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原文传递一种多自由度轻型单腿机构

专利名称：	一种多自由度轻型单腿机构
摘要：	一种多自由度轻型单腿机构，包括髋关节模块、膝关节模块、踝关节模块、胫节和足端；髋关节模块、膝关节模块、踝关节模块、胫节和足端依次连接；本发明的整条单腿设计方式不仅极大地增加了机器人腿对复杂地形的适应能力、提高了机器人动态和静态的稳定性，还提高了机器人整体的承载能力和控制精度；多自由度单腿，运动灵活，并且重量轻；驱动电机安装位置更靠近躯体，减少了末端关节易于产生的转动惯量大的问题，更利于驱动机构运动；此单腿在机构运动与动力方面的运动工作空间范围大。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	长安大学
发明人：	刘琼;朱雅光;惠记庄;蔡魏斌;刘佳欣
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910803724.2
公开号：	CN110406613A
代理机构：	西安通大专利代理有限责任公司
代理人：	贺小停
分类号：	B62D57/032(2006.01);B;B62;B62D;B62D57
申请人地址：	710064 陕西省西安市南二环路中段
主权项：	1.一种多自由度轻型单腿机构，其特征在于，包括髋关节模块(1)、膝关节模块(2)、踝关节模块(3)、胫节(4)和足端(5)；髋关节模块(1)、膝关节模块(2)、踝关节模块(3)、胫节(4)和足端(5)依次连接；胫节(4)包括支撑杆(8)和第一带轮(7)，支撑杆(8)的一端内部通过带轮安装轴设置有第一带轮(7)，另一端与足端(5)固定连接；踝关节模块(3)包括支撑壳体、同步带(17)、第一电机(12)、第二电机(13)、第二带轮(11)和第二电机输出轴(14)；支撑壳体的一端与支撑杆(8)设置有第一带轮(7)的一端铰接，支撑壳体的另一端内部通过第二电机输出轴(14)固定设置有第二带轮(11)，两个带轮之间通过同步带(17)连接；支撑壳体上设置有第二带轮(11)的两侧分别设置有第一电机(12)和第二电机(13)；第一电机(12)能够带动踝关节模块(3)相对于膝关节模块(2)转动，第二电机(13)能够带动第二带轮(11)转动；膝关节模块(2)包括支撑侧板、第三电机(18)和第三电机输出轴(19)；支撑侧板的一端内部通过第三电机输出轴(19)设置有第三电机(18)，支撑侧板的另一端套在踝关节模块(3)的支撑壳体端部，且支撑侧板与支撑壳体铰接；第一电机(12)和第二电机(13)均固定设置在支撑侧板上；髋关节模块(1)包括安装架(23)、第四电机(24)和骨架板；两块骨架板平行设置，两块骨架板的一端分别设置在第三电机(18)两侧与支撑侧板之间的空隙内，且第三电机固定在骨架板上；两块骨架板的另一端之间设置有第四电机(24)，第四电机(24)和骨架板之间的空隙均设置有安装架(23)。 2.根据权利要求1所述的一种多自由度轻型单腿机构，其特征在于，支撑壳体包括左壳体(15)和右壳体(16)，左壳体(15)和右壳体(16)平行设置且分别设置在，支撑杆(8)端部的两侧，支撑杆(8)的端部开设有凹槽，凹槽内设置有带轮安装轴(6)，带轮安装轴(6)的两端均设置有轴圈(28)，轴圈(28)与左壳体(15)或右壳体(16)固定连接，带轮安装轴(6)上设置有轴承，第一带轮(7)设置在轴承上。 3.根据权利要求1所述的一种多自由度轻型单腿机构，其特征在于，支撑侧板包括左侧板(21)和右侧板(22)，左侧板(21)和右侧板(22)平行设置，左侧板(21)和右侧板(22)之间通过中间壳体(20)固定连接；左侧板(21)和右侧板(22)的一端分别设置在第一电机(12)和支撑壳体以及第二电机(13)和支撑壳体之间，第一电机(12)的输出轴与支撑壳体固定连接。 4.根据权利要求3所述的一种多自由度轻型单腿机构，其特征在于，骨架板包括左骨架(25)和右骨架(26)，左骨架(25)和右骨架(26)之间固定连接，支撑侧板的另一端为凹槽状，凹槽内设置有第三电机输出轴(19)，第三电机设置在第三电机输出轴(19)上。 5.根据权利要求1所述的一种多自由度轻型单腿机构，其特征在于，安装架(23)上设置有若干螺栓孔，安装架(23)与机器人躯体相连接。 6.根据权利要求1所述的一种多自由度轻型单腿机构，其特征在于，足端(5)包括支脚(9)和胶套(10)；支脚(9)的一端与支撑杆(8)固定连接，另一端与胶套(10)固定连接。 7.根据权利要求1所述的一种多自由度轻型单腿机构，其特征在于，第一电机(12)、第二电机(13)、第三电机(18)和第四电机(24)均包括壳体、定子(30)、转子(31)、行星架(27)、行星减速器和中心轴套(33)；定子(30)同轴设置在壳体内部，转子(31)的内部同轴设置有定子，定子与行星架连接，行星架与行星减速器连接；第一电机上行星减速器连接太阳轮轴，太阳轮轴连接支撑壳体；第二电机上的行星减速器连接第二电机输出轴(14)。
所属类别：	发明专利