四足机器人电液混合腿足制造技术

本发明专利技术提供一种四足机器人电液混合腿足，涉及四足机器人技术领域。本装置包括主轴、安装件、第一伺服微型液压模组、大腿、髋关节、第一电机模组、第二电机模组、第三电机模组、传动机构、小腿轴、小腿、第二伺服微型液压模组和柔性足端模组。通过第一电机模组带动髋关节转动，增大了躯干容纳空间。通过电机模组和伺服微型液压模组组成的混合驱动髋俯仰关节、膝俯仰关节，利用电液混合动力技术，优化电机和液压缸输出力矩配比，提升髋俯仰关节和膝关节的动力性能，减小机体能量消耗。电液混动腿足拥有充足的动力，强大的爆发力，高功率密度比，优越的动态响应能力，良好的特殊环境适应能力，是四足机器人完成各种复杂动作的前提保障。是四足机器人完成各种复杂动作的前提保障。是四足机器人完成各种复杂动作的前提保障。

【技术实现步骤摘要】
四足机器人电液混合腿足


[0001]本专利技术涉及四足机器人
，尤其涉及一种四足机器人电液混合腿足。

技术介绍

[0002]随着四足机器人技术的不断发展，已经有一部分四足机器人开始在工业应用领域作业，并能够发挥很好的作用。腿足结构作为四足机器人技术的核心之一，是底层控制算法的载体，决定着四足机器人的运动性能，是一切控制、通讯、定位和感知功能的起点。
[0003]传统四足机器人腿足结构，一般采用连杆机构形式和仿生关节式结构，驱动则是单一的电机或者是纯液压提供动力。能够实现工作空间的基本运动，但是尺寸过大，难以在有约束的空间内正常使用。驱动方式单一，在复杂恶劣的使用环境下，其运动能力低，能量消耗大，容易出现控制失效的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种四足机器人电液混合腿足，以解决上述问题。
[0005]基于上述目的，本专利技术提供了一种四足机器人电液混合腿足，包括：主轴、安装件、第一伺服微型液压模组、大腿、髋关节、第一电机模组、第二电机模组、第三电机模组、传动机构、小腿轴、小腿、第二伺服微型液压模组和柔性足端模组；主轴一端上转动连接有安装件，安装件与第一伺服微型液压模组的一端铰接，第一伺服微型液压模组另一端与大腿铰接；主轴另一端转动连接在髋关节内，髋关节端部与第一电机模组输出端连接；髋关节的两侧分别安装有第二电机模组和第三电机模组，第二电机模组输出端穿过髋关节与大腿连接；第三电机模组输出端伸入至大腿内部与传动机构一端连接，传动机构另一端与小腿轴连接，小腿轴的两端分别穿过大腿端部与小腿连接；第二伺服微型液压模组一端与大腿铰接，第二伺服微型液压模组另一端与小腿铰接，小腿端部与柔性足端模组连接。
[0006]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：通过第一电机模组带动髋关节转动，增大了躯干容纳空间。通过电机模组和伺服微型液压模组混合驱动髋俯仰关节、膝俯仰关节，利用电液混合动力技术，优化电机和液压缸输出力矩配比，提升髋俯仰关节和膝关节的动力性能，减小机体能量消耗。电液混动腿足拥有充足的动力，强大的爆发力，高功率密度比，优越的动态响应能力，良好的特殊环境适应能力，是四足机器人完成各种复杂动作的前提保障。
[0007]进一步地，传动机构包括第一同步轮、皮带和第二同步轮，第一同步轮固定套装在第三电机模组的输出端，第一同步轮通过皮带与第二同步轮连接，第二同步轮固定套装在小腿轴上。
[0008]进一步地，柔性足端模组包括花键套筒、花键轴、弹簧预紧块、弹簧、六维力传感器和足端，花键套筒一端与小腿端部连接，花键套筒另一端中滑动连接有花键轴，花键轴上固定套装有弹簧预紧块；弹簧套装在花键套筒和花键轴上，弹簧一端与花键套筒顶部连接，弹
簧另一端与弹簧预紧块连接；花键轴底端与六维力传感器一端连接，六维力传感器另一端与足端连接，足端上包裹有橡胶。
[0009]进一步地，第一电机模组、第二电机模组、第三电机模组的结构相同，第一电机模组包括无刷力矩电机、驱动板、谐波减速器、绝对编码器和扭矩传感器，无刷力矩电机上连接有驱动板，无刷力矩电机与谐波减速器连接，谐波减速器与无刷力矩电机相连的一端安装有绝对编码器，谐波减速器的输出端安装有扭矩传感器。
[0010]进一步地，第一伺服微型液压模组和第二伺服微型液压模组结构相同，第一伺服微型液压模组包括推拉式位移传感器、液压缸、力传感器和鱼眼接头，推拉式位移传感器连接在液压缸的缸体上，推拉式位移传感器上的测量固定环与液压缸的活塞杆连接，活塞杆端部与力传感器的一端连接，力传感器的另一端与鱼眼接头连接。
[0011]进一步地，本装置还包括套筒、深沟球轴承和轴承盖，主轴伸入至髋关节内的一端套装有套筒，套筒两侧的主轴上分别套装有深沟球轴承，位于第一电机模组对侧的髋关节端部安装有轴承盖。
[0012]进一步地，小腿和柔性足端模组上涂装有防水材料。
附图说明
[0013]图1为本专利技术实施例提供的四足机器人电液混合腿足正视图；图2为本专利技术实施例提供的四足机器人电液混合腿足的第一电机模组示意图；图3为本专利技术实施例提供的四足机器人电液混合腿足的第一伺服微型液压模组示意图；图4为本专利技术实施例提供的四足机器人电液混合腿足右视图；图5为本专利技术实施例提供的四足机器人电液混合腿足左视图；图6为本专利技术实施例提供的四足机器人电液混合腿足的柔性足端模组示意图。
[0014]图中标记为：1、主轴；2、安装件；3、第一伺服微型液压模组；4、大腿；5、髋关节；6、第一电机模组；7、第二电机模组；8、第三电机模组；9、小腿轴；10、小腿；11、第二伺服微型液压模组；12、第一同步轮；13、皮带；14、第二同步轮；15、花键套筒；16、花键轴；17、弹簧预紧块；18、弹簧；19、足端；20、无刷力矩电机；21、六维力传感器；22、驱动板；23、谐波减速器；24、绝对编码器；25、扭矩传感器；26、推拉式位移传感器；27、液压缸；28、力传感器；29、鱼眼接头。
具体实施方式
[0015]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进一步详细说明。
[0016]如图1所示，本专利技术提出的一种四足机器人电液混合腿足，由主轴1、安装件2、第一伺服微型液压模组3、大腿4、髋关节5、第一电机模组6、第二电机模组7、第三电机模组8、传动机构、小腿轴9、小腿10、第二伺服微型液压模组11和柔性足端19模组等组成。
[0017]如图2所示，第一电机模组6、第二电机模组7、第三电机模组8的结构相同，均由无刷力矩电机20、驱动板22、谐波减速器23、绝对编码器24和扭矩传感器25组成。无刷力矩电机20上连接有驱动板22，无刷力矩电机20与谐波减速器23连接。绝对编码器24通过螺钉固
定连接在谐波减速器23与无刷力矩电机20相连的一端的安装板上，扭矩传感器25通过螺钉固定连接在谐波减速器23输出端的安装板上。
[0018]如图3所示，第一伺服微型液压模组3和第二伺服微型液压模组11结构相同，均由推拉式位移传感器26、液压缸27、力传感器28和鱼眼接头29等组成。推拉式位移传感器26的外壁与固定件的一端固定连接，固定件另一端与液压缸27的缸体固定连接。推拉式位移传感器26上的测量固定环套装在液压缸27的活塞杆上，并通过卡环和垫圈固定。活塞杆端部与力传感器28的一端螺纹连接，力传感器28的另一端与鱼眼接头29螺纹连接。优选的，通过进出油支路在液压缸27上连接微型蓄能器，进一步地提升运动爆发力。
[0019]主轴1另一端套装有套筒，套筒两侧的主轴1上分别套装有深沟球轴承，套筒和深沟球轴承均穿装在髋关节5中，髋关节5端部与第一电机模组6输出端连接。靠近第一电机模组6的深沟球轴承通过阶梯孔定位，另一个深沟球轴承通过套筒定位，位于第一电机模组6对侧的髋关节5端部安装有轴承盖，进行轴向定位。主轴1上连接有固定附件，用于与躯干连接，且第一电机模组6端部与躯干连接。从而限制主轴1的轴向转动，实现主轴1固定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四足机器人电液混合腿足，包括：主轴、安装件、第一伺服微型液压模组、大腿、髋关节、第一电机模组、第二电机模组、第三电机模组、传动机构、小腿轴、小腿、第二伺服微型液压模组和柔性足端模组；其特征在于，主轴一端上转动连接有安装件，安装件与第一伺服微型液压模组的一端铰接，第一伺服微型液压模组另一端与大腿铰接；主轴另一端转动连接在髋关节内，髋关节端部与第一电机模组输出端连接；髋关节的两侧分别安装有第二电机模组和第三电机模组，第二电机模组输出端穿过髋关节与大腿连接；第三电机模组输出端伸入至大腿内部与传动机构一端连接，传动机构另一端与小腿轴连接，小腿轴的两端分别穿过大腿端部与小腿连接；第二伺服微型液压模组一端与大腿铰接，第二伺服微型液压模组另一端与小腿铰接，小腿端部与柔性足端模组连接。2.根据权利要求1所述的四足机器人电液混合腿足，其特征在于，传动机构包括第一同步轮、皮带和第二同步轮，第一同步轮固定套装在第三电机模组的输出端，第一同步轮通过皮带与第二同步轮连接，第二同步轮固定套装在小腿轴上。3.根据权利要求1所述的四足机器人电液混合腿足，其特征在于，柔性足端模组包括花键套筒、花键轴、弹簧预紧块、弹簧、六维力传感器和足端，花键套筒一端与小腿端部连接，花键套筒另一端中滑动连接有花键轴，花键轴上固定套装有弹簧预紧块；弹簧套装在花键套筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘桓龙，王栩，甘世成，乔博，吴振宇，
申请(专利权)人：中国国家铁路集团有限公司，
类型：发明
国别省市：