脚掌驱动结构、机器人腿部结构及机器人制造技术

本申请实施例涉及机器人技术领域，公开了一种脚掌驱动结构、机器人腿部结构及机器人，其中的脚掌驱动结构包括膝关节主体，安装于膝关节主体的两个执行器，以及与两个执行器一一对应的两个连杆，每个连杆的一端与对应的执行器的输出端传动连接，每个连杆的另一端用于与脚掌连接、并可在对应的执行器共同驱动下带动脚掌前后俯仰和/或左右倾斜。本申请实施例提供的脚掌驱动结构、机器人腿部结构及机器人能够确保在驱动脚掌动作时提供足够的力矩。够确保在驱动脚掌动作时提供足够的力矩。够确保在驱动脚掌动作时提供足够的力矩。

【技术实现步骤摘要】
脚掌驱动结构、机器人腿部结构及机器人


[0001]本申请实施例涉及机器人
，特别涉及一种脚掌驱动结构、机器人腿部结构及机器人。

技术介绍

[0002]随着机器人的快速发展，机器人的应用领域也越来越广泛，如服务型机器人、医疗机器人以及工业机器人等。为了实现机器人的行走，可以在机器人中采用仿生机械腿，仿生机械腿与动物用于行走的腿一样，具备膝关节踝关节以及大腿和小腿等腿部结构，同时，机器人的仿生机械腿能够在动力源的驱动下做出弯曲和伸展动作。
[0003]机器人在行走过程中，腿部结构中的脚掌需要实现前后俯仰和左右倾斜动作，而机器人行走时，腿部需要的力矩较大，因此，有必要设计一种能够确保在驱动脚掌动作时提供足够力矩的机器人。

技术实现思路

[0004]本申请实施方式的目的在于提供一种脚掌驱动结构、机器人腿部结构及机器人，能够确保在驱动脚掌动作时提供足够的力矩。
[0005]为解决上述技术问题，本申请的实施方式提供了一种脚掌驱动结构，包括膝关节主体，安装于膝关节主体的两个执行器，以及与两个执行器一一对应的两个连杆，每个连杆的一端与对应的执行器的输出端传动连接，每个连杆的另一端用于与脚掌连接、并可在对应的执行器共同驱动下带动脚掌前后俯仰和/或左右倾斜。
[0006]本申请的实施方式还提供了一种机器人腿部结构，包括上述的脚掌驱动结构、小腿和脚掌，小腿的一端与膝关节主体固定；脚掌与小腿的另一端铰接、并与两个连杆的另一端铰接。
[0007]本申请的实施方式还提供了一种机器人，包括上述的脚掌驱动结构。
[0008]本申请实施方式提供的脚掌驱动结构、机器人腿部结构及机器人，两个执行器各自安装于膝关节主体，并且两个执行器各自通过一个连杆与脚掌连接，这样，两个执行器可以从膝关节主体对脚掌共同施加驱动力，通过两个执行器同时动作来驱动脚掌实现两个方向上的移动，避免了由两个执行器各自单独驱动脚掌实现其中一个方向的移动而带来的力矩不足的问题，能够确保在驱动脚掌动作时提供足够的力矩。
[0009]另外，脚掌驱动结构还包括两个曲柄，两个曲柄分别与两个执行器的输出端固定，每个连杆的一端铰接于一个曲柄以通过曲柄与对应的执行器传动连接。这样，可以通过曲柄实现连杆与执行器之间的传动连接。
[0010]另外，两个执行器的输出端相互背离设置，两个曲柄位于膝关节主体的相对两侧，两个连杆相互间隔设置。这样，可以避免两个执行器由于安装在膝关节主体的同一侧而带来的连杆干涉问题。
[0011]另外，脚掌驱动结构还包括两个连接件，每个连接件设置在一个曲柄与一个执行
“
连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
[0026]仿生机械腿作为机器人的行走部分，可以支撑机器人的躯体部分，并且可以在动力源的驱动下带动躯体部分行走，一些机器人的仿生机械腿与动物用于行走的腿类似，具备膝关节，踝关节，连接踝关节与膝关节的小腿，以及连接膝关节与躯体部分的大腿等腿部结构。
[0027]其中，仿生机械腿的膝关节和踝关节部分与腿部结构中的其他部分铰接，同时，膝关节处的执行器可以通过与腿部结构中的脚掌连接，驱动脚掌实现前后方向和左右方向的转动，即可以驱动脚掌前后俯仰和左右倾斜。
[0028]目前机器人腿部结构中为了驱动脚掌前后俯仰和左右倾斜，需要采用两个方向的驱动分别完成，即一个执行器驱动脚掌前后俯仰，另一个执行器驱动脚掌左右倾斜，这样，两个执行器各自完成一个方向的驱动。但是，由于机器人在行走时，腿部所需的力矩较大，在两个执行器各自完成一个方向的驱动的情况下，无法确保每个执行器在驱动脚掌动作时具有足够的力矩。
[0029]因此，为了能够确保在驱动脚掌动作时提供足够的力矩，申请人发现，可以将两个执行器通过连杆结构与脚掌连接，具体地，两个执行器自膝关节的相对两侧组入膝关节，每个执行器通过一个连杆与脚掌连接。
[0030]这样，脚掌的移动由两个执行器同时驱动，只需控制两个执行器的驱动方向和驱动速度，即可在两个执行器同时动作时，通过连杆结构驱动脚掌前后俯仰和/或左右倾斜，以适应机器人在不同路面上的行走。
[0031]图1和图2分别从不同视角示出了本申请实施例提供的机器人腿部结构，图3示出了本申请实施例提供的机器人腿部结构中膝关节主体处的立体结构，图4示出了本申请实施例提供的机器人腿部结构中膝关节主体处的主视结构，图5示出了沿图4中A
‑
A向的剖视结构，图6示出了本申请实施例提供的机器人腿部结构中膝关节主体处的俯视结构。
[0032]本申请实施例提供的脚掌驱动结构包括膝关节主体110，安装于膝关节主体110的两个执行器120，以及与两个执行器120一一对应的两个连杆130，每个连杆130的一端与对应的执行器120的输出端连接，每个连杆130的另一端用于与脚掌180连接、并可在对应的执行器120共同驱动下带动脚掌180前后俯仰和/或左右倾斜。
[0033]膝关节主体110是指机器人腿部结构中连接大腿和小腿170的部件，执行器120是膝关节主体110上用于驱动脚掌180动作的动力源，膝关节主体110上的两个执行器120各通过一个连杆130与脚掌180连接。
[0034]本申请实施例提供的脚掌驱动结构，两个执行器120各自安装于膝关节主体110，并且两个执行器120各自通过一个连杆130与脚掌180连接，这样，两个执行器120可以从膝关节主体110对脚掌180共同施加驱动力，通过两个执行器120同时动作来驱动脚掌180实现两个方向上的移动，避免了由两个执行器120各自单独驱动脚掌180实现其中一个方向的移动而带来的力矩不足的问题，能够确保在驱动脚掌180动作时提供足够的力矩。
[0035]其中，在执行器120采用不同驱动形式时，每个执行器120与对应的连杆130的端部
所采用的连接方式也会不同，例如在执行器120采用直线驱动时，每个执行器120与对应的连杆130的端部可以固定连接在一起，而在执行器120采用旋转驱动时，每个执行器120与对应的连杆130的端部可以铰接在一起。
[0036]在本申请的一些实施例中，执行器120可以采用旋转驱动，可选地，脚掌驱动结构还包括两个曲柄140，两个曲柄140分别与两个执行器120的输出端固定，每个连杆130的一端铰接于一个曲柄140以通过曲柄140与对应的执行器120传动连接。
[0037]此处的曲柄140包括主体部141和延伸部142，主体部141的外缘呈圆形，主体部141与执行器120的输出端固定连接，延伸部142自主体部141外缘向远离主体部141中心的方向凸伸，延伸部142与对应的连杆130铰接。
[0038]曲柄140本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脚掌驱动结构，其特征在于，包括：膝关节主体；安装于所述膝关节主体的两个执行器；以及与两个所述执行器一一对应的两个连杆，每个所述连杆的一端与对应的所述执行器的输出端传动连接，每个所述连杆的另一端用于与脚掌连接、并可在对应的所述执行器共同驱动下带动脚掌前后俯仰和/或左右倾斜。2.根据权利要求1所述的脚掌驱动结构，其特征在于：还包括两个曲柄，两个所述曲柄分别与两个所述执行器的输出端固定，每个所述连杆的一端铰接于一个所述曲柄以通过所述曲柄与对应的所述执行器传动连接。3.根据权利要求2所述的脚掌驱动结构，其特征在于：两个所述执行器的输出端相互背离设置，两个所述曲柄位于所述膝关节主体的相对两侧，两个所述连杆相互间隔设置。4.根据权利要求2所述的脚掌驱动结构，其特征在于：还包括两个连接件，每个所述连接件设置在一个所述曲柄与一个所述执行器的输出端之间，每个所述连接件经轴承与所述膝关节主体转动连接，所述连接件与所述曲柄分别压持在所述轴承的两侧。5.根据权利要求1所述的脚掌驱动结构，其特征在于：两个所述执行器在所述膝关节主体上沿高度方向上下叠置，两个所述连杆的长度不同以在连接于所述脚掌的同...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢载浩，罗程，孔兵，方鑫，任睿奇，谢毅，
申请(专利权)人：达闼机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：