[发明专利]一种二自由度主被动驱动并联柔性脊柱机构

说明书

本发明涉及足式行走机器人领域，特别涉及一种二自由度主被动驱动并联柔性脊柱机构。它由第一端板(2‑1)，第二端板(2‑2)，长U型支架(3)，第一舵机支架(4‑1)，第二舵机支架(4‑2)，第一法兰(5‑1)，第二法兰(5‑2)，第一L型支架(6‑1)，第二L型支架(6‑2)，第一舵机(7‑1)，第二舵机(7‑2)，短U型支架(8)，弹性绳(9)组成。它结合了电机和弹性绳，实现躯干前部和躯干后部之间或者躯干上部和躯干下部之间的两自由度运动，同时具有具备良好的柔顺性，依靠弹性绳将两端板直接连接起来，使得脊柱刚度更高，结构更加稳定。

技术领域

本发明涉及足式行走机器人领域，特别涉及一种二自由度主被动驱动并联柔性脊柱机构。

背景技术

足式机器人对地面环境的要求较低，它可以跨越障碍，走沙石地，过沼泽等特殊地形，适用于物资运输、工程勘探、抢险救援、军事侦察、反恐防爆等劳力的、危险的或人类无法完成的工作。其脊柱设计有利于实现足式机器人的变向运动以及平衡的维持。目前的足式机器人大多采用一体式躯干设计，缺乏脊柱设计，这在低速行走过程是可行的，但是在高速奔跑过程中，采用并联柔性脊柱的设计不仅更符合生物运动方式，在减少震动的同时还能提高刚度和能量的利用率。

发明内容

本发明要解决的问题是设计一种二自由度主被动驱动并联柔性脊柱机构，要求其结构简单，结合电机(主动驱动)和弹性绳(被动驱动)，实现躯干前部和躯干后部之间或者躯干上部和躯干下部之间的两自由度运动，同时具有良好的柔顺性。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种二自由度主被动驱动并联柔性脊柱机构,它的组成部件为：第一端板，第二端板，长U型支架，第一舵机支架，第二舵机支架，第一法兰，第二法兰，第一L型支架，第二L型支架，第一舵机，第二舵机，短U型支架，弹性绳；

其中，长U型支架的A、B、C、D四个孔与第一端板的A、B、C、D四个孔分别通过螺栓螺母固定连接；第一法兰的B侧与长U型支架的M面重合，四个孔分别与长U型支架的A1、B1、C1、D1四个孔通过螺栓螺母固定连接；第一法兰的孔H与第一舵机的输出轴同心配合，输出轴有螺纹孔J,采用螺钉从第一法兰的B面旋入螺纹孔J中固定；第一舵机支架的A1、B1、C1、D1孔与第一舵机的A、B、C、D孔采用螺栓螺母固定连接，第一舵机支架的A2、B2、C2、D2孔与长U型支架的A2、B2、C2、D2孔也通过螺栓螺母固定连接；

第一L型支架的M面与第一舵机支架的N面接触，M面上的A、B、C、D孔分别与N面上的A2、B2、C2、D2四个孔通过螺栓螺母固定连接；第二L型支架的A2、B2、C2、D2四个孔与第一L型支架的A2、B2、C2、D2四个孔分别通过螺栓螺母固定连接；第二L型支架的A1、B1、C1、D1四个孔分别与第二舵机支架的A2、D2、C2、B2四个孔通过螺栓螺母固定连接；

第二舵机的输出轴嵌套在第二法兰的孔H里，输出轴有螺纹孔J,采用螺钉从第二法兰的B面旋入螺纹孔J中固定；第二舵机的A、B、C、D孔与第二舵机支架的A1、B1、C1、D1孔通过螺栓螺母固定连接；第二舵机支架的A3、B3、C3、D3分别与短U型支架的A、B、C、D孔采用螺栓螺母固定连接,第二法兰的B面与短U型支架的M面重合，其周边的孔依次与M面的A1、B1、C1、D1孔通过螺栓螺母固定连接；

短U型支架的A2、B2、C2、D2孔与第二端板的A、B、C、D四个孔通过螺栓螺母固定连接；

第一端板和第二端板的四周都均布有八个孔H1-H8,对应的孔之间通过弹性绳系紧连接；

该机构为躯干前部和躯干后部之间或者躯干上部和躯干下部之间的连接部分，与躯干前部和躯干后部之间或者躯干上部和躯干下部之间如何连接可自由设计。