[发明专利]一种足球射门机器人的机械腿

权利要求书

1.一种足球射门机器人的机械腿，其特征在于：包括大腿部分和小腿部分，大腿部分包括第一大腿、第二大腿、第三大腿和支撑底盘，所述支撑底盘通过丝杆螺母机构可前后平移的安装在行走载体上，所述第一大腿通过第一关节安装在支撑底盘上，第二大腿通过第一伸缩装置安装在第一大腿前端，所述第三大腿通过第二关节安装在第二大腿前端，所述小腿部分包括小腿支架和足部，所述小腿支架通过第三关节安装在第三大腿前端，所述足部通过运动关节安装在小腿支架底部，所述第一关节为调节小腿部分左右方向的摆动关节，第二关节和第三关节均为调节小腿部分俯仰角度的俯仰关节，通过第一关节、第二关节、第三关节和第一伸缩装置完成小腿部分角度和方位调整，通过运动关节完成足部与足球接触姿态调整，通过第二关节和第三关节运动即可完成射门动作；

所述第一关节包括行星减速器和第一驱动电机，所述第一驱动电机与行星减速器的输入端相连，所述第一大腿包括两个通过连接板相连的第一侧板，所述连接板与行星减速器的输出端相连，行星减速器安装在支撑底盘上；

所述第一伸缩装置包括正反丝杆、伸缩电机、两个丝杆螺母和两个中部铰接相连的剪叉杆，所述正反丝杆通过轴承横向的安装在两个第一侧板之间，其两端螺纹旋向相反，两个丝杆螺母分别安装在正反丝杆的正螺纹端和反螺纹端，两个剪叉杆后端分别铰接在两个丝杆螺母上，所述第二大腿与两个剪叉杆的前端分别通过直线导轨滑块结构相连，所述伸缩电机与正反丝杆轴连接，当伸缩电机驱动正反丝杆转动时，正反丝杆通过两个丝杆螺母带动两个剪叉杆做剪叉运动，从而通过直线导轨滑块结构转换带动第二大腿做伸缩运动。

2.如权利要求1所述的足球射门机器人的机械腿，其特征在于：所述第二大腿包括壳体，所述第二关节安装在壳体内，其包括第一转轴、第二转轴和第二关节电机，所述第一转轴中部通过直线导轨滑块结构与两个剪叉杆的前端相连，第一转轴两端固定安装在第二大腿的壳体上，第三大腿通过轴承安装在第一转轴上，并可以绕第一转轴转动，所述第二转轴通过轴承安装在第三大腿上，并且第二转轴与第一转轴之间通过齿轮啮合安装，第二关节电机与第二转轴轴连接，通过第二关节电机驱动第二转轴转动，可以使得第二转轴绕着第一转轴做行星运动，从而使得第三大腿相对于第二大腿绕第一转轴转动。

3.如权利要求2所述的足球射门机器人的机械腿，其特征在于：所述第三关节包括第三转轴、三相异步电动机、增速齿轮组、传动轴和第三关节电机，所述第三转轴通过轴承安装在第三大腿前端，所述小腿支架与第三转轴固定相连，三相异步电动机通过电磁离合器与增速齿轮组相连，增速齿轮组与第三转轴通过齿轮啮合相连，所述第三关节电机通过电磁三角离合器与传动轴相连，所述传动轴通过锥齿轮啮合与第三转轴动力传动相连，通过电磁离合器和电磁三角离合器可以使得三相异步电动机和第三关节电机交替驱动第三关节运动，从而实现小腿部分弯曲运动或者足球射门动作。

4.如权利要求3所述的足球射门机器人的机械腿，其特征在于：所述运动关节包括球面副和位于小腿支架前后左右四个方向的第二伸缩装置，所述小腿支架下端与足部通过球面副相连，四个第二伸缩装置的本体铰接安装在小腿支架顶部，四个第二伸缩装置底部的伸缩端铰接在足部前后左右四周，通过四个第二伸缩装置的伸缩运动来控制足部绕球面副运动的角度。

5.如权利要求4所述的足球射门机器人的机械腿，其特征在于：所述足部包括足根和足尖，所述足根与小腿支架下端通过运动关节相连，足尖通过足部关节安装在足根上，通过足部关节可以调节足尖勾起角度。

6.如权利要求5所述的足球射门机器人的机械腿，其特征在于：所述足部关节包括第四转轴和足部电机，所述第四转轴通过轴承安装在足根前端，足尖固定安装在第四转轴上，足部电机安装在足根中空的内部，并且与第四转轴动力传动相连。

7.如权利要求1至6任意一项所述的足球射门机器人的机械腿，其特征在于：所述行走载体包括行走底盘和设于行走底盘上的麦克纳姆轮系。