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原文传递一种四足机器人腿部

专利名称：	一种四足机器人腿部
摘要：	本发明公开了一种四足机器人腿部，包括前骨架、后骨架、侧摆总装、大腿总装、小腿总装；所述前骨架、后骨架用于安装侧摆总装；所述侧摆总装用于安装大腿总装、小腿总装并用于带动大腿总装、小腿总装进行侧摆转动；所述大腿总装用于实现大腿转动；所述小腿总装用于实现小腿转动。本发明采用伺服电机作为动力源，这种动力来源控制比较容易，算法和维修也比较简单且三个伺服电机置于髋关节处，髋关节直接和骨架连接，因此可以减小腿部转动惯量，并且也可以增加整机负载；采用简单的杆件机构作为四足机器人腿部，原理简单，减轻腿部和整机重量；腿部具有三个自由度，分别是前进方向的两个转动自由度以及侧摆方向的一个转动自由度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	云南;53
申请人：	昆明理工大学
发明人：	伞红军;陈久朋;李鹏飞;田年福;钟步恩;姚国一;刘金鑫;贺玮;王学军;张道义
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910367229.1
公开号：	CN110155204A
代理机构：	昆明人从众知识产权代理有限公司
代理人：	沈艳尼
分类号：	B62D57/032(2006.01);B;B62;B62D;B62D57
申请人地址：	650221 云南省昆明市五华区学府路253号
主权项：	1.一种四足机器人腿部，其特征在于：包括前骨架(1)、后骨架(2)、侧摆总装(3)、大腿总装(4)、小腿总装(5)；所述前骨架(1)、后骨架(2)用于安装侧摆总装(3)；所述侧摆总装(3)用于安装大腿总装(4)、小腿总装(5)并用于带动大腿总装(4)、小腿总装(5)进行侧摆转动；所述大腿总装(4)用于实现大腿转动；所述小腿总装(5)用于实现小腿转动。 2.根据权利要求1所述的四足机器人腿部，其特征在于：所述前骨架(1)与侧摆总装(3)中一端的带凸台圆形座外球面球轴承(13)用螺栓和垫圈连接，后骨架(2)与侧摆总装(3)中另外一端侧摆电机外壳(9)用螺栓连接。 3.根据权利要求1所述的四足机器人腿部，其特征在于：所述侧摆总装(3)包括侧摆电机编码器(6)、侧摆电机(7)、减速机(8)、侧摆电机外壳(9)、减速机法兰板连接板(10)、轴承固定套(11)、电机外壳主壳(12)、带凸台圆形座外球面球轴承(13)、轴端挡圈Ⅰ(14)、电机外壳固定轴(15)、电机外壳套筒(16)、深沟球轴承Ⅰ(17)、联轴器(18)、螺栓(19)、侧摆零点开关圆盘(20)、零点开关(21)；其中侧摆电机编码器(6)一端、侧摆电机(7)、减速机(8)一端通过螺栓依次连接，减速机(8)另一端和减速机法兰板连接板(10)通过螺栓(19)固定，侧摆电机外壳(9)一端、减速机法兰板连接板(10)、轴承固定套(11)一端通过螺栓依次连接，侧摆电机外壳(9)另一端连接后骨架(2)，电机外壳固定轴(15)从一端往另一端依次套装用于定位带凸台圆形座外球面球轴承(13)内圈的轴端挡圈Ⅰ(14)、通过间隙配合安装带凸台圆形座外球面球轴承(13)、通过键连接电机外壳主壳(12)、套装用于定位深沟球轴承Ⅰ(17)内圈的电机外壳套筒(16)、通过间隙配合安装深沟球轴承Ⅰ(17)，深沟球轴承Ⅰ(17)的外圈通过轴承固定套(11)另一端固定，减速机(8)输出轴通过键带动侧摆零点开关圆盘(20)的转动，经安装在轴承固定套(11)上的零点开关(21)检测减速机(8)输出轴转动角度，减速机(8)输出轴和电机外壳固定轴(15)另一端通过联轴器(18)连接，电机外壳主壳(12)分为上下两层：上层装有小腿总装(5)中的小腿电机编码器减速器总装(22)，下层装有大腿总装(4)中的大腿电机编码器减速机总装(23)。 4.根据权利要求1所述的四足机器人腿部，其特征在于：所述大腿总装(4)包括侧摆零点开关圆盘(20)、零点开关(21)、大腿电机编码器减速机总装(23)、腿固定法兰(24)、大腿右侧板(25)、大腿电机输入轴(26)、深沟球轴承Ⅱ(27)、大腿输入轴套筒(28)、轴端挡圈Ⅱ(29)、固定法兰端盖Ⅰ(30)、沉头螺钉Ⅰ(31)、大腿左侧板(32)、大腿电机输入轴轴套(33)、孔用轴端挡圈(34)、深沟球轴承Ⅲ(35)、大腿电机输入轴中间轴套(36)、轴端挡圈Ⅲ(37)、键Ⅰ(38)、六角头螺栓(39)、垫圈(40)、大腿轴承端盖(41)、轴端挡圈Ⅳ(42)、深沟球轴承Ⅳ(43)、大腿输出轴(44)、键Ⅱ(45)、大腿电机输出轴轴承定位套筒(46)、轴端挡圈Ⅴ(47)；其中，腿固定法兰(24)一侧面连接侧摆总装(3)中电机外壳主壳(12)，大腿电机输入轴(26)一端与从侧摆总装(3)中电机外壳主壳(12)下层一面穿入另一面穿出的大腿电机编码器减速机总装(23)通过键传动且采用过盈配合，大腿电机编码器减速机总装(23)输出轴通过键带动侧摆零点开关圆盘(20)的转动，经螺栓安装在腿固定法兰(24)上的零点开关(21)检测大腿电机编码器减速机总装(23)输出轴转动角度，大腿电机输入轴(26)的转动通过双排深沟球轴承Ⅱ(27)间隙配合来支撑，靠近大腿电机输入轴(26)一端的深沟球轴承Ⅱ(27)的内圈通过轴肩和大腿输入轴套筒(28)定位，靠近大腿电机输入轴(26)一端的深沟球轴承Ⅱ(27)的外圈通过腿固定法兰(24)的内侧壁定位，靠近大腿电机输入轴(26)另一端的深沟球轴承Ⅱ(27)的内圈通过大腿输入轴套筒(28)和轴端挡圈Ⅱ(29)定位，靠近大腿电机输入轴(26)另一端的深沟球轴承Ⅱ(27)的外圈通过固定法兰端盖Ⅰ(30)定位，固定法兰端盖Ⅰ(30)与腿固定法兰(24)另一侧面下部用沉头螺钉Ⅰ(31)连接；从腿固定法兰(24)中伸出的大腿电机输入轴(26)另一端分别与大腿左侧板(32)一端、大腿右侧板(25)一端通过键Ⅰ(38)传动且采用过盈配合，小腿总装(5)中大腿连杆(64)中部的转动通过安装在大腿电机输入轴(26)上的两个深沟球轴承Ⅲ(35)间隙配合来支撑，靠近大腿左侧板(32)一端的深沟球轴承Ⅲ(35)的内圈通过第一个大腿电机输入轴轴套(33)和大腿电机输入轴中间轴套(36)定位，靠近大腿左侧板(32)一端的深沟球轴承Ⅲ(35)的外圈通过孔用轴端挡圈(34)和大腿连杆(64)中部来定位；靠近大腿右侧板(25)一端的深沟球轴承Ⅲ(35)的内圈通过第二个大腿电机输入轴轴套(33)和大腿电机输入轴中间轴套(36)定位，靠近大腿右侧板(25)一端的深沟球轴承Ⅲ(35)的外圈通过大腿连杆(64)中部来定位，大腿右侧板(25)一端在大腿电机输入轴(26)上的轴向位置用轴端挡圈Ⅲ(37)定位；大腿输出轴(44)沿小腿总装(5)中小腿连杆(72)径向穿出，大腿输出轴(44)与小腿连杆(72)通过键传动且采用过盈配合，大腿输出轴(44)一端与大腿左侧板(32)另一端的传动通过第一个深沟球轴承Ⅳ(43)间隙配合来支撑，第一个深沟球轴承Ⅳ(43)的内圈一侧是靠轴端挡圈Ⅳ(42)定位，第一个深沟球轴承Ⅳ(43)的内圈另外一侧是靠大腿输出轴(44)的轴肩定位；大腿输出轴(44)另一端与大腿右侧板(25)另一端的传动通过第二个深沟球轴承Ⅳ(43)间隙配合来支撑，第二个深沟球轴承Ⅳ(43)的内圈一侧是靠大腿电机输出轴轴承定位套筒(46)定位，第二个深沟球轴承Ⅳ(43)的内圈另外一侧是靠轴端挡圈Ⅴ(47)定位，第一个深沟球轴承Ⅳ(43)、第二个深沟球轴承Ⅳ(43)的外圈均通过一个大腿轴承端盖(41)来轴向定位，第一个大腿轴承端盖(41)与大腿左侧板(32)另一端通过六角头螺栓(39)和垫圈(40)连接固定，第二个大腿轴承端盖(41)与大腿右侧板(25)另一端通过六角头螺栓(39)和垫圈(40)连接固定；大腿输出轴(44)与安装在大腿左侧板(32)另一端、大腿右侧板(25)另一端之间的小腿总装(5)中的小腿电机连杆(54)通过键Ⅱ(45)传动且采用过盈配合。 5.根据权利要求1所述的四足机器人腿部，其特征在于：所述小腿总装(5)包括侧摆零点开关圆盘(20)、零点开关(21)、小腿电机编码器减速器总装(22)、深沟球轴承Ⅴ(48)、小腿输入轴套筒(49)、沉头螺钉Ⅱ(50)、固定法兰端盖Ⅱ(51)、轴端挡圈Ⅵ(52)、小腿电机输入轴(53)、小腿电机连杆(54)、轴端挡圈Ⅷ(55)、键Ⅲ(56)、开口挡圈(57)、凸缘外圈深沟球轴承Ⅰ(58)、小腿电机连动杆(59)、销轴(60)、圆柱销(61)、套筒Ⅰ(62)、轴套(63)、大腿连杆(64)、螺钉(65)、大腿连杆轴(66)、套筒Ⅱ(67)、凸缘外圈深沟球轴承Ⅱ(68)、关节轴承(69)、锁紧螺母Ⅰ(70)、大腿中间连杆(71)、小腿连杆(72)、锁紧螺母Ⅱ(73)、小腿杆(74)、导向套(75)、导向套定位圈(76)、压力传感器(77)、足端(78)；其中，小腿电机编码器减速器总装(22)输出轴通过键带动侧摆零点开关圆盘(20)的转动，经安装在大腿总装(4)中腿固定法兰(24)上的零点开关(21)检测小腿电机编码器减速器总装(22)输出轴转动角度，小腿电机输入轴(53)一端与从侧摆总装(3)中电机外壳主壳(12)上层一面穿入另一面穿出的小腿电机编码器减速器总装(22)通过键连接且采用过盈配合，小腿电机输入轴(53)另一端与小腿电机连杆(54)的一端通过键Ⅲ(56)传动且采用间隙配合，小腿电机连杆(54)一端在小腿电机输入轴(53)上的轴向位置用轴端挡圈Ⅷ(55)定位，小腿电机输入轴(53)的转动通过双排深沟球轴承Ⅴ(48)间隙配合来支撑，靠近小腿电机输入轴(53)一端的深沟球轴承Ⅴ(48)的内圈通过轴肩和小腿输入轴套筒(49)定位，靠近小腿电机输入轴(53)一端的深沟球轴承Ⅴ(48)的外圈通过腿固定法兰(24)的内侧壁定位，靠近小腿电机输入轴(53)另一端的深沟球轴承Ⅴ(48)的内圈通过小腿输入轴套筒(49)和轴端挡圈Ⅵ(52)定位，靠近小腿电机输入轴(53)另一端的深沟球轴承Ⅴ(48)的外圈通过固定法兰端盖Ⅱ(51)定位，固定法兰端盖Ⅱ(51)与腿固定法兰(24)另一侧面上部用沉头螺钉Ⅱ(50)连接；小腿电机连杆(54)另一端与小腿电机连动杆(59)一端通过销轴(60)连接，销轴(60)在小腿电机连杆(54)另一端的定位是通过开口挡圈(57)来进行轴向定位，采用圆柱销(61)锁定防止销轴(60)自转，小腿电机连动杆(59)一端在销轴(60)的转动通过双排凸缘外圈深沟球轴承Ⅰ(58)间隙配合来支撑，双排凸缘外圈深沟球轴承Ⅰ(58)的轴向通过两端的套筒Ⅰ(62)和一个轴套(63)来定位，双排凸缘外圈深沟球轴承Ⅰ(58)外圈通过小腿电机连动杆(59)一端定位；小腿电机连动杆(59)另一端与大腿连杆(64)一端通过螺钉(65)与大腿连杆轴(66)组成的轴来传动，大腿连杆(64)一端在螺钉(65)和大腿连杆轴(66)组成的轴上的转动是靠双排凸缘外圈深沟球轴承Ⅱ(68)来支撑，双排凸缘外圈深沟球轴承Ⅱ(68)的内圈是通过套筒Ⅱ(67)来定位的，双排凸缘外圈深沟球轴承Ⅱ(68)外圈通过大腿连杆(64)一端固定；大腿连杆(64)中部与大腿电机输入轴(26)的安装定位通过大腿总装(4)中孔用轴端挡圈(34)来固定的，大腿连杆(64)中部转动通过大腿总装(4)中深沟球轴承Ⅲ(35)来支撑，大腿连杆(64)另一端与大腿中间连杆(71)一端通过第一个关节轴承(69)传动，大腿中间连杆(71)另一端通过第二个关节轴承(69)将力传递给小腿连杆(72)一端，大腿中间连杆(71)与两个关节轴承(69)之间通过锁紧螺母Ⅰ(70)锁紧，两个关节轴承(69)的内圈分别固定在螺钉(65)与大腿连杆轴(66)组成的轴上，小腿连杆(72)一端上部沿径向穿出大腿总装(4)中的大腿输出轴(44)且两者通过键传动、采用过盈配合，小腿杆(74)一端与小腿连杆(72)另一端的连接是靠螺纹孔进行导向并用锁紧螺母Ⅱ(73)来进行锁紧，小腿杆(74)另一端与足端(78)之间安装压力传感器(77)，压力传感器(77)上端与小腿杆(74)另一端直接螺纹拧入，压力传感器(77)下端直接拧入足端(78)一端的螺纹孔中，导向套定位圈(76)的外圈采用过盈配合直接拧入导向套(75)，导向套定位圈(76)的内圈与小腿杆(74)另一端采用过盈配合，导向套(75)与足端(78)一端连接。
所属类别：	发明专利