一种基于差动机构的机器人腿部和四足机器人制造技术

本申请提供了一种基于差动机构的机器人腿部和四足机器人。该机器人腿部中，第一驱动轮与第二驱动轮并列设置，第一驱动轮与髋关节转轴转动连接，第二驱动轮安装于髋关节转轴上，其中，髋关节转轴转动安装于腿部的髋关节处；第一从动轮与第二从动轮并列设置，且均通过膝关节转轴转动安装于腿部的膝关节处；第一从动轮与腿部的大腿固定连接，第二从动轮与腿部的小腿固定连接；第一驱动单元和第二驱动单元均安装于大腿上，第一驱动单元能够通过第一驱动轮带动第一从动轮转动，以驱动大腿绕髋关节转轴摆动；第二驱动单元能够通过第二驱动轮带动第二从动轮转动，以驱动小腿绕膝关节转轴摆动，且小腿的摆动方向与大腿的摆动方向相反。反。反。

【技术实现步骤摘要】
一种基于差动机构的机器人腿部和四足机器人


[0001]本申请涉及机器人
，特别涉及一种基于差动机构的机器人腿部和四足机器人。

技术介绍

[0002]四足机器人近几年逐渐成为国内外学者研究的热点，目前的四足机器人腿部机构驱动主要是通过关节直驱方式，该方法控制系统较为简单可靠，但是膝关节电机成为髋关节电机的负载，整体结构冗余累赘。因而，在四足机器人腿部机构设计中，要设计所需驱动电机输出力矩最小化的腿部机构是难点所在。
[0003]因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种基于差动机构的机器人腿部和四足机器人，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。
[0005]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0006]本申请提供了一种基于差动机构的机器人腿部，包括：第一驱动单元、第二驱动单元、第一驱动轮、第一从动轮、第二驱动轮和第二从动轮；所述第一驱动轮与所述第二驱动轮并列设置，所述第一驱动轮与髋关节转轴转动连接，所述第二驱动轮安装于所述髋关节转轴上，其中，所述髋关节转轴转动安装于所述腿部的髋关节处；所述第一从动轮与所述第二从动轮并列设置，且均通过膝关节转轴转动安装于所述腿部的膝关节处；所述第一从动轮与所述腿部的大腿固定连接，所述第二从动轮与所述腿部的小腿固定连接；其中，所述膝关节转轴转动安装在所述腿部的膝关节处；所述第一驱动单元和所述第二驱动单元均安装于所述大腿上，所述第一驱动单元能够通过所述第一驱动轮带动所述第一从动轮转动，以驱动所述大腿绕所述髋关节转轴摆动；所述第二驱动单元能够通过所述第二驱动轮带动所述第二从动轮转动，以驱动所述小腿绕所述膝关节转轴摆动，且所述小腿的摆动方向与所述大腿的摆动方向相反。
[0007]可选地，在本申请的任一实施例中，所述第二驱动轮和所述第二从动轮通过第二传动钢丝绳传动连接，且所述第二驱动轮和所述第二从动轮的转动方向相反。
[0008]可选地，在本申请的任一实施例中，所述第二传动钢丝绳以∞形式绕于所述第二驱动轮和所述第二从动轮上。
[0009]可选地，在本申请的任一实施例中，所述第一驱动轮和所述第一从动轮通过第一传动钢丝绳传动连接，且所述第一驱动轮和所述第一从动轮的转动方向相同。
[0010]可选地，在本申请的任一实施例中，所述第二驱动轮与所述髋关节转轴一体成型；和/或，所述第二从动轮与所述小腿一体成型。
[0011]可选地，在本申请的任一实施例中，所述第一从动轮与所述大腿一体成型。
[0012]可选地，在本申请的任一实施例中，所述第一驱动单元和/或所述第二驱动单元位
于所述髋关节处。
[0013]可选地，在本申请的任一实施例中，所述第一驱动单元和所述第二驱动单元均为无框电机。
[0014]可选地，在本申请的任一实施例中，所述第一驱动单元和所述第二驱动单元叠套同轴安装。
[0015]本申请实施例还提供一种四足机器人，包括：前肢和后肢，所述前肢和所述后肢沿所述机器人的前后方向连接于所述机器人的躯干上，所述前肢和所述后肢分别具有两个上述任一实施例所述的基于差动机构的机器人腿部，所述前肢的两个所述腿部、所述后肢的两个所述腿部均分别沿所述机器人的左右方向对称布置在所述机器人的躯干两侧。
[0016]与最接近的现有技术相比，本申请实施例的技术方案具有如下有益效果：
[0017]本申请提供的技术方案中，第一驱动轮与髋关节转轴转动连接，第一从动轮通过膝关节转轴转动安装在膝关节处，且与大腿固定连接，使第一驱动单元能够通过第一驱动轮带动第一从动轮，以驱动大腿绕髋关节转轴摆动；第二驱动轮与第一驱动轮并列设置，安装于髋关节转轴上，第二从动轮与第一从动轮并列设置，通过膝关节转轴转动安装在膝关节处，且第二从动轮与小腿固定连接，使第二驱动单元能够通过第二驱动轮带动第二从动轮转动，以驱动小腿绕膝关节转轴摆动，且小腿的摆动方向与大腿的摆动方向相反。籍此，使大腿与小腿的形成差动机构，大腿、小腿的不同摆动组成腿部的运动，实现腿部运动时的动力补偿，有效降低驱动单元的输出力矩。
附图说明
[0018]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。其中：
[0019]图1为根据本申请的一些实施例提供的基于差动机构的机器人腿部的一结构示意图；
[0020]图2为根据本申请的一些实施例提供的基于差动机构的机器人腿部的剖视示意图；
[0021]图3为根据本申请的一些实施例提供的基于差动机构的机器人腿部的髋关节处的结构示意图；
[0022]图4为根据本申请的一些实施例提供的基于差动机构的机器人腿部的膝关节处的结构示意图；
[0023]图5为根据本申请的一些实施例提供的基于差动机构的机器人腿部的传动结构示意图。
[0024]附图标记说明：
[0025]101
‑
第一驱动单元；102
‑
第二驱动单元；103
‑
第一驱动轮；104
‑ꢀ
第二驱动轮；105
‑
第一从动轮；106
‑
第二从动轮；107
‑
第一传动钢丝绳；108
‑
第二传动钢丝绳；
[0026]901
‑
大腿；911
‑
固定板；921
‑
连接件；902
‑
小腿；912
‑
U型结构；922
‑
连接杆；903
‑
足部；904
‑
髋关节转轴；905
‑
膝关节转轴。
901绕髋关节转轴904逆时针摆动时，小腿902绕膝关节转轴905顺时针摆动，此时，大腿901与小腿902具有相对伸展的趋势；大腿 901绕髋关节转轴904顺时针摆动时，小腿902绕膝关节转轴905逆时针摆动，此时，大腿901与小腿902具有相对折合的趋势。大腿 901与小腿902的相反方向的摆动，使得大腿901与小腿902组成了差动机构；大腿901与小腿902的不同的摆动组合成腿部运动后，能够实现腿部运动时的动力补偿，有效降低驱动单元的输出力矩。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。
[0033]在一些可选实施例中，所述第二驱动轮104和所述第二从动轮 106通过第二传动钢丝绳108传动连接，且所述第二驱动轮104和所述第二从动轮106的转动方向相反。进一步的，所述第二传动钢丝绳 108以∞形式绕于所述第二驱动轮104和所述第二从动轮106上。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。
[0034]在本申请实施例中，通过第二传动钢丝绳108将第二驱动单元 102的输出动力由第二驱动轮104传输至第二从动轮106，实现第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于差动机构的机器人腿部，其特征在于，包括：第一驱动单元、第二驱动单元、第一驱动轮、第一从动轮、第二驱动轮和第二从动轮；所述第一驱动轮与所述第二驱动轮并列设置，所述第一驱动轮与髋关节转轴转动连接，所述第二驱动轮安装于所述髋关节转轴上，其中，所述髋关节转轴转动安装于所述腿部的髋关节处；所述第一从动轮与所述第二从动轮并列设置，且均通过膝关节转轴转动安装于所述腿部的膝关节处；所述第一从动轮与所述腿部的大腿固定连接，所述第二从动轮与所述腿部的小腿固定连接；其中，所述膝关节转轴转动安装在所述腿部的膝关节处；所述第一驱动单元和所述第二驱动单元均安装于所述大腿上，所述第一驱动单元能够通过所述第一驱动轮带动所述第一从动轮转动，以驱动所述大腿绕所述髋关节转轴摆动；所述第二驱动单元能够通过所述第二驱动轮带动所述第二从动轮转动，以驱动所述小腿绕所述膝关节转轴摆动，且所述小腿的摆动方向与所述大腿的摆动方向相反。2.根据权利要求1所述的基于差动机构的机器人腿部，其特征在于，所述第二驱动轮和所述第二从动轮通过第二传动钢丝绳传动连接，且所述第二驱动轮和所述第二从动轮的转动方向相反。3.根据权利要求2所述的基于差动机构的机器人腿部，其特征在于，所述第二传动钢丝绳以∞形式绕于所述第二驱动轮和所述第二从动轮上。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：马保平，王春雷，杨亚，范春辉，金伟祺，芮岳峰，彭长武，张志鹏，
申请(专利权)人：上海微电机研究所中国电子科技集团公司第二十一研究所，
类型：新型
国别省市：