[发明专利]一种足式机器人关节储能与释放机构

说明书

本发明公开了一种足式机器人关节储能与释放机构，包括电磁离合器、弹簧储能器和单向连接器；弹簧储能器包括连接盘、主动毂、螺旋弹簧、前板和后板，驱动舵机的输出轴通过电磁离合器与主动毂传动连接，前板和后板分别设置在主动毂的两侧，前板和后板分别与连接盘固连，连接盘与主动关节固连，主动毂、前板和后板轴分别周向开有多个均布的弹簧窗口，弹簧窗口内有设置有螺旋弹簧，螺旋弹簧的两端分别抵接在弹簧窗口的两端，主动毂能够相对前板和后板转动；单向连接器包括棘齿轮、棘片、片弹簧和被动关节，棘齿轮与浮动齿圈固连，被动关节与输出轴固连。本发明提高了机器人弹跳越障能力，也能够减缓跳跃起落中的振动冲击。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种足式机器人关节储能与释放机构。

背景技术

目前，业内常用的现有技术中，足式机器人在髋关节安装舵机驱动大腿，在髋关节安装舵机并通过皮带传动驱动小腿，机器人的运动姿态依靠舵机的高精度转矩控制。

对现有技术中的足式机器人，存在的问题是：机器人在跳跃过程中，需要驱动舵机瞬间输出较大的力矩，要求驱动舵机具有瞬时大功率和较大的电能储备；机器人跳跃起落过程中的冲击会增大驱动舵机和四肢的动态载荷，影响机器人的可靠性，不利于机器人适应野外的工作环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种足式机器人关节储能与释放机构，以解决上述现有技术存在的问题，提高机器人弹跳越障能力和减缓跳跃起落中的振动冲击。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种足式机器人关节储能与释放机构，包括电磁离合器、弹簧储能器和单向连接器；

所述弹簧储能器包括连接盘、主动毂、螺旋弹簧、前板和后板，驱动舵机的输出轴通过所述电磁离合器与所述主动毂传动连接，所述主动毂与所述电磁离合器中的浮动齿圈固连，所述前板和所述后板分别设置在所述主动毂的两侧，所述前板与所述主动毂之间、所述后板与所述主动毂之间分别夹设有一个阻尼片，所述前板和所述后板分别与所述连接盘固连，所述连接盘与主动关节固连，所述主动毂、所述前板和所述后板轴分别周向开有多个均布的弹簧窗口，所述主动毂、所述前板和所述后板上的所述弹簧窗口一一对应，所述弹簧窗口内有设置有螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的两端分别抵接在所述弹簧窗口的两端，所述主动毂能够相对所述前板和所述后板转动；

所述单向连接器包括棘齿轮、棘片、片弹簧和被动关节，所述棘齿轮与所述浮动齿圈固连，所述棘片通过第二铆钉与所述被动关节转动连接，所述棘片能够以所述第二铆钉为轴转动，所述片弹簧固设在所述被动关节上，所述片弹簧与所述棘片一一对应，且所述片弹簧能够将对应的所述棘片按压在所述棘齿轮的齿槽内，所述被动关节与所述输出轴固连。

优选的，所述电磁离合器包括线圈、磁轭、衔铁、内齿摩擦片、外齿碟片和所述浮动齿圈；所述衔铁与所述内齿摩擦片固连，所述内齿摩擦片与驱动舵机的输出轴传动连接，且所述内齿摩擦片能够沿所述输出轴的轴向滑动；所述磁轭与所述输出轴固连，所述线圈缠绕在所述磁轭的内部；所述外齿碟片位于所述内齿摩擦片和磁轭之间；所述浮动齿圈的内齿与所述外齿碟片连接，所述浮动齿圈的外齿与所述主动毂连接。

优选的，所述前板、所述后板和所述连接盘通过多个第一铆钉固连。

优选的，所述浮动齿圈用挡圈定位。

优选的，多个所述棘片分为两圈对称分布。

优选的，所述连接盘通过周向均布的螺栓与所述主动关节固连。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的足式机器人关节储能与释放机构提高了机器人弹跳越障能力，也能够减缓跳跃起落中的振动冲击。本发明足式机器人关节储能与释放机构通过在跳跃前储存驱动舵机的能量，跳跃时瞬时释放能量起跳，落地时减缓振动冲击并储存落地能量，本发明足式机器人关节储能与释放机构具有节能、减振、降载和提高寿命的优点。