[发明专利]基于全关节驱动共轴型腿部结构模块的高动态四足机器人

权利要求书

1.一种基于全关节驱动共轴型腿部结构模块的高动态四足机器人，其特征在于，

所述高动态四足机器人由四个全关节驱动共轴型腿部结构模块组成，具有高动态特征的四足运动能力；

所述全关节驱动共轴型腿部结构模块，包含侧摆关节驱动单元、髋关节驱动单元、膝关节驱动单元、动力传动单元、单腿框架、腿部肢体单元；

所述侧摆关节驱动单元包含侧摆关节电机、侧摆框连接轴；所述侧摆关节电机为旋转式电机，所述侧摆框连接轴随所述侧摆关节电机的旋转而旋转；将所述侧摆关节电机的输出轴的旋转轴线记录为MotorAxis1，并将其定义为侧摆关节驱动输出轴线JointDrivingAxis1；所述侧摆关节驱动单元为所述全关节驱动共轴型腿部结构模块的侧摆运动提供驱动动力，将侧摆运动的旋转轴线记录为JointAxis1；

所述髋关节驱动单元包含髋关节电机、外圈驱动伞齿；所述髋关节电机为旋转式电机，所述外圈驱动伞齿随所述髋关节电机的旋转而旋转；将所述髋关节电机的输出轴的旋转轴线记录为MotorAxis2，将所述外圈驱动伞齿的旋转轴线定义为髋关节驱动输出轴线JointDrivingAxis2；所述髋关节驱动单元为所述全关节驱动共轴型腿部结构模块的髋部运动提供驱动动力，将髋部运动的旋转轴线记录为JointAxis2；

所述膝关节驱动单元包含膝关节电机、内圈驱动伞齿；所述膝关节电机为旋转式电机，所述内圈驱动伞齿随所述膝关节电机的旋转而旋转；将所述膝关节电机的输出轴的旋转轴线记录为MotorAxis3，将所述内圈驱动伞齿的旋转轴线定义为膝关节驱动输出轴线JointDrivingAxis3；所述膝关节驱动单元为所述全关节驱动共轴型腿部结构模块的膝部运动提供驱动动力，将膝部运动的旋转轴线记录为JointAxis3；

所述动力传动单元包括外圈传动伞齿、内圈传动伞齿、大腿连接件、小腿连接件；所述外圈传动伞齿与所述外圈驱动伞齿为啮合传动关系，所述内圈传动伞齿与所述内圈驱动伞齿为啮合传动关系；将所述外圈传动伞齿的旋转轴线定义为髋关节动力输出轴线JointDynamicAxis2，将所述内圈传动伞齿的旋转轴线定义为膝关节动力输出轴线JointDynamicAxis3；

所述单腿框架用以固定所述侧摆关节电机、所述髋关节电机、所述膝关节电机，且作为所述全关节驱动共轴型腿部结构模块的机械接口；所述腿部肢体单元与所述动力传动单元连接；

所述腿部肢体单元包含大腿结构、小腿结构、足结构；所述大腿结构和所述小腿结构在绕所述膝部运动旋转轴线JointAxis3构成轴约束；所述足结构与小腿结构的末端相连；

所述大腿连接件用于将所述外圈传动伞齿和所述大腿结构相连接，以实现所述外圈传动伞齿带动所述大腿结构绕所述髋部运动旋转轴线JointAxis2的转动；

所述小腿连接件用于将所述内圈传动伞齿和所述小腿结构相连接，以实现所述内圈传动伞齿带动所述小腿结构绕所述膝部运动旋转轴线JointAxis3的转动；

所述侧摆关节驱动输出轴线JointDrivingAxis1、所述髋关节驱动输出轴线JointDrivingAxis2、所述膝关节驱动输出轴线JointDrivingAxis3在几何上空间共线，将该轴线标记为驱动主轴线DrivingAxis；所述侧摆关节电机的旋转轴线MotorAxis1、膝关节电机的旋转轴线MotorAxis3与所述驱动主轴线DrivingAxis在几何上空间共线；所述侧摆运动旋转轴线JointAxis1与所述驱动主轴线DrivingAxis在几何上空间共线；所述髋关节电机的旋转轴线MotorAxis2和所述驱动主轴线DrivingAxis在几何上相平行；

所述髋关节动力输出轴线JointDynamicAxis2、膝关节动力输出轴线JointDynamicAxis3在几何上空间共线，将该轴线标记为动力主轴线DynamicAxis；所述髋部运动旋转轴线JointAxis2与所述动力主轴线DynamicAxis在几何上空间共线；

所述驱动主轴线DrivingAxis和所述动力主轴线DynamicAxis在几何上垂直相交；

所述膝部运动旋转轴线JointAxis3和所述动力主轴线DynamicAxis在几何上相平行。