[发明专利]一种闭链式步行腿机构

摘要

本发明公开一种闭链式步行腿机构，属于机器人车辆行走技术领域。本发明步行腿机构包括第一闭链机构(大腿部分)及第二闭链机构(小腿部分)，大腿采用曲柄摇块机构，包括安装支架、连杆、曲柄、滑块、电机、滑动轴承、转轴、导轨、曲柄轴及连杆轴；小腿采用曲柄滑块机构，包括滑块、电机、导轨、腿杆、滑动轴承、曲柄轴、曲柄及连杆。大腿的曲柄摇块机构用于控制步行腿机构腿杆的上下移动和前后摆动，小腿的曲柄滑块机构则用于控制步行腿机构腿杆的伸缩，本发明机构能够通过大腿部分的电机和小腿部分的电机的协同驱动完成复杂路面的行走功能，本发明机构可应用于越障车或机器人的行走系统中。

主权项

1.一种闭链式步行腿机构，其特征在于该步行腿机构包括第一闭链机构及第二闭链机构，所述第一闭链机构构成大腿，所述第二闭链机构构成小腿，所述第一闭链机构采用曲柄摇块机构，所述第一闭链机构包括安装支架(1)、第一连杆(10)、第一曲柄(16)、第一滑块(8)、第一电机(13)、第四滑动轴承(5)、第一转轴(4)、第一导轨(9)、第一曲柄轴(14)、第一轴向挡圈(17)、第一连杆轴(18)及第一滑动轴承(19)；所述第二闭链机构采用曲柄滑块机构，所述第二闭链机构包括第二滑块(11)、第二电机(6)、第二导轨(12)、腿杆(20)、第六滑动轴承(21)、第二曲柄轴(22)、第二曲柄(23)、第二连杆(24)、第二轴向挡圈(17A)、第二连杆轴(18A)、第二滑动轴承(19A)、第三轴向挡圈(17B)、第三连杆轴(18B)、第三滑动轴承(19B)及所述第一连杆(10)；所述安装支架(1)为U型结构，所述安装支架(1)上下端面设有螺栓孔，所述安装支架(1)通过螺栓与机器人本体连接，所述安装支架(1)的侧面设有两个安装孔，分别用于安装所述第一电机(13)和所述第四滑动轴承(5)；所述第四滑动轴承(5)为中空法兰型结构，所述第四滑动轴承(5)通过法兰与所述安装支架(1)固连；所述第一转轴(4)的一端设有矩形法兰，所述矩形法兰通过盘头螺钉(7)与所述第一滑块(8)固连，所述第一转轴(4)的另一端与所述第四滑动轴承(5)采用间隙配合构成转动副，所述第一转轴(4)与所述第四滑动轴承(5)通过卡环进行轴向限位；所述第一连杆(10)呈倒“L”形，所述第一连杆(10)的一侧通过螺栓安装所述第一导轨(9)和所述第二电机(6)，所述第一连杆(10)的另一侧安装所述第二滑块(11)；所述第一滑块(8)与所述第一导轨(9)配合构成移动副；所述第一连杆(10)的下端设有安装孔，所述第一连杆(10)通过所述第一滑动轴承(19)和所述第一连杆轴(18)与所述第一曲柄(16)相连；所述第二导轨(12)通过螺栓固定在所述腿杆(20)的上半部，所述第二导轨(12)与所述第二滑块(11)配合构成移动副；所述第一电机(13)安装在所述安装支架(1)上，所述第一电机(13)与所述第一曲柄轴(14)的一端联接，所述第一曲柄轴(14)的另一端设有法兰，所述第一曲柄轴(14)通过法兰与所述第一曲柄(16)固连；第五滑动轴承(15)呈空心轴套型，所述第五滑动轴承(15)与所述安装支架(1)上的安装孔为过盈配合，所述第五滑动轴承(15)的内孔与所述第一曲柄轴(14)采用间隙配合构成转动副；所述第一曲柄(16)的两端分别通过螺栓与所述第一曲柄轴(14)及所述第一连杆轴(18)固连；所述第一连杆轴(18)的一端通过法兰安装在所述第一曲柄(16)上，所述第一连杆轴(18)的另一端与所述第一滑动轴承(19)采用间隙配合构成转动副，所述第一连杆轴(18)与所述第一滑动轴承(19)用所述第一轴向挡圈(17)进行轴向限位；所述第一滑动轴承(19)呈空心轴套型，所述第一滑动轴承(19)与所述第一连杆(10)上的安装孔为过盈配合；所述第一轴向挡圈(17)、所述第一连杆轴(18)及所述第一滑动轴承(19)组成第一转动关节组；所述腿杆(20)是所述步行腿机构的执行末端，所述腿杆(20)的上半部与所述第二导轨(12)通过螺栓固连；所述第二导轨(12)能够沿所述第二滑块(11)移动，进而控制所述腿杆(20)的伸缩；所述第六滑动轴承(21)呈空心轴套型，所述第六滑动轴承(21)与所述第一连杆(10)上的安装孔为过盈配合，所述第六滑动轴承(21)的内孔与所述第二曲柄轴(22)采用间隙配合构成转动副；所述第二曲柄轴(22)呈阶梯状，所述第二曲柄轴(22)的一端设有法兰，所述第二曲柄轴(22)通过法兰与所述第二曲柄(23)固连；所述第二曲柄轴(22)伸出的轴端与所述第二电机(6)的输出轴固连；所述第二轴向挡圈(17A)、所述第二连杆轴(18A)及所述第二滑动轴承(19A)组成第二转动关节组；所述第三轴向挡圈(17B)、所述第三连杆轴(18B)及所述第三滑动轴承(19B)组成第三转动关节组；所述第二转动关节组及所述第三转动关节组的结构与所述第一转动关节组的结构相同；所述第二曲柄(23)的一端与第二曲柄轴(22)固连，所述第二曲柄(23)的另一端通过所述第二转动关节组与所述第二连杆(24)联接；所述第二连杆(24)的两端设有若干安装孔，所述第二连杆(24)的一端通过所述第二转动关节组与所述第二曲柄(23)相连，所述第二连杆(24)的另一端通过所述第三转动关节组与所述腿杆(20)相连。