[发明专利]一种仿人下肢系统

说明书

本发明公开了一种仿人下肢系统，以摆动气缸作为动力元件驱动髋关节、膝关节、踝关节的运动，具有完全模拟人的下肢运动的功能。所述的仿人下肢主要由大腿构件、小腿构件、脚、自润滑球头杆端关节轴承、摆动气缸、带轮以及连接件组成。多根摆动气缸带动并联杆组成的支链在空间组成可以屈伸、收展和环转的髋关节、踝关节，多个摆动气缸通过带轮运动组成可以屈伸的膝关节和可以收展运动的髋关节。本发明以摆动气缸驱动，具有结构紧凑、不易卡死、柔顺性好的特点，可用于教学、展览。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及一种仿人下肢系统。

背景技术

为了能够让人类从繁重、危险的工作中解放出来，机器人技术在反恐、救灾、工业自动化生产领域得到迅速发展，很大一部分机器人设计理念基于对人本身的功能研究而设计的。由于气动肌肉在特性上与人的肌肉相类似，中国专利201410040899.X设计了气动肌肉混联的仿人下肢，中国专利201510501302.1设计对拉气动肌肉驱动的仿人下肢。中国专利201611119891.8设计了XYZ三个方向垂直交叉电机驱动的仿人下肢，但是存在运动空间小，承载能力差，容易卡死的特点。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有的技术缺陷，提供了一种仿人下肢系统，该系统结构紧凑、不易卡死、柔顺性好。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种仿人下肢系统，

一种仿人下肢系统，其特征在于，该系统包括两下肢连接件和对称连接在所述的两下肢连接件一两端的两个下肢；

所述的下肢包括髋关节、大腿部件、小腿部件、踝关节和脚，所述的髋关节包括球形连接件、三个并联的空间结构和气缸固定板；

所述的空间结构包括摆动气缸一、连接杆一、连接杆二、连接杆三、连接杆四、连接杆五，所述的摆动气缸一的转动轴与所述的连接杆一中部固定连接，所述的连接杆二、连接杆四的一端分别固定连接在所述的连接杆一的两端，所述的连接杆二的另一端与所述的连接杆三的一端可转动连接，所述的连接杆三的另一端与所述的球形连接件可转动连接，所述的连接杆四的另一端与所述的连接杆五的一端可转动连接，所述的连接杆五的另一端与所述的球形连接件可转动连接；三个并联的空间结构沿所述的球形连接件的周向交错设置，保证每个空间结构在运动时所述的连接件之间不发生干涉；

所述的摆动气缸一固定在所述的气缸固定板上；

所述的大腿部件包括倒U型大腿构件、摆动气缸二、带轮一、带轮二、带轮三、带轮四、摆动气缸三、摆动气缸四、大小腿连接板，所述的倒U型大腿构件的顶部与所述的气缸固定板固定连接，所述的摆动气缸二、摆动气缸三、摆动气缸四均固定在所述的U型大腿构件一端的内侧，其转动轴伸出所述的倒U型大腿构件分别固定连接所述的带轮一、带轮二、带轮三，所述的带轮四位于所述的带轮一、带轮二、带轮三的下部，所述的带轮一、带轮二、带轮三均通过皮带带动所述的带轮四转动，所述的带轮四的轴穿过所述的倒U型大腿构件与所述的大小腿连接板固定连接。

所述的小腿部件包括U形小腿构件、摆动气缸五、带轮五、小腿固定板、摆动气缸六、带轮六、摆动气缸七、带轮七、带轮八，所述的U形小腿构件与所述的倒U型大腿构件的放置方向相互垂直，所述的小腿固定板位于所述的U形小腿构件的上部的内侧，其与所述的大小腿连接板固定连接，所述的带轮六位于所述的U形小腿构件的上部的外侧面上，所述的带轮六的轴穿过所述的U形小腿构件与所述的小腿固定板固定连接，所述的带轮五、带轮七、带轮八位于所述的带轮六的下部，它们通过轴分别与固定在所述的U形小腿构件内侧的摆动气缸五、摆动气缸六、摆动气缸七固定连接；

所述的踝关节与所述的髋关节结构相同，且所述的踝关节上的气缸固定板与所述的U性小腿构件的下端面固定连接，所述的踝关节上的球形连接件与所述的脚可转动连接。