[发明专利]多足机器人腿部总成

说明书

一种多足机器人腿部总成，包括第一舵机、第二舵机、第三舵机、曲轴连杆机构、小腿支架，所述第一舵机包括装配连接的第一电机和第一减速机，所述第二舵机包括装配连接第二电机和第二减速机，所述第三舵机包括装配连接第三电机和丝杆机构，所述第一电机、第二电机、第三电机均包括电机壳体，电机输出轴，所述电机壳体的后端中心固设有霍尔阵列编码芯片，所述电机输出轴的后端固设有霍尔磁铁；所述第二电机设于第一减速机的输出端，且第二电机的轴向与第一电机的轴向垂直，所述第三电机设于第二减速机的输出端，且第三电机的轴向与第二电机的轴向垂直，所述丝杆机构的驱动端通过曲轴连杆机构与小腿支架连接。本发明关节输出位置精确、结构紧凑。

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤指一种多足机器人腿部总成。

背景技术

国内服务机器人产业，主要以低端产品为主，以四个轮子加平板方案，严重影响了我国机器人产业在国际上的竞争力，四轮驱动方案只适应于室内环境，因为轮式结构限制，甚至室内环境都不能完全适应，因此足式机器人的优势得以展现，在结构设计上目前国内大型20公斤以上多足机器人的大腿X轴Y轴舵机多采用BLDC 3霍尔电机加行星减速机结构方案，电机单步误差大，行星减速机精度差的问题，并且由于普通电机转子位置监测部分会显著加大电机的轴向长度，导致体积大的显著缺陷，无法与由编码器组成的高精度矢量电磁控制的国际产品相提并论。小腿结构设计也采用简易行星驱动加曲轴杆驱动，精度无法提高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种关节输出位置精确、结构紧凑、误差小、体积小的多足机器人腿部总成。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种多足机器人腿部总成，包括第一舵机、第二舵机、第三舵机、曲轴连杆机构、小腿支架，所述第一舵机包括装配连接的第一电机和第一减速机，所述第二舵机包括装配连接第二电机和第二减速机，所述第三舵机包括装配连接第三电机和丝杆机构，所述第一电机、第二电机、第三电机均包括电机壳体，电机输出轴，所述电机输出轴转动设于电机壳体的中心轴线上，所述电机壳体的后端中心固设有霍尔阵列编码芯片，所述霍尔阵列编码芯片上设有环形分布的霍尔阵列，所述电机输出轴的后端固设有霍尔磁铁；所述第一电机的电机输出轴与第一减速机的输入端连接，所述第二电机的电机输出轴与第二减速机的输入端连接，所述第三电机的电机输出轴与丝杆机构的输入端连接；所述第二电机设于第一减速机的输出端，且第二电机的轴向与第一电机的轴向垂直，所述第三电机设于第二减速机的输出端，且第三电机的轴向与第二电机的轴向垂直，所述丝杆机构的驱动端通过曲轴连杆机构与小腿支架连接并驱动小腿支架转动。

优选地，所述第一电机、第二电机、第三电机均为正弦波无刷伺服电机，所述第一减速机、第二减速机均为谐波减速机。

优选地，所述第一减速机和第二减速机均包括减速机外壳、柔性轴承、波发生器、柔轮、钢轮，所述减速机外壳与电机壳体的前端固定连接，所述波发生器套于电机输出轴表面，所述柔轮通过柔性轴承套于波发生器表面，所述钢轮固设于减速机外壳上，且所述柔轮与所述钢轮啮合。

优选地，所述柔轮通过交叉滚子轴承连接有输出法兰盘，所述第二电机与第一减速机的输出法兰盘连接，所述第三电机与第二减速机的输出法兰盘连接。

优选地，所述丝杆机构包括丝杆壳体、丝杆、丝杆螺母、力矩输出杆，所述丝杆壳体与第三电机的电机壳体固定连接，所述丝杆转动设于所述丝杆壳体内且第三电机的电机输出轴与丝杆驱动连接，所述丝杆螺母套接于丝杆表面，所述力矩输出杆为中空结构，所述力矩输出杆套于所述丝杆的外侧并与丝杆螺母固定连接，所述力矩输出杆与丝杆壳体滑动连接并延伸至丝杆壳体外部。

优选地，所述曲轴连杆机构包括连接器、连杆轴，所述小腿支架的一端为连接端，所述小腿支架的另一端为自由端，所述连接器的一端与丝杆壳体固定连接，所述连接器的另一端与小腿支架两端之间的位置铰接，所述连杆轴的一端与力矩输出轴铰接，所述连杆轴的另一端与小腿支架的连接端铰接。