[发明专利]带主动脚踝关节与仿生足部的单腿机器人跳跃机构

摘要

本发明公开了一种带主动脚踝关节与仿生足部的单腿机器人跳跃机构，包括依次铰接的机身、大腿、小腿和足部，所述机身与大腿的铰接处设有驱动大腿旋转的方向驱动装置，所述大腿上设有驱动小腿转动的第一跳跃驱动装置，所述小腿的上端具有与大腿下端铰接的小腿顶板，小腿顶板与第一跳跃驱动装置之间设有膝关节传动杆，所述膝关节传动杆的两端分别与小腿顶板与第一跳跃驱动装置铰接，所述大腿与小腿的铰接出设有驱动小腿旋转的第二跳跃驱动装置；所述小腿和足部之间设有缓冲机构。本发明解决了现有技术对机器人跳跃中蓄能能力弱，不能实现髋膝协同工作，以及无法保护踝关节电机免受跳跃中冲击的问题。

主权项

1.一种带主动脚踝关节与仿生足部的单腿机器人跳跃机构，包括依次铰接的机身、大腿、小腿和足部，所述机身与大腿的铰接处设有驱动大腿旋转的方向驱动装置，所述大腿上设有驱动小腿转动的第一跳跃驱动装置，所述小腿的上端具有与大腿下端铰接的小腿顶板，小腿顶板与第一跳跃驱动装置之间设有膝关节传动杆，所述膝关节传动杆的两端分别与小腿顶板与第一跳跃驱动装置铰接，其特征在于，所述大腿与小腿的铰接处设有驱动小腿旋转的第二跳跃驱动装置；所述小腿和足部之间设有缓冲机构；所述足部上还设有微动开关，所述微动开关向用于反馈足部着地的信息；所述机身上安装有控制器，所述方向驱动装置、第一跳跃驱动装置、第二跳跃驱动装置和微动开关均与控制器相连；所述大腿包括：与机身铰接的安装架，用于安装方向驱动装置和第一跳跃驱动装置；三脚架，一端与安装架固定，另一端与小腿铰接；所述方向驱动装置包括：固定在安装架上的髋关节电机，所述髋关节电机与控制器相连；固定在安装架上与髋关节电机配合传动的髋谐波减速器；与髋谐波减速器输出轴配合的髋关节弹性驱动器；所述髋关节弹性驱动器包括同心布置能相对旋转的第一外环和第一内环，第一外环与第一内环之间设置有若干第一弹簧件，所述第一内环与髋谐波减速器的输出轴固定，所述第一外环与机身固定；所述第一跳跃驱动装置包括：固定在安装架上的膝关节电机，所述膝关节电机与控制器相连；固定在安装架上与膝关节电机配合传动的膝谐波减速器；与膝谐波减速器输出轴配合的膝关节弹性驱动器，所述膝关节弹性驱动器包括同心布置能相对旋转的第二外环和第二内环，第二外环与第二内环之间设置有若干第二弹簧件，所述第二内环与膝谐波减速器的输出轴固定，所述第二外环与膝关节传动杆的一端铰接；所述第二跳跃驱动装置包括：固定在小腿上的踝关节电机，所述踝关节电机与控制器相连；固定在三脚架上与踝关节电机配合传动的踝谐波减速器；与踝谐波减速器输出端固定的踝关节驱动杆；踝电机编码器，所述踝电机编码器的转子与踝关节驱动杆固定连接，定子与小腿固定连接；所述缓冲机构包括：踝关节传动杆，一端与踝关节驱动杆末端铰接；小腿铰接杆，一端与小腿的下部铰接；弹性机构，上端分别与踝关节传动杆的另一端和小腿铰接杆的另一端铰接，下端与足部铰接；所述小腿、踝关节驱动杆、踝关节传动杆和小腿铰接杆构成一个平行四边形四连杆机构。