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一种液压驱动的仿人机器人下肢机构制造技术

技术编号:40660359 阅读:18 留言:0更新日期:2024-03-18 18:52
本发明专利技术公开了一种液压驱动的仿人机器人下肢机构,包括布置在髋部机构G下方的两组腿部结构,每个腿部结构均包括足部机构A、踝部驱动机构B、小腿机构C、膝部驱动机构D、大腿机构E和髋部驱动机构F,每个腿部结构均具有6个自由度,右腿的6个自由度包括髋部旋转自由度Rj0、髋部侧摆自由度Rj1、髋部俯仰自由度Rj2、膝部俯仰自由度Rj3、踝部俯仰自由度Rj4、踝部侧摆自由度Rj5。本发明专利技术使得仿人机器人腿部结构轻便灵活,提高机器人的功率密度,同时增强机器人运行效率,延长其工作时长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及仿人机器人,尤其是涉及一种液压驱动的仿人机器人下肢机构


技术介绍

1、仿人机器人若要像人一样完成各种复杂和多样化的任务,就需要具有灵活的运动能力,然而要实现高机动灵活的运动能力,首先要设计出具有类似或超过人类运动能力的结构平台,再选择合适的关节驱动方式,使其具有充沛的动力,保证在各种复杂工况下能够应付自如。目前人形机器人的作动器大多为电动、液压和气动的作动器。大多数的仿人机器人多采用步进电机、舵机和伺服电机等作为运动的驱动源,其优点是能量转换效率高,但是电机的输出力矩小,负载能力有限,无法满足机器人大负载的设计要求,目前绝大多数人形机器人采用电机驱动的方式,将电机安装在机器人下肢自由度的轴线上进行直接驱动,这样的布置使得作动器在各个关节处,腿部的绕髋转动惯量较大,不利于下肢的动态响应性能,并且机器人的重心降低,不利于机器人的运动控制,目前也有一些机器人将电机布置在大腿,小腿根部,通过连杆机构传递运动,从而将机器人重心上移,但是也难以克服电机驱动抗冲击小,输出力矩有限的问题。液压执行机构比电动执行机构和气动执行机构产生更高的功率,并且能更好地本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种液压驱动的仿人机器人下肢机构,其特征在于,包括布置在髋部机构G下方的两组不完全对称的腿部结构,每个腿部结构均包括足部机构A、踝部驱动机构B、小腿机构C、膝部驱动机构D、大腿机构E和髋部驱动机构F,大腿机构E的上端通过髋部驱动机构F与髋部机构G相连,大腿机构E的下端通过膝部驱动机构D与小腿机构C的上端连接,小腿机构C的下端通过踝部驱动机构B与足部机构A相连,每个腿部结构均具有6个自由度,右腿和左腿的自由度相同,右腿的6个自由度包括髋部旋转自由度Rj0、髋部侧摆自由度Rj1、髋部俯仰自由度Rj2、膝部俯仰自由度Rj3、踝部俯仰自由度Rj4、踝部侧摆自由度Rj5,所述髋部旋转自由度Rj...

【技术特征摘要】

1.一种液压驱动的仿人机器人下肢机构,其特征在于,包括布置在髋部机构g下方的两组不完全对称的腿部结构,每个腿部结构均包括足部机构a、踝部驱动机构b、小腿机构c、膝部驱动机构d、大腿机构e和髋部驱动机构f,大腿机构e的上端通过髋部驱动机构f与髋部机构g相连,大腿机构e的下端通过膝部驱动机构d与小腿机构c的上端连接,小腿机构c的下端通过踝部驱动机构b与足部机构a相连,每个腿部结构均具有6个自由度,右腿和左腿的自由度相同,右腿的6个自由度包括髋部旋转自由度rj0、髋部侧摆自由度rj1、髋部俯仰自由度rj2、膝部俯仰自由度rj3、踝部俯仰自由度rj4、踝部侧摆自由度rj5,所述髋部旋转自由度rj0、髋部侧摆自由度rj1通过第一髋部液压缸(50)和第二髋部液压缸(54)并联驱动,所述髋部俯仰自由度rj2通过安装在大腿机构e的髋部俯仰液压缸(33)驱动,所述膝部俯仰自由度rj3通过布置在大腿机构e后端的膝部液压缸(27)驱动,所述踝部俯仰自由度rj4通过铰接在小腿机构c的踝部俯仰液压缸(7)驱动,所述踝部侧摆自由度rj5通过布置在小腿机构c侧面的踝部侧摆液压缸(6)驱动。

2.如权利要求1所述一种液压驱动的仿人机器人下肢机构,其特征在于,所述足部机构a通过六维力传感器(3)连接踝部驱动机构b。

3.如权利要求1所述一种液压驱动的仿人机器人下肢机构,其特征在于,所述踝部驱动机构b包括踝部十字轴(14)和绕踝部十字轴(14)侧摆运动的踝部侧摆件(11),所述踝部俯仰液压缸(7)的推杆与踝部十字轴(14)铰接,所述踝部侧摆液压缸(6)的推杆与踝部侧摆件(11)的耳片(16)铰接。

4.如权利要求1所述一种液压驱动的仿人机器人下肢机构,其特征在于,所述踝部驱动机构b包括踝部十字轴(14),所述小腿机构c包括两个踝部轴系零件(18)、小腿杆(10),两个踝部轴系零件(18)与小腿杆(10)通过螺栓固定,两个踝部轴系零件(18)转动连接到踝部十字轴(14)的侧向轴两端。

5.如权利要求4所述一种液压驱动的仿人机器人下肢机构,其特征在于,所述膝部驱动机构d包括膝部杆(22)、膝部轴(19)、连杆(23)、摇杆(24)、膝部液压缸(27),所述小腿杆(10)上端与膝部杆(22)、膝部轴(19)通过螺栓固定连接,所...

【专利技术属性】
技术研发人员:欧阳小平肖苏阳孙茂文杨波蒋昊宜李光辉凌振飞
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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