一种基于主被动液压执行器的人形机器人下肢构型制造技术

本发明专利技术公开了一种基于主被动液压执行器的人形机器人下肢构型，包括髋关节的旋转自由度Rj1和侧摆自由度Rj2、髋关节俯仰自由度Rj3、膝关节俯仰自由度Rj4、踝关节的俯仰自由度Rj6和侧摆自由度Rj5，髋关节的旋转自由度Rj1由两个并联的执行器A1和执行器A2进行差动驱动，髋关节俯仰自由度Rj3由包括执行器A3在内的曲柄滑块机构驱动，膝关节俯仰自由度Rj4由包括执行器A4在内的三角形机构驱动，踝关节的俯仰自由度Rj6和侧摆自由度Rj5由两个并联的执行器A5和A6进行差动驱动。本发明专利技术的人形机器人具备完全主动、完全被动、主被动结合等多种工作模式组合，具备极高的运动能力上限和极高的续航能力上限。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人，尤其是涉及一种基于主被动液压执行器的人形机器人下肢构型。

技术介绍

1、液压驱动的人形机器人具备功率密度大、爆发性好、柔顺性强、动态响应快等优势，受到广泛关注。但是存在以下问题有待解决：

2、(1)采用集中油源式液压系统(由集中的大型泵站向机器人各关节作动器供油)的人形机器人有错综复杂的液压管路，易发生漏油情况，给装配和维护带来了极大的困难；液压管路增加额外的体积容易干涉关节运动，增加额外的质量导致运动性能的下降；在机器人及其液压系统迭代升级时，由于存在干路和若干支路，自由度的增减往往需要重新设计动力源和干路液压元件。因此，采用分布式的液压系统(取缔集中的大型泵站，采用多个小型泵站并分别与各关节作动器集成在一起)是解决集中油源式液压系统自身弊端的不二之选。

3、(2)现有人形机器人均基于主动执行器，任何步态下的各关节运动均受动力源主动控制，即使阻尼态(驱动作用力与执行器运动方向相反，使执行器减速)也是如此，这样的人形机器人系统存在能耗高、续航短的缺陷。国内外人形机器大多存在这个缺陷，续航时间集中在1～3小时之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于主被动液压执行器的人形机器人下肢构型，包括髋关节的旋转自由度Rj1/Lj1和侧摆自由度Rj2/Lj2、髋关节俯仰自由度Rj3/Lj3、膝关节俯仰自由度Rj4/Lj4、踝关节的俯仰自由度Rj6/Lj6和侧摆自由度Rj5/Lj5，其特征在于，髋关节的旋转自由度Rj1由两个并联的执行器A1和执行器A2进行差动驱动，髋关节的旋转自由度Lj2由两个并联的执行器A7和执行器A8进行差动驱动，髋关节俯仰自由度Rj3由包括执行器A3在内的曲柄滑块机构驱动，髋关节俯仰自由度Lj3由包括执行器A9在内的曲柄滑块机构驱动，膝关节俯仰自由度Rj4由包括执行器A4在内的三角形机构驱动，膝关节俯仰自由度...

【技术特征摘要】

1.一种基于主被动液压执行器的人形机器人下肢构型，包括髋关节的旋转自由度rj1/lj1和侧摆自由度rj2/lj2、髋关节俯仰自由度rj3/lj3、膝关节俯仰自由度rj4/lj4、踝关节的俯仰自由度rj6/lj6和侧摆自由度rj5/lj5，其特征在于，髋关节的旋转自由度rj1由两个并联的执行器a1和执行器a2进行差动驱动，髋关节的旋转自由度lj2由两个并联的执行器a7和执行器a8进行差动驱动，髋关节俯仰自由度rj3由包括执行器a3在内的曲柄滑块机构驱动，髋关节俯仰自由度lj3由包括执行器a9在内的曲柄滑块机构驱动，膝关节俯仰自由度rj4由包括执行器a4在内的三角形机构驱动，膝关节俯仰自由度lj4由包括执行器a10在内的三角形机构驱动，踝关节的俯仰自由度rj6和侧摆自由度rj5由两个并联的执行器a5和a6进行差动驱动，踝关节的俯仰自由度lj6和侧摆自由度lj5由两个并联的执行器a11和a12进行差动驱动。

2.如权利要求1所述一种基于主被动液压执行器的人形机器人下肢构型，其特征在于，当执行器a1和执行器a2运动同步时，髋关节的侧摆自由度rj2发生运动，当执行器a1和执行器a2运动不同步时，髋关节的旋转自由度rj1发生运动；当执行器a7和执行器a8运动同步时，髋关节的侧摆自由度lj1发生运动，当执行器a7和执行器a8运动不同步时，髋关节的旋转自由度lj1发生运动。

3.如权利要求1所述一种基于主被动液压执行器的人形机器人下肢构型，其特征在于，执行器a3固连在大腿rt上，执行器a3伸出时，髋关节俯仰自由度rj3伸展，执行器a3缩回时，髋关节俯仰自由度rj3屈曲；执行器a9固连在大腿lt上，执行器a9伸出时，髋关节俯仰自由度lj3伸展，执行器a9缩回时，髋关节俯仰自由度lj3屈曲。

4.如权利要求1所述一种基于主被动液压执行器的人形机器人下肢构型，其特征在于，执行器a4伸出时，膝关节俯仰自由度rj4伸展，执行器a4缩回时，膝关节俯仰自由度rj4屈曲；执行器a10伸出时，膝关节俯仰自由度lj4伸展，执行器a10缩回时，膝关节俯仰自由度lj4屈曲。

5.如权利要求1所述一种基于主被动液压执行器的人形机器人下肢构型，其特征在于，当执行器a5和执行器a6运动同步时，踝关节俯仰自由度rj6发生运动，当执行器a5和执行器a6运动不同步时，踝关节侧摆自由度rj5发生运动；当执行器a11和执行器a12运动同步时，踝关节俯仰自由度lj6发生运动，当执行器a11和执行器a12运动不同步时，踝关节侧摆自由度lj5发生运动。

6.如权利要求1所述一种基于主被动液压执行器的人形机器人下肢构型，其特征在于，下肢构型通过分布式液压系统驱动，分布式液压系统包括双向电机泵(1)、液控换向阀一(2.1)、液控换向阀二(2.2)、干路单向阀一(4.1)、干路单向阀二(4.2)、可调节流转阀一(5.1)、可调节流转阀二(5.2)、泵后单向阀一(6.1)、泵后单向阀二(6.2)、弹簧油箱(7)和油缸(8)，双向电机泵(1)的其中一个口通过液控换向阀一(2.1)、可调节流转阀一(5.1)连通油缸(8)的无杆腔，双向电机泵(1)的其中一个口通过泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳小平，房理想，杨波，蒋昊宜，凌振飞，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：