[发明专利]一种冗余混联电液混合驱动拟人机械腿

摘要

本发明公开了一种冗余混联电液混合驱动拟人机械腿，包括胯关节模块、膝关节模块、踝关节模块、脚掌和六维传感器；所述胯关节模块固定在机器人的身体上，所述膝关节模块连接在胯关节下面，所述踝关节固定在膝关节模块上，所述脚掌固定在踝关节上，所述六维力传感器固定在脚掌上；本发明拟人机械腿整体机构有七个自由度，胯关节三个自由度，膝关节一个自由度，踝关节三个自由度，符合人体运动自由度分布。采用串并混联机构充分发挥了串联和并联的优点，具有承载能力强、运动惯性小、动态特性好等优点，且有位置冗余自由度，运动比非冗余机械腿更加灵活。

主权项

1.一种冗余混联电液混合驱动拟人机械腿，其特征在于：包括胯关节模块(1)、膝关节模块(2)、踝关节模块(3)、脚掌(4)和六维传感器(5)；所述胯关节模块(1)固定在机器人的身体上，所述膝关节模块(2)连接在胯关节下面，所述踝关节固定在膝关节模块(2)上，所述脚掌(4)固定在踝关节上，所述六维力传感器(406)固定在脚掌(4)上；/n所述胯关节模块(1)包括胯关节定平台(201)、胯关节变向支链、第一中间块(202)、第一主轴(203)、第一大腿杆(211)、谐波减速器(212)、侧面连接板(215)、第一电机(216)、第一侧轴(217)和侧轴支座(218)；两个侧轴支座(218)均固定在胯关节定平台(201)上，第一侧轴(217)的两端分别安装在两个侧轴支座(218)上，第一中间块(202)套装在第一侧轴(217)上；所述第一主轴(203)穿过第一中间块(202)且第一主轴(203)的两端分别内嵌在两个第一大腿杆(211)内；所述胯关节变向支链包括支撑垫板(204)、胡可铰基座(205)、第二中间块(206)、第二主轴(207)、第二侧轴(208)、第一液压缸(209)、第一液压杆(210)、第一输出轴(213)、输出轴支座(214)；所述支撑垫板(204)通过螺栓固定在胯关节定平台(201)上，所述胡可铰支座(205)固定在支撑垫板(204)上，所述第二侧轴(208)的两端连接在胡可铰支座(205)上，第二侧轴(208)的中部穿过第二中间块(206)并与第二中间块(206)相铰接，所述第二主轴(207)穿过第二中间块(206)和所述第一液压缸(209)，所述第一液压杆(210)的一端伸入第一液压缸(209)内，第一液压杆(210)的另一端铰接在所述第一输出轴(213)上，所述第一输出轴(213)通过两个所述输出轴支座(214)进行支撑；所述侧面连接板(215)固定在第一大腿杆(211)内侧，所述第一电机(216)固定在第一大腿杆(211)上，所述谐波减速器(212)固定在第一大腿杆(211)上，所述谐波减速器(212)的输入轴通过键与固定在第一大腿杆(211)上的第一电机(216)的输出轴相连接；其中一个胯关节变相支链的两个所述输出轴支座(214)固定在其中一个第一大腿杆(211)上，另一个胯关节变相支链的两个所述输出轴支座(214)固定在侧面连接板(215)的外侧面上，侧面连接板(215)的外侧面与第一大腿杆(211)相互垂直；/n所述膝关节模块(2)包括大腿连接板(301)、第二大腿杆(302)、第一连接轴支座(303)、第一连接轴(304)、第二液压缸(305)、第三输出轴(306)、第二液压杆(307)、小腿杆(308)、第二连接轴支座(309)、第二连接轴(310)和小腿连接板(311)；所述大腿连接板(301)一端面与谐波减速器(212)的输出端固定连接，大腿连接板(301)的两侧侧面上固定有两个第二大腿杆(302)，两根第二大腿杆(302)和两根小腿杆(308)的一端均铰接在第三输出轴(306)上，两根小腿杆(308)的另一端通过小腿连接板(311)固定连接；所述第一连接轴支座(303)固定在第二大腿杆(302)内侧，所述第一连接轴(304)穿过第二液压缸(305)的底座，所述第一连接轴(304)的两端穿过两个第一连接轴支座(303)并通过两个第一连接轴支座(303)进行支撑；，所述第二液压杆(307)一端伸入第二液压缸(305)内，第二液压杆(307)的另一端铰接在所述第二连接轴(310)上，所述第二连接轴(310)的两端穿过两个第二连接轴支座(309)并通过两个第二连接轴支座(309)分别固定在两个小腿杆(308)上，所述第二连接轴支座(309)固定在所述小腿杆(308)内侧；/n所述踝关节模块(3)包括踝关节定平台(401)、六维力传感器(406)、脚掌(4)、六维力传感器(407)、踝关节动平台(408)、支撑球杆(409)、固定连接板(410)和三根踝关节运动支链；所述踝关节定平台(401)固定在膝关节模块(2)的小腿连接杆(311)上；三根踝关节运动支链的一端对称分布在踝关节定平台(401)上，三根踝关节运动支链的另一端对称分布在踝关节动平台(408)上；所述踝关节运动支链包括第一球铰支座(402)、电动伸缩底座(403)、电动伸缩球杆(404)和第二球铰支座(405)，所述第一球铰支座(402)固定在踝关节定平台(401)上，所述电动伸缩底座(403)的底端与第一球铰支座(402)通过球铰配合，电动伸缩球杆(404)的一端伸入电动伸缩底座(403)内部，所述电动伸缩球杆(404)的另一端与所述第二球铰支座(405)通过球副连接，所述第二球铰支座(405)固定在踝关节动平台(408)上；所述支撑球杆(409)一端通过所述固定连接板(410)固定在踝关节定平台(401)的中部，支撑球杆(409)的另一端通过球副与踝关节动平台(408)的中部连接，所述踝关节动平台(408)下端固定连接连接法兰盘(407)的上端面，连接法兰盘(407)的下端面与所述脚掌(4)固定连接，所述六维力传感器(406)固定在脚掌(4)上。/n