專利名稱:一種仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)及連接有該機(jī)構(gòu)的機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)及連接有該機(jī)構(gòu)的機(jī)器人，包括髖關(guān)節(jié)組件和連接在髖關(guān)節(jié)組件上的驅(qū)動(dòng)組件，所述髖關(guān)節(jié)組件包括主支撐件，所述驅(qū)動(dòng)組件包括依次連接的電機(jī)、主動(dòng)帶輪、從動(dòng)帶輪和諧波減速器，所述電機(jī)固定連接在所述主支撐件上。本實(shí)用新型提供的一種仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)及連接有該機(jī)構(gòu)的機(jī)器人，其內(nèi)部主要支撐件采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將電機(jī)、諧波減速器的安裝件融為一體，減少了整個(gè)機(jī)構(gòu)的零件數(shù)量，便于安裝，降低了安裝產(chǎn)生的機(jī)械誤差，并在主支撐件內(nèi)部設(shè)計(jì)了筋板和加強(qiáng)筋，有效的保證的本實(shí)用新型髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)各零件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度。
【專利說明】
一種仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)及連接有該機(jī)構(gòu)的機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)及連接有該機(jī)構(gòu)的機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]模仿人的形態(tài)和行為而設(shè)計(jì)制造的機(jī)器人就是仿人機(jī)器人，一般分別或同時(shí)具有仿人的四肢和頭部。機(jī)器人一般根據(jù)不同應(yīng)用需求被設(shè)計(jì)成不同形狀，如運(yùn)用于工業(yè)的機(jī)械臂、輪椅機(jī)器人、步行機(jī)器人等。而仿人機(jī)器人研究集機(jī)械，電子，計(jì)算機(jī)，材料，傳感器，控制技術(shù)等多門科學(xué)于一體，代表著一個(gè)國家的高科技發(fā)展水平。從機(jī)器人技術(shù)和人工智能的研究現(xiàn)狀來看，要完全實(shí)現(xiàn)高智能，高靈活性的仿人機(jī)器人還有很長(zhǎng)的路要走，而且，人類對(duì)自身也沒有徹底地了解，這些都限制了仿人機(jī)器人的發(fā)展。
[0003]迄今為止，世界上比較成熟的仿人機(jī)器人設(shè)計(jì)方案中，其雙腿結(jié)構(gòu)均具有12個(gè)自由度，即單腿具有6個(gè)自由度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，而在雙腿結(jié)構(gòu)的三個(gè)關(guān)節(jié)(髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié))結(jié)構(gòu)中，髖關(guān)節(jié)因需要具有偏轉(zhuǎn)(Yaw)、俯仰(Pi tch)和翻滾(Ro11)三個(gè)自由度的功能，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般較為復(fù)雜，加工零件數(shù)量多，此外，由于大多數(shù)仿人機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多采用板類零件拼接的結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度也較差。
[0004]由此可見，能否針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，針對(duì)仿人機(jī)器人的髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)做進(jìn)一步改進(jìn)，以解決上述技術(shù)問題。在針對(duì)髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)有效實(shí)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)在偏轉(zhuǎn)、俯仰和翻滾的三個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)的功能，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型為了解決上述技術(shù)問題，提供一種仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)及連接有該機(jī)構(gòu)的機(jī)器人，機(jī)構(gòu)強(qiáng)度好、組裝零件數(shù)量少、剛度強(qiáng)，在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)其三個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)的誤差小。
[0006]為了達(dá)到上述技術(shù)效果，本實(shí)用新型包括以下技術(shù)方案:
[0007]—種仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括髖關(guān)節(jié)組件和連接在髖關(guān)節(jié)組件上的驅(qū)動(dòng)組件，所述髖關(guān)節(jié)組件包括主支撐件，所述驅(qū)動(dòng)組件包括依次連接的電機(jī)、主動(dòng)帶輪、從動(dòng)帶輪和諧波減速器，所述電機(jī)固定連接在所述主支撐件上。
[0008]本實(shí)用新型上述的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，在上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和連接方式的基礎(chǔ)上，可通過驅(qū)動(dòng)組件實(shí)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)組件具有偏轉(zhuǎn)、俯仰和翻滾三個(gè)自由度的功能。
[0009]進(jìn)一步的，所述主支撐件上連接有電機(jī)端蓋，所述電機(jī)的輸出軸穿過所述電機(jī)端蓋與所述主動(dòng)帶輪連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)還包括十字形連接件，所述十字形連接件的一個(gè)端部與所述主支撐件轉(zhuǎn)動(dòng)連接，相對(duì)的另一個(gè)端部與所述諧波減速器的柔輪固定連接。
[0011]通過在髖關(guān)節(jié)組件的結(jié)構(gòu)中，以十字形連接件進(jìn)行結(jié)構(gòu)連接和設(shè)計(jì)，采用一體化設(shè)計(jì)方案，有效減少了零件數(shù)量，降低了安裝機(jī)械誤差;增加了筋板和加強(qiáng)筋，提高了零件的強(qiáng)度和剛度，使整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。易于本實(shí)用新型的髖關(guān)節(jié)組件與大腿組件、腰部組件的各結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
[0012]進(jìn)一步的，所述的十字形連接件與所述主支撐件通過轉(zhuǎn)軸連接。
[0013]十字形連接件一端通過轉(zhuǎn)軸與主支撐件連接，另一端與諧波減速器的柔輪固定連接，并通過控制電機(jī)操控機(jī)器人實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0014]進(jìn)一步的，所述諧波減速器的鋼輪與所述主支撐件固定連接。
[0015]進(jìn)一步的，所述的十字形連接件包括十字形架體和固定連接在十字形架體四個(gè)端部的連接件。
[0016]進(jìn)一步的，所述的連接件通過定位銷和/或螺釘固定連接在所述十字形架體的四個(gè)端部上。
[0017]該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中髖關(guān)節(jié)組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工零件數(shù)量多的問題，且使最終連接后的髖關(guān)節(jié)組件連接強(qiáng)度高。通過設(shè)置在髖關(guān)節(jié)組件頂端的諧波減速器連接件和十字形連接件同軸線的兩個(gè)連接端分別與仿人機(jī)器人腰部組件、大腿組件的連接，實(shí)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)組件的偏轉(zhuǎn)、俯仰和翻滾三個(gè)自由度的功能。
[0018]進(jìn)一步的，所述的主動(dòng)帶輪與從動(dòng)帶輪之間通過同步齒形帶連接。
[0019]通過同步齒形帶連接，有效通過主動(dòng)帶輪帶動(dòng)從動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械強(qiáng)度好，強(qiáng)度尚O
[0020]進(jìn)一步的，所述主支撐件上還固定連接有諧波減速器連接件。
[0021 ]進(jìn)一步的，所述諧波減速器連接件上連接有腰部驅(qū)動(dòng)諧波減速器。
[0022]本實(shí)用新型髖關(guān)節(jié)組件通過諧波減速器連接件與腰部驅(qū)動(dòng)諧波減速器連接，所述腰部組件上的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件與所述腰部驅(qū)動(dòng)諧波減速器連接，實(shí)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)組件與腰部組件的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)以進(jìn)行機(jī)器人上體相對(duì)下體的偏轉(zhuǎn)。
[0023]—種機(jī)器人，包括上述的仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0024]采用上述技術(shù)方案，包括以下有益效果:本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有仿人機(jī)器人雙腿髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的缺陷和不足，提出一種仿人機(jī)器人雙腿髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的形式，其內(nèi)部主要支撐件采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將電機(jī)、諧波減速器的安裝件融為一體，減少了整個(gè)機(jī)構(gòu)的零件數(shù)量，便于安裝，降低了安裝產(chǎn)生的機(jī)械誤差，并在主支撐件內(nèi)部設(shè)計(jì)了筋板和加強(qiáng)筋，有效的保證的本實(shí)用新型髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)各零件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度。
【附圖說明】

[0025]圖1為本實(shí)用新型仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本實(shí)用新型十字形連接件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖中，
[0028]1、主支撐件;2、電機(jī);3、主動(dòng)帶輪;4、從動(dòng)帶輪;5、諧波減速器;6、電機(jī)端蓋;7、十字形連接件;8、十字形架體;9、連接件；10、諧波減速器連接件；11、腰部驅(qū)動(dòng)諧波減速器；12、主動(dòng)帶輪軸;13、從動(dòng)帶輪軸;14、連接件I; 15、連接件II; 16、連接件III; 17、連接件IV。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面通過具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0030]實(shí)施例:
[0031 ]本實(shí)施例提供一種仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，如圖1所示，包括髖關(guān)節(jié)組件和連接在髖關(guān)節(jié)組件上的驅(qū)動(dòng)組件，所述髖關(guān)節(jié)組件包括主支撐件I，所述驅(qū)動(dòng)組件包括依次連接的電機(jī)2、主動(dòng)帶輪3、從動(dòng)帶輪4和諧波減速器5，所述電機(jī)固定連接在所述主支撐件上。
[0032]其所述電機(jī)和主動(dòng)帶輪軸12通過頂絲進(jìn)行固定連接，主動(dòng)帶輪和主動(dòng)帶輪軸通過墊片和卡簧進(jìn)行固定連接，從動(dòng)帶輪軸13—端和從動(dòng)帶輪通過墊片和卡簧進(jìn)行固定連接，另一端與諧波減速器波發(fā)生器通過頂絲進(jìn)行固定連接，主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪傳動(dòng)連接。
[0033]當(dāng)髖關(guān)節(jié)組件需要運(yùn)動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)，進(jìn)一步電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)帶輪運(yùn)動(dòng)，所述主動(dòng)帶輪帶動(dòng)從動(dòng)帶輪運(yùn)動(dòng)，所述從動(dòng)帶輪帶動(dòng)諧波減速器轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步的通過諧波減速器使得髖關(guān)節(jié)組件相對(duì)腿部組件進(jìn)行翻滾自由度的功能。
[0034]在本實(shí)施例中，進(jìn)一步的，所述主支撐件上連接有電機(jī)端蓋6，所述電機(jī)的輸出軸穿過所述電機(jī)端蓋與所述主動(dòng)帶輪連接。電機(jī)端蓋通過螺釘固定在主支撐件上。在本實(shí)施例中，進(jìn)一步的，所述仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)還包括十字形連接件7，所述十字形連接件的一個(gè)端部與所述主支撐件轉(zhuǎn)動(dòng)連接，相對(duì)的另一個(gè)端部與所述諧波減速器的柔輪固定連接。
[0035]在本實(shí)施例中，進(jìn)一步的，如圖2所示，所述的十字形連接件與所述主支撐件通過轉(zhuǎn)軸連接。
[0036]在本實(shí)施例中，進(jìn)一步的，所述諧波減速器的鋼輪與所述主支撐件固定連接。
[0037]在本實(shí)施例中，進(jìn)一步的，所述的十字形連接件包括十字形架體8和固定連接在十字形架體四個(gè)端部的連接件9。
[0038]所述的連接件通過定位銷和/或螺釘固定連接在所述十字形架體的四個(gè)端部。
[0039]十字形架體一端與諧波減速器的柔輪通過螺釘固定連接，另一端通過軸和軸承與主支撐件進(jìn)行連接，諧波減速器的鋼輪與主支撐件通過螺釘固定連接。
[0040 ]所述連接件包括連接件114、連接件1115、連接件11116和連接件IV17，所述連接件I和十字形架體通過定位銷進(jìn)行定位并通過螺釘進(jìn)行固定連接，十字形架體和連接件II通過定位銷進(jìn)行定位并通過螺釘進(jìn)行固定連接，連接件II和連接件III通過定位銷進(jìn)行定位并通過螺釘進(jìn)行固定連接，連接件IV和十字形架體通過定位銷進(jìn)行定位并通過螺釘進(jìn)行固定連接。
[0041]在本實(shí)施例中，進(jìn)一步的，所述的主動(dòng)帶輪與從動(dòng)帶輪之間通過同步齒形帶連接。
[0042]在本實(shí)施例中，進(jìn)一步的，所述主支撐件上還固定連接有諧波減速器連接件10。諧波減速器連接件一端通過螺釘固定在主支撐件上，另一端與諧波減速器的柔輪通過螺釘固定連接。
[0043]在本實(shí)施例中，進(jìn)一步的，所述諧波減速器連接件上連接有腰部驅(qū)動(dòng)諧波減速器U。髖關(guān)節(jié)組件通過諧波減速器連接件與腰部驅(qū)動(dòng)諧波減速器連接，所述腰部組件上的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件與所述腰部驅(qū)動(dòng)諧波減速器連接，實(shí)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)組件與腰部組件的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)以進(jìn)行機(jī)器人上體相對(duì)下體的偏轉(zhuǎn)。
[0044]本實(shí)施例提供一種機(jī)器人，包括上述實(shí)施例所述的仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0045]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括髖關(guān)節(jié)組件和連接在髖關(guān)節(jié)組件上的驅(qū)動(dòng)組件，其特征在于，所述髖關(guān)節(jié)組件包括主支撐件(I)，所述驅(qū)動(dòng)組件包括依次連接的電機(jī)(2)、主動(dòng)帶輪(3)、從動(dòng)帶輪(4)和諧波減速器(5)，所述電機(jī)固定連接在所述主支撐件上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述主支撐件上連接有電機(jī)端蓋(6)，所述電機(jī)的輸出軸穿過所述電機(jī)端蓋與所述主動(dòng)帶輪連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)還包括十字形連接件(7)，所述十字形連接件的一個(gè)端部與所述主支撐件轉(zhuǎn)動(dòng)連接，相對(duì)的另一個(gè)端部與所述諧波減速器的柔輪固定連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的十字形連接件與所述主支撐件通過轉(zhuǎn)軸連接;所述諧波減速器的鋼輪與所述主支撐件固定連接。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的十字形連接件包括十字形架體(8)和固定連接在十字形架體四個(gè)端部的連接件(9)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的連接件通過定位銷和/或螺釘固定連接在所述十字形架體的四個(gè)端部上。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的主動(dòng)帶輪與從動(dòng)帶輪之間通過同步齒形帶連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述主支撐件上還固定連接有諧波減速器連接件(10)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述諧波減速器連接件上連接有腰部驅(qū)動(dòng)諧波減速器(11)。10.一種機(jī)器人，其特征在于，包括權(quán)利要求1?9任一項(xiàng)所述的仿人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】B25J17/02GK205704260SQ201620268706
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】苑全旺, 李冰川, 駱鵬
【申請(qǐng)人】北京鋼鐵俠科技有限公司