[实用新型]一种智能仿人形机器人的三自由度髋关节总成

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械学、力学等领域，涉及一种机器人髋关节结构，具体涉及一种智能仿人形机器人的三自由度髋关节总成。

背景技术

随着机器人技术的发展和人们对科技产品要求的越来越高，仿人形的双足机器人的应用前景越来越好，而仿人形机器人最难实现的机械结构就是对人体髋关节的模拟。由于髋关节具有三个自由度，是人体中最复杂关节；由于机器人上半身的重量全部压在髋关节上，行走时的机器人下肢的重量也全部挂在髋关节上，因此髋关节的载荷是很大的。长期使用时，髋关节往往成为最先磨损的一个关节。中国专利200710046462.7公开了一种步行机器人悬臂型髋关节机构，其自上而下依次是旋转电机、左右摆动电机、前后摆动电机，其大腿旋转方式是以大腿内侧靠近裆部的位置为轴心旋转，不符合人体以大腿轴心线为轴心旋转的实际情况，也不利于仿人形机器人做动作时的平衡。该专利以直流电机为驱动力，由于直流电机是以输出力矩为信号参数的，无法实现对关节转动角度的精确控制。中国专利201610897734.3公开了一种仿真智能机器人的髋关节总成，只具有两个自由度，而且驱干的重量全部由电机驱动轴来承担，电机驱动轴长时间承受侧向偏心力矩，长期运行会损坏电机。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种智能仿人形机器人的三自由度髋关节总成，其主体结构包括髋骨主体、左右摆动舵机、左右摆动传动杆、支撑凸起、支撑凹槽、旋转舵机固定套、旋转舵机、前后摆动舵机和前后摆动舵机固定套。

髋骨主体上方设有躯干支撑轴承，髋骨主体内部设有两个左右摆动舵机，左右摆动舵机主体与髋骨主体之间固定连接；左右摆动传动杆的一端与左右摆动舵机驱动轴固定连接，左右摆动传动杆的另一端与旋转舵机固定套固定连接；髋骨主体的左右两侧各设有一个支撑凸起，支撑凸起的形状是半球形，球心在左右摆动舵机驱动轴延长线上；旋转舵机固定套靠近支撑凸起的一侧设有支撑凹槽，支撑凹槽的构造是四分之一球形，支撑凹槽的直径是支撑凸起直径的0.09倍～1.0001倍，支撑凹槽与支撑凸起之间接触连接；旋转舵机固定套的主体形状是球形壳体，下方设有圆形平台；旋转舵机设于旋转舵机固定套内部，旋转舵机主体与旋转舵机固定套固定连接，旋转舵机驱动轴与前后摆动舵机固定套连接；前后摆动舵机固定套的形状是圆柱形，其圆周侧面上设有一个圆柱形凸台，前后摆动舵机固定套内设有前后摆动舵机，前后摆动舵机主体与前后摆动舵机固定套固定连接，前后摆动舵机驱动轴与机器人的大腿部件固定连接，前后摆动舵机固定套与机器人的大腿部件铰连接。旋转舵机固定套的圆形平台的环形底面与前后摆动舵机固定套的圆柱形凸台的环形顶面之间接触并滑动摩擦。

优选的，还包括左右摆动联轴装置、左右传动轴、左右摆动传动销、左右第一传动键、左右第二传动键，左右摆动联轴装置的形状是圆柱形，远离左右摆动舵机的底面上设有左右摆动联轴凸台，左右摆动联轴凸台上设有左右摆动联轴第一轴孔，左右摆动联轴装置的靠近左右摆动舵机的底面上设有左右摆动联轴第二轴孔，左右摆动联轴装置与髋骨主体之间设有左右滚动轴承；左右摆动舵机驱动轴通过左右摆动传动销固定在左右摆动联轴第二轴孔内；左右摆动传动杆上设有左右传动轴孔，左右传动轴的一端通过左右第一传动键固定在左右传动轴孔内，左右传动轴的另一端通过左右第二传动键固定在左右摆动联轴第一轴孔内；

优选的，还包括前后摆动联轴装置、前后摆动联轴凸台、前后传动轴、前后滚动轴承、前后第一传动键、前后第二传动键、前后摆动传动销、前后摆动联轴第一轴孔、前后摆动联轴第二轴孔、前后传动轴孔、前后支撑轴和前后支撑轴孔；前后摆动舵机驱动轴与机器人的大腿部件之间通过前后摆动联轴装置固定连接；前后摆动联轴装置的形状是圆柱形，前后摆动联轴装置的远离前后摆动舵机的底面上设有前后摆动联轴凸台，前后摆动联轴凸台上设有前后摆动联轴第一轴孔，前后摆动联轴装置的靠近前后摆动舵机的底面设有前后摆动联轴第二轴孔，前后摆动舵机驱动轴通过前后摆动传动销固定在前后摆动联轴第二轴孔内；大腿部件上端设有前后传动轴孔和前后支撑轴孔；前后传动轴孔设于大腿部件的靠近前后摆动联轴装置的一侧，前后支撑轴孔设于大腿部件的远离前后摆动联轴装置的一侧；前后传动轴的一端通过前后第一传动键固定在前后传动轴孔内，前后传动轴的另一端通过前后第二传动键固定在前后摆动联轴第一轴孔内。前后摆动联轴装置与前后摆动舵机固定套之间设有前后滚动轴承。前后支撑轴安装在前后支撑轴孔中，前后支撑轴与前后支撑轴孔之间是轴承连接；前后支撑轴可以在前后支撑轴孔中旋转。