆轴承的内圈。


5.根据权利要求2所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部前摆传动机构包括安装于所述髋部前摆电机的转轴的髋部前摆主动轮、安装于所述髋部前摆转轴的髋部前摆从动轮，以及设于所述髋部前摆主动轮与所述髋部前摆从动轮之间的髋部前摆传动带。


6.根据权利要求1所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部旋转组件与所述髋部侧摆组件之间设有髋部安装支架；所述髋部侧摆组件包括输出端与所述髋部安装支架固定连接的髋部侧摆减速机、与所述髋部侧摆减速机的固定端相连的髋部侧摆壳体，以及设于所述髋部侧摆壳体内且与所述髋部侧摆减速机传动连接的髋部侧摆电机；所述髋部前摆减速机的输出端与所述髋部侧摆壳体相连。


7.根据权利要求6所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部侧摆电机具有与所述髋部侧摆减速机相连的髋部侧摆转轴，所述髋部侧摆转轴为中空轴；所述髋部侧摆组件还包括贯穿所述髋部侧摆转轴及所述髋部侧摆壳体的髋部侧摆中空走线管。


8.根据权利要求6所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部安装支架为U型架或C型架；所述髋部侧摆组件安装于所述髋部安装支架的内壁。


9.根据权利要求8所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部侧摆组件还包括安装于所述髋部安装支架的第一髋部侧摆轴承，以及连接于所述第一髋部侧摆轴承与所述髋部侧摆壳体之间的髋部侧摆连接轴；所述第一髋部侧摆轴承的外圈安装于所述髋部安装支架，所述髋部侧摆连接轴的一端与所述第一髋部侧摆轴承的内圈相连，所述髋部侧摆连接轴的另一端与所述髋部侧摆壳体相连。


10.根据权利要求9所述的髋部结...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海雷，董浩，赵明国，张伟宁，杨国平，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44