[发明专利]一种冗余混联电液混合驱动拟人机械腿

说明书

本发明公开了一种冗余混联电液混合驱动拟人机械腿，包括胯关节模块、膝关节模块、踝关节模块、脚掌和六维传感器；所述胯关节模块固定在机器人的身体上，所述膝关节模块连接在胯关节下面，所述踝关节固定在膝关节模块上，所述脚掌固定在踝关节上，所述六维力传感器固定在脚掌上；本发明拟人机械腿整体机构有七个自由度，胯关节三个自由度，膝关节一个自由度，踝关节三个自由度，符合人体运动自由度分布。采用串并混联机构充分发挥了串联和并联的优点，具有承载能力强、运动惯性小、动态特性好等优点，且有位置冗余自由度，运动比非冗余机械腿更加灵活。

技术领域

本发明涉及拟人机械腿技术领域，更具体的说，一种冗余混联电液混合驱动拟人机械腿。

背景技术

随着科技的高速发展，机器人技术应用到人们生活、工作、娱乐等各个领域，仿人机器 人技术是机器人领域的重要分支，是目前国内外机器人技术领域专家学者研究的热点之一。 而机械腿机构是仿人机器人实现双足步行的关键,其性能直接影响人形机器人的整体性能。

目前，拟人机械腿大多数采用串联机构或者并联机构，串联机构存在运动负荷大、动态 性能差等缺点，并联机构存在工作空间小等缺点，混联机构兼具串联和并联机构的优点。拟 人机械腿大多数均为六自由度或者少于六自由度，运动不灵活，存在奇异位姿，不利于机器 人的稳定行走。大多数机械腿采用液压驱动或者电动机驱动，液压驱动力矩大但自身重量大， 电动机质量轻但驱动力小。

针对上述焊接机器人存在的问题，设计了一种冗余混联电液混合驱动拟人机械腿，有效 地弥补了上述的缺点。

发明内容

本发明的目的在于为了解决目前大多数拟人机械腿的的不足提出一种冗余混联电液混合 驱动拟人机械腿，可以在复杂的地形上灵活、迅速地行走。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种冗余混联电液混合驱动拟人机械腿，包 括胯关节模块、膝关节模块、踝关节模块、脚掌和六维传感器；所述胯关节模块固定在机器 人的身体上，所述膝关节模块连接在胯关节下面，所述踝关节固定在膝关节模块上，所述脚 掌固定在踝关节上，所述六维力传感器固定在脚掌上；

所述胯关节模块包括胯关节定平台、胯关节变向支链、第一中间块、第一主轴、第一大 腿杆、谐波减速器、侧面连接板、第一电机、第一侧轴和侧轴支座；两个侧轴支座均固定在 胯关节定平台上，第一侧轴的两端分别安装在两个侧轴支座上，第一中间块套装在第一侧轴 上；所述第一主轴穿过第一中间块且第一主轴的两端分别内嵌在两个第一大腿杆内；所述胯 关节变向支链包括支撑垫板、胡可铰基座、第二中间块、第二主轴、第二侧轴、第一液压缸、 第一液压杆、第一输出轴、输出轴支座；所述支撑垫板通过螺栓固定在胯关节定平台上，所 述胡可铰支座固定在支撑垫板上，所述第二侧轴的两端连接在胡可铰支座上，第二侧轴的中 部穿过第二中间块并与第二中间块相铰接，所述第二主轴穿过第二中间块和所述第一液压缸， 所述第一液压杆的一端伸入第一液压缸内，第一液压杆的另一端铰接在所述第一输出轴上， 所述第一输出轴通过两个所述输出轴支座进行支撑；所述侧面连接板固定在第一大腿杆内侧， 所述第一电机固定在第一大腿杆上，所述谐波减速器固定在第一大腿杆上，所述谐波减速器 的输入轴通过键与固定在第一大腿杆上的第一电机的输出轴相连接；其中一个胯关节变相支 链的两个所述输出轴支座固定在其中一个第一大腿杆上，另一个胯关节变相支链的两个所述 输出轴支座固定在侧面连接板的外侧面上，侧面连接板的外侧面与第一大腿杆相互垂直；