[实用新型]腿部结构及机器人

说明书

本实用新型提供了一种腿部结构及机器人，腿部结构包括：大腿部；小腿部和第一直线驱动机构，小腿部摆动安装于大腿部，第一直线驱动机构的一端与大腿部铰接，第一直线驱动机构的另一端与小腿部铰接；脚部和并联设置的两个第二直线驱动机构，脚部活动连接于小腿部，第二直线驱动机构的一端通过第一旋转关节与小腿部铰接，第二直线驱动机构的另一端通过第二旋转关节与脚部铰接。本实用新型提供的腿部结构，大腿部与小腿部、小腿部与脚部之间均采用直线驱动机构进行驱动，使得腿部堆叠所需的空间更小，能减小尺寸，整体惯量更小，能满足力矩需求，可有效地提升机器人的运动能力；整体结构简单，结构紧凑，成本低。

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，更具体地说，是涉及一种腿部结构及机器人。

背景技术

人形机器人的腿部结构一般包括髋部自由度、膝部自由度和踝部自由度。现有的机器人，其腿部结构大都使用旋转舵机来控制关节自由度。采用旋转舵机会造成机器人腿部结构尺寸较大，堆叠困难，整体惯量大，对旋转舵机的力矩需求也比较大，因此造成现有人形机器人运动能力有限，运动能力的提升比较困难。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种腿部结构及机器人，以解决现有技术中存在的采用旋转舵机控制关节自由度的腿部结构整体惯量大，机器人的运动能力提升较为困难的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种腿部结构，包括：

大腿部；

小腿部和第一直线驱动机构，所述小腿部摆动安装于所述大腿部的下方，所述第一直线驱动机构的一端与所述大腿部铰接，所述第一直线驱动机构的另一端与所述小腿部铰接；

脚部和并联设置的两个第二直线驱动机构，所述脚部活动连接于所述小腿部的下方，所述第二直线驱动机构的一端通过第一旋转关节与所述小腿部铰接，所述第二直线驱动机构的另一端通过第二旋转关节与所述脚部铰接。

进一步地，所述第一直线驱动机构和所述第二直线驱动机构均包括电机、减速器、丝杆、丝杆螺母和套筒，所述电机通过所述减速器与所述丝杆驱动连接，所述丝杆螺母螺合于所述丝杆，所述套筒套于所述丝杆外周，所述套筒的一端与所述丝杆螺母固定，所述套筒能沿所述丝杆的轴向移动。

进一步地，所述减速器设于外壳中，所述第一旋转关节的一端固定安装于所述外壳的上表面，所述电机固定安装于所述外壳的下表面，所述丝杆螺母和所述套筒位于所述外壳的下方，所述电机的输出轴穿过所述外壳并与所述减速器的输入端连接，所述丝杆的一端伸入所述外壳并与所述减速器的输出端连接。

进一步地，所述外壳中设有套于所述丝杆的至少一个支撑轴承，所述支撑轴承的外圈与所述外壳固定，所述支撑轴承的内圈与所述丝杆固定。

进一步地，所述丝杆远离所述外壳的一端套装有直线轴承，所述直线轴承与所述丝杆滑动配合，所述直线轴承的外圈固定于所述套筒的内壁上。

进一步地，两个所述第二直线驱动机构和所述小腿部三者与所述脚部的连接处呈三角形状分布。

进一步地，所述第一直线驱动机构位于所述大腿部的前侧，两个所述第二直线驱动机构位于所述小腿部的前侧或后侧。

进一步地，所述第一旋转关节和所述第二旋转关节为万向节、关节轴承或球形铰链。

进一步地，所述第一直线驱动机构的两端分别通过单向铰链与所述大腿部和所述小腿部铰接。

本实用新型的另一目的在于提供一种机器人，包括上述腿部结构。

进一步地，所述机器人还包括髋部，所述髋部包括髋部支架和髋部驱动机构，所述髋部支架通过髋部驱动机构与大腿部连接，所述髋部支架的顶面用于与所述机器人的躯干连接。