[发明专利]一种用于半被动双足机器人的柔性驱动髋关节

摘要

本发明公开了一种用于半被动双足机器人的柔性驱动髋关节，包括角平分线机构、髋关节柔性驱动机构，髋部支架通过定位销固定在轴的中部，构成髋关节的机架主体部分。角平分线机构包含第一连接件、第一连杆、第二连杆和套筒，角平分线机构为连杆机构，结构简单，工作可靠。髋关节柔性驱动机构左右对称分布，由右侧舵机和左侧舵机提供动力，工作时，右侧舵机与左侧舵机的转动总保持大小相等、方向相反的状态，结合角平分线机构的使用，可以很好地模拟双足行走的步态，由于右侧舵机与左侧舵机的驱动是由拉簧进行传递的，故不存在刚性驱动所带来的惯性冲击等问题，带给系统稳定性的同时，还可以更好地体现髋关节的自然力学特性。

主权项

一种用于半被动双足机器人的柔性驱动髋关节，其特征在于：包括角平分线机构、髋关节柔性驱动机构；所述的角平分线机构包含第一连接件(3)、第一连杆(4)、第二连杆(5)、套筒(6)、第三连杆(7)和第二连接件(9)；髋部支架(1)通过定位销(12)固定在轴(19)的中部，第四销轴(11)以螺纹连接的方式固定在髋部支架(1)上部，第二连杆(5)中部与第四销轴(11)铰接构成转动副；一对连杆连接件(3)铰接在第一连杆(4)的两端构成转动副；第一销轴(2)与第一连接件(3)固连，对称布置的第一连杆(4)与第一连接件(3)铰接；套筒(6)的上端与第一连杆(4)以螺纹连接的方式固连，套筒(6)的下端与第三连杆(7)的上端构成转动副，第三连杆7通过第二销轴(8)与第二连接件(9)铰接，对称分布的第三销轴(10)以螺纹连接的方式固定在腿部连接件(13)上，第三销轴(10)与第二连接件(9)构成转动副；角平分线机构能实现两侧腿部连接件(13)运动的耦合，在不增加多余自由度的情况下，使髋部支架(1)时刻保持在两侧腿部连接件(13)运动的角平分线上；所述的髋关节柔性驱动机构左右对称分布，髋关节柔性驱动机构包括右侧第一柔性驱动构件(1801)、左侧第一柔性驱动构件(1802)、第二柔性驱动构件(20)、右侧舵机(1501)和左侧舵机(1502)；右侧舵机(1501)和左侧舵机(1502)分别通过两对内六角螺钉(14)对称布置在髋部支架(1)的两侧，右侧舵机(1501)通过右侧第一齿轮(1601)及右侧第二齿轮(1701)将动力传递给右侧第一柔性驱动构件(1801)，左侧舵机(1502)通过左侧第一齿轮(1602)及左侧第二齿轮(1702)将动力传递给左侧第一柔性驱动构件(1802)；第一柔性驱动构件(1801)和第一柔性驱动构件(1802)分别通过均匀布置在内侧的四个第一拉簧固定件(25)牵引拉簧(26)带动固连在第二柔性驱动构件(20)上的四个第二拉簧固定件(27)，从而实现右侧舵机(1501)和左侧舵机(1502)分别对腿部连接件(13)的柔性驱动；腿部连接件(13)与第二柔性驱动构件(20)固连，右侧第一柔性驱动构件(1801)、左侧第一柔性驱动构件(1802)分别通过一对第一轴承(21)与轴(19)构成转动副，对称分布的第二柔性驱动构件(20)通过一对第二轴承(24)与轴(19)构成转动副，轴套(22)和轴承固定螺母(23)用来确定第一轴承(21)与第二轴承(24)的相对位置；所述的右侧舵机(1501)和左侧舵机(1502)为相同舵机，右侧第一齿轮(1601)和左侧第一齿轮(1602)为相同齿轮，右侧第二齿轮(1701)和左侧第二齿轮(1702)为相同齿轮，第一柔性驱动构件(1801)和第一柔性驱动构件(1802)为结构相同构件。