[发明专利]一种基于椭圆非圆齿轮驱动的单腿跳跃机构

摘要

本发明公开了一种基于椭圆非圆齿轮驱动的单腿跳跃机构，该装置采用椭圆非圆齿轮传动方式具有非匀速运动特性，结合更优的储能装置，运用非匀速机械传动方式获取最优控制势运动轨迹，从而提高跳跃能力；起跳时，椭圆非圆齿轮传动能够提供更好的跳跃加速度，小腿弧形弹性杆释放能力能沿着跳跃前进方向直接作用，无需像弹簧储能经过其他方式转化输出；落地时，小腿上弧形弹性杆及小腿压簧能够抵消下落的重力，并更好的存储下落势能。

主权项

1.一种基于椭圆非圆齿轮驱动的单腿跳跃机构，包括胯部和依次铰接的髋关节、大腿传动机构、膝关节以及小腿；其特征在于，所述胯部固定在髋关节上；所述髋关节包括传动轴支撑板(10)、髋关节中法兰盘(11)、髋关节从动非圆齿轮(12)、髋关节轴(13)；所述髋关节从动非圆齿轮(12)固定套设在髋关节轴(13)上，所述髋关节中法兰盘(11)支承在髋关节轴(13)上，所述传动轴支撑板(10)套设在髋关节轴(13)上，传动轴支撑板(10)与髋关节中法兰盘(11)固定连接；所述大腿传动机构包括右大腿板(7)、左大腿板(8)、膝关节驱动电机(15)、右主动同步带轮(16)、右从动同步带轮(17)、右同步带(18)、右外传动轴(20)、右谐波减速器(21)、右法兰式轴(22)、膝关节主动非圆齿轮(23)、中部法兰盘(24)、膝关节从动非圆齿轮(25)、中间轴(27)、中间轴同步带轮(28)、髋关节驱动电机(30)、左主动同步带轮(31)、左同步带(32)、左从动同步带轮(33)、左外传动轴(34)、左谐波减速器(36)、左法兰式轴(37)、髋关节主动非圆齿轮(38)、左右大腿板连接杆(41)、弹簧固定套(42)、弹簧(43)；所述髋关节轴(13)的两端分别支承在左大腿板(8)和右大腿板(7)的上部；所述膝关节驱动电机(15)安装在右大腿板(7)上，其输出轴上安装有右主动同步带轮(16)；所述右外传动轴(20)支承在右大腿板(7)上，其外端安装有右从动同步带轮(17)，所述右主动同步带轮(16)和右从动同步带轮(17)通过右同步带(18)传递动力；所述右谐波减速器(21)安装在右大腿板(7)内侧，所述右外传动轴(20)与右谐波减速器(21)的输入端固定连接，所述右谐波减速器(21)的输出端与右法兰式轴(22)的法兰端固定连接，所述右法兰式轴(22)的轴端上固定套设有膝关节主动非圆齿轮(23)；所述髋关节驱动电机(30)安装在左大腿板(8)上，其输出轴上安装有左主动同步带轮(31)，所述左外传动轴(34)支承在左大腿板(8)上，其外端安装有左从动同步带轮(33)，所述左主动同步带轮(31)和左从动同步带轮(33)通过左同步带(32)传递动力；所述左谐波减速器(36)安装在左大腿板(8)内侧，所述左外传动轴(34)与左谐波减速器(36)的输入端固定连接，左谐波减速器(36)的输出端与左法兰式轴(37)的法兰端固定连接，左法兰式轴(37)的轴端上固定套设有髋关节主动非圆齿轮(38)，所述左法兰式轴(37)的轴端和右法兰式轴(22)的轴端均支承在中部法兰盘(24)上，所述中部法兰盘(24)与传动轴支撑板(10)固定连接；所述髋关节主动非圆齿轮(38)与髋关节从动非圆齿轮(12)啮合传动；所述中间轴(27)也支承在左大腿板(8)和右大腿板(7)之间，所述膝关节从动非圆齿轮(25)和中间轴同步带轮(28)均固定套设在中间轴(27)上，所述膝关节主动非圆齿轮(23)与膝关节从动非圆齿轮(25)啮合传动；所述左右大腿板连接杆(41)固定连接在右大腿板(7)和左大腿板(8)之间，所述弹簧固定套(42)滑动套设在左右大腿板连接杆(41)上，所述弹簧(43)的一端与弹簧固定套(42)相连，另一端与膝关节固定连接；所述髋关节主动非圆齿轮(38)和膝关节主动非圆齿轮(23)均为椭圆齿轮。