[发明专利]一种髋关节机构及足式机器人

说明书

本发明公开一种髋关节机构及足式机器人，所述的一种髋关节机构，包括：角度调节机构、左摆驱动机构、右摆驱动机构、两前后驱动机构；角度调节机构用于调节左摆驱动机构、右摆驱动机构之间的夹角，当与足式机器人的腿部、足部连接后，可带动腿部、足部移动，实现两足部之间角度的调整；左摆驱动机构、右摆驱动机构相配合用于驱动角度调节机构向左、向右弯曲摆动；两前后驱动机构用于驱动所述左摆驱动机构、右摆驱动机构、角度调节机向前或向后弯曲摆动。本发明通过角度调节机构可实现两足部之间角度的调整，有效提高足部运动的灵活性；足式机器人的下半身具有9个自由度，对比现有技术可减少7驱动装置，有效减轻整体重量，驱动扭矩低。

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种髋关节机构及足式机器人。

背景技术

足式机器人腿部设计的关键在于如何设计出刚度高、转动惯量低、质量低的髋关节和腿部结构。目前传统的设计思路是分别在各关节处直接使用关节模组，这样设计的好处是模块化设计，方便更换维修，然而采用上述设计思路，会造成机器人整体比较笨重，腿部转动惯量高，需要更高的驱动扭矩，且动态性能不足。

为解决上述问题，申请号为201911345580.7，名称为一种机器人及其髋关节结构公开了一种在髋关节处设置三组驱动机构，从而实现髋关节的前后摆动、左右摆动、旋转，保证髋关节结构的六个自由度。然而由于每两个自动度均通过一组驱动机构进行控制，导致转动惯量高、驱动扭矩高，且结构较复杂，不利于足式机器人髋关节、腿部的驱动；另一方面，现有技术无法实现足式机器人两足部之间角度调节，导致足式机器人腿部、足部运动的灵活性较低，且无法满足不同功能要求。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种髋关节机构及足式机器人，解决现有技术中，足式机器人的转动惯量高、驱动扭矩高的问题；解决无法实现两足部之间角度调节，导致运动的灵活性较低，无法满足不同功能要求的问题。

本发明提供一种髋关节机构，包括：角度调节机构、左摆驱动机构、右摆驱动机构；所述角度调节机构包括：第一固定座、安装在所述第一固定座上的第一旋转驱动装置、与所述第一旋转驱动装置输出端连接的第一滚珠丝杆、套在所述第一滚珠丝杆上的滑动组件、两摇臂组件、安装在所述第一固定座底部的延长轴，所述摇臂组件包括：摇臂、可旋转的安装于所述摇臂上的第一转轴和第二转轴，所述第一转轴与所述滑动组件连接；所述左摆驱动机构包括：移动座、第二旋转驱动装置、与所述第二旋转驱动装置输出端连接的第二滚珠丝杆、套在所述第二滚珠丝杆上的滑动座、三轴联动组件、第二固定座，所述三轴联动组件包括：与所述滑动座连接的第三转轴、设置在所述第二固定座上的第四转轴、连接在所述第一旋转驱动装置外侧的第五转轴，所述第二固定座套在所述三转轴上，所述移动座套在所述第四转轴、第五转轴上；所述右摆驱动机构与所述所述左摆驱动机构结构相同；所述左摆驱动机构、右摆驱动机构的移动座均套在所述延长轴上，且所述左摆驱动机构的移动座与两组摇臂组件中的一组摇臂组件的第二转轴连接，所述右摆驱动机构与另一组摇臂组件的第二转轴连接。所述角度调节机构用于调节所述左摆驱动机构、右摆驱动机构之间的夹角，当与足式机器人的腿部、足部连接后，可进一步带动腿部、足部移动，实现两足部之间角度的调整；所述左摆驱动机构、右摆驱动机构相配合用于驱动所述角度调节机构向左、向右弯曲摆动。

进一步地，所述的一种髋关节机构，还包括：两前后驱动机构，所述的两前后驱动机构用于驱动所述左摆驱动机构、右摆驱动机构、角度调节机构向前或向后弯曲摆动。

进一步地，所述前后驱动机构包括：第三旋转驱动装置，所述左摆驱动机构、右摆驱动机构的移动座分别与所述的两组前后驱动机构的第三旋转驱动装置的输出端连接。

进一步地，所述滑动组件包括：滑轨、设置在所述滑轨上的直线滑台，所述直线滑台与所述第一滚珠丝杆螺纹连接，所述第一转轴与所述直线滑台连接。