[发明专利]一种轴传动的三自由度仿生腿

说明书

本发明涉及一种轴传动的三自由度仿生腿，包括前摆关节电机总成、侧展关节电机总成、膝关节电机总成、大腿总成以及小腿总成。本发明利用轴传动机构将膝关节电机总成上移至大腿上部，通过传动轴与锥齿轮控制膝关节转角，提高了控制精度与传动效率，减小了腿部转动惯量。侧展关节电机总成从机身内部外移至大腿上部，节约了足式机器人机身内部空间，提高了机械腿的机动性能。解决现有足式机器人机械腿转动惯量大、控制精度低、机身空间小的问题。

技术领域

本发明属于四足机器人仿生腿领域，具体涉及一种轴传动的三自由度仿生腿。

背景技术

近年来，随着机器人技术的发展，多款四足仿生机器人产品被推向市场。目前的四足机器人仿生腿主要有侧展、前摆和膝关节三个关节自由度，通过三个关节电机控制。初期的机器人主要是直接把驱动电机安装在相应的关节上，通过控制电机转角直接控制腿部关节的运动。这种布置方式的驱动电机靠近移动端，整个腿部的转动惯量大，负载较低，整机稳定性差。目前的仿生四足机器人主要是将三个关节电机集成在机身内，通过连杆机构传动驱动膝关节，这种方式机身空间小且控制精度较低。目前针对仿生腿动力传递形式的研究较少。

发明内容

本发明提供一种轴传动的三自由度仿生腿，要解决的技术问题是：解决现有足式机器人机械腿转动惯量大、控制精度低、机身空间小的问题。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种轴传动的三自由度仿生腿，其特征在于：包括前摆关节电机总成1、侧展关节电机总成2、膝关节电机总成3、大腿总成4以及小腿总成，前摆关节电机总成1、侧展关节电机总成2、膝关节电机总成3集中在大腿上端，大腿下端连接小腿总成，整条仿生腿通过前摆关节电机总成1与四足仿生机器人躯干连接固定；三自由度包括前摆自由度、侧展自由度和膝关节自由度；前摆关节电机总成1控制大腿与躯干前进方向的角度，侧展关节电机总成2控制大腿与躯干侧向方向的角度；膝关节电机总成3通过大腿总成中的传动轴控制大腿与小腿间的角度。

有益效果：本发明利用轴传动机构将膝关节电机总成上移至大腿上部，通过传动轴与锥齿轮控制膝关节转角，提高了控制精度与传动效率，减小了腿部转动惯量。侧展关节电机总成从机身内部外移至大腿上部，节约了足式机器人机身内部空间，提高了机械腿的机动性能。

附图说明

图1仿生腿整机示意图；

图2前摆关节电机总成示意图；

图3侧展关节电机总成示意图；

图4膝关节电机总成示意图；

图5大腿总成示意图；

其中：1、前摆关节电机总成，1.1、前摆关节电机，1.2、关节主轴，2、侧展关节电机总成，2.1、侧展关节电机，2.2、侧展关节电机端盖，2.3、侧展关节架，2.4、大腿前固定架，2.5、大腿后固定架，3、膝关节电机总成，3.1、膝关节电机，3.2、膝关节电机座，3.3、左支撑柱，3.4、右支撑柱，3.5、托架，3.6、左支撑耳，3.7右支撑耳，4、大腿总成，4.1、大腿壳，4.2、传动轴，4.3、锥齿轮，4.4、盖板，4.5、膝关节轴，4.6.1、4.6.2、4.6.3三个垫片。5.1、小腿杆，5.2、足端。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明提出的一种轴传动的三自由度仿生腿，包括前摆关节电机总成1、侧展关节电机总成2、膝关节电机总成3、大腿总成4以及小腿杆5.1和足端5.2；前摆关节电机总成1、侧展关节电机总成2、膝关节电机总成3集中在大腿上端，大腿下端连接小腿总成，整条仿生腿通过前摆关节电机总成1与四足仿生机器人躯干连接固定。前摆关节电机总成1控制大腿与躯干前进方向的角度，侧展关节电机总成2控制大腿与躯干侧向方向的角度。膝关节电机总成3通过大腿总成中的传动轴控制大腿与小腿间的角度。