本實用新型屬于機器人領(lǐng)域，具體涉及一種仿人機器人下肢站立機構(gòu)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的市場上流行的仿人服務(wù)機器人大多不具有下肢運動能力，由于仿人服務(wù)機器人的機構(gòu)及自身重量較大，一般的電機即使在減速器的作用下通過扭矩也很難使機器人具有站立功能，這種裝置可以有效的解決這種仿人服務(wù)機器人下肢運動的問題，且結(jié)構(gòu)簡單，加工生產(chǎn)成本較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實用新型提供了一種仿人機器人下肢站立機構(gòu)。本實用新型要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種仿人機器人下肢站立機構(gòu)，包括左腿組件和右腿組件，所述左腿組件和右腿組件分別包括推桿電機、膝關(guān)節(jié)件、腰部旋轉(zhuǎn)件、鋼絲繩、小腿和大腿，

所述鋼絲繩的一端固定在推桿電機的電機軸上，所述鋼絲繩的另一端依次穿過小腿、膝關(guān)節(jié)件、大腿后與腰部旋轉(zhuǎn)件固定連接；

所述膝關(guān)節(jié)件包括本體、膝關(guān)節(jié)中間件、膝關(guān)節(jié)軸及設(shè)置在膝關(guān)節(jié)軸兩端的深溝球軸承，所述本體的左右兩側(cè)設(shè)有與深溝球軸承連接的側(cè)板，所述膝關(guān)節(jié)中間件上設(shè)有與膝關(guān)節(jié)軸配合的內(nèi)孔，所述膝關(guān)節(jié)軸穿過內(nèi)孔后與深溝球軸承配合連接；

所述小腿的上端與本體固定連接，所述大腿的下端與膝關(guān)節(jié)中間件固定連接，所述大腿的上端與腰部旋轉(zhuǎn)件固定連接。

作為本實用新型的一個優(yōu)選實施例，所述左腿組件還包括曲柄件，所述推桿電機軸端通過插銷與曲柄件的一端連接，所述曲柄件的另一端通過小腿中間杠桿件與小腿固定連接。

作為本實用新型的一個優(yōu)選實施例，所述腰部旋轉(zhuǎn)件包括腰部本體、腰部中心軸、與腰部中心軸配合的深溝球軸承及腰部承重件，所述腰部中心軸與深溝球軸承連接后再與鋼絲繩的另一端固定連接，所述腰部本體的兩側(cè)設(shè)有用于固定腰部中心軸的上下側(cè)板，所述腰部承重件上設(shè)有與腰部中心軸相配合的中心孔，所述腰部承重件的外壁與上下側(cè)板固定連接。

作為本實用新型的一個優(yōu)選實施例，所述右腿組件中的推桿電機與鋼絲繩連接后再與右腿組件中的腰部鋼絲繩連接，在右腿組件中的推桿電機伸縮時帶動大腿繞膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)裝置站立，下坐動作。

作為本實用新型的一個優(yōu)選實施例，所述左腿組件中的推桿電機分別與左腿組件中的腰部旋轉(zhuǎn)件上的鋼絲繩雙向連接，形成平行四邊形機構(gòu)，推桿電機在伸縮時限制腰部承重件的運動空間，使腰部承重件時刻保持與大腿連接件相反的運動姿態(tài)。

作為本實用新型的一個優(yōu)選實施例，其特征在于，所述左腿組件和右腿組件分別固定在底板上。

作為本實用新型的一個優(yōu)選實施例，所述推桿電機內(nèi)置在電機殼內(nèi)，所述電機殼包括電機殼上部件和電機殼下部件，所述電機殼上部件和電機殼下部件固定連接。

本實用新型的有益效果：

本實用新型各個構(gòu)件不同的連接方式和配合實現(xiàn)膝關(guān)節(jié)一個自由度和腰部的一個自由度，通過右腿的電機的伸縮帶動鋼絲繩運動，使與右腿鋼絲繩連接的鋼絲繩連接件一同旋轉(zhuǎn)運動，同時帶動左邊大腿連接件的旋轉(zhuǎn)運動，左腿的電機為左腿下部分的杠桿件提供動力使杠桿件與左腿鋼絲繩連接件通過鋼絲繩的連接形成平行四邊形機構(gòu)，使腰部桿件在旋轉(zhuǎn)運動時受到左腿電機的位置限制，達到理想的運動狀態(tài)。這種仿生站立裝置實現(xiàn)了仿人機器人的站立，坐下的運動特性。

本實用新型具有裝置簡單，目的性強，運動平穩(wěn)，機構(gòu)性能穩(wěn)定，便于裝配調(diào)整等優(yōu)點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或裝置技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或裝置技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型裝置的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實用新型裝置的右腿腰部結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本實用新型裝置的左腿腰部結(jié)構(gòu)；

圖4為本實用新型裝置的左腿膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

為進一步闡述本實用新型達成預定目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型的具體實施方式、結(jié)構(gòu)特征及其功效，詳細說明如下。

實施例1：

參照附圖，一種仿人機器人下肢站立機構(gòu)，其特征在于，包括：

一底板，底板通過螺栓分別與左右大腿電機殼下部件固定連接；

一膝關(guān)節(jié)，膝關(guān)節(jié)包括膝關(guān)節(jié)中間件，膝關(guān)節(jié)中間件通過內(nèi)孔與膝關(guān)節(jié)軸配合，軸兩端再配合雙列深溝球軸承與膝關(guān)節(jié)兩邊側(cè)板連接；

一左腿組件，左腿組件包括一推桿電機，推桿電機通過電機殼上下部件固定，推桿電機軸端通過插銷與曲柄件連接后再與左小腿中間杠桿件連接。鋼絲繩一端分別與杠桿件上的兩孔固定連接后穿過膝關(guān)節(jié)件的內(nèi)孔再穿過左大腿組件的中心孔與腰部轉(zhuǎn)動組件的鋼絲繩固定連接；

一右腿組件，右腿組件包括一推桿電機底端通過插銷與底板固連，電機整體通過電機殼上下部件固定，電機軸上端孔與鋼絲繩固定連接，繞過膝關(guān)節(jié)軸再穿過右大腿組件的中心孔與右大腿的腰部組件的鋼絲繩連接件固定連接；

一腰部旋轉(zhuǎn)組件包括腰部中心軸與深溝球軸承配合后再與鋼絲繩部件上下通過螺栓固定，中心軸左右兩端固定于腰部旋轉(zhuǎn)組件的上下側(cè)板，腰部承重件的中心孔與中心軸配合，外側(cè)與腰部側(cè)板配合連接；

其中，右腿推桿電機底部固定在底板件上，推桿電機軸通過鋼絲繩繞過膝關(guān)節(jié)中心孔與腰部關(guān)節(jié)的鋼絲繩連接件連接，通過推桿電機的伸縮帶動鋼絲繩軸向移動，促使腰部桿件的鋼絲繩在腰部中心軸及滾動軸承的作用下，整個右腿大腿桿件繞膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)。以至通過腰部承重件帶動左大腿共同旋轉(zhuǎn)。

其中，左腿推桿電機底部固定在底板件上，推桿電機軸上端與一曲柄件以插銷連接，曲柄件另一端通過螺栓與杠桿件一端連接，杠桿件上部兩端孔與鋼絲繩固定連接繞過膝關(guān)節(jié)軸與腰部鋼絲繩連接件上的兩孔連接，在右腿的推桿電機收縮時帶動左右大腿旋轉(zhuǎn)站立時，左大腿推桿電機伸長，促使鋼絲繩連接的一端放松，使與鋼絲繩連接的腰部承重件在重力的左右下與大腿桿件做相對逆向運動。

其中，在機器人腿部桿件做坐下動作時左右腿電機做相反的運動。

其中，膝關(guān)節(jié)中心件始終在中心軸和滾動軸承的作用下做旋轉(zhuǎn)運動。

其中，右腿的鋼絲繩連接件與鋼絲繩只連接一面，隨電機的伸縮帶動鋼絲繩運動，使整個桿件圍繞膝關(guān)軸做旋轉(zhuǎn)運動。

其中，左大腿的杠桿件通過鋼絲繩與左腿腰部鋼絲繩兩處連接，構(gòu)成平行四邊形裝置，在推桿電機和坐落于腰部沉重件上的重力的作用下，始終保持與腿部組件中的大腿桿件做逆向運動。

其中，左右腰部承重件與機器人上半身固定承受機器人上身重量，并保持左右腰部承重件的運動的一致性。

其中，右腿的推桿電機與鋼絲繩連接再與右腿腰部中的鋼絲繩連接件連接，在電機伸縮時帶動大腿繞膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)裝置站立，下坐動作。

其中，左腿的推桿電機分別與左腿腰部的鋼絲繩連接件雙向連接，形成平行四邊形機構(gòu)，在電機的伸縮時限制腰部承重件的運動空間，使腰部承重件時刻保持與大腿連接件相反的運動姿態(tài)。

本實用新型各個構(gòu)件不同的連接方式和配合實現(xiàn)膝關(guān)節(jié)一個自由度和腰部的一個自由度，通過右腿的電機的伸縮帶動鋼絲繩運動，使與右腿鋼絲繩連接的鋼絲繩連接件一同旋轉(zhuǎn)運動，同時帶動左邊大腿連接件的旋轉(zhuǎn)運動，左腿的電機為左腿下部分的杠桿件提供動力使杠桿件與左腿鋼絲繩連接件通過鋼絲繩的連接形成平行四邊形機構(gòu)，使腰部桿件在旋轉(zhuǎn)運動時受到左腿電機的位置限制，達到理想的運動狀態(tài)。這種仿生站立裝置實現(xiàn)了仿人機器人的站立，坐下的運動特性。

本實用新型具有裝置簡單，目的性強，運動平穩(wěn)，機構(gòu)性能穩(wěn)定，便于裝配調(diào)整等優(yōu)點。

實施例2：

參照圖1-圖4，結(jié)合附圖標記詳細敘述本實用新型：

右腿小腿組件包括：右腿推桿電機29，右腿推桿電機殼上部件18，右腿推桿電機殼下部件21，膝關(guān)節(jié)承重件12。

右腿推桿電機29底部與底板1通過螺栓固定在底板上，電機殼上部件18和電機殼下部件21通過螺栓連接在一起，推桿電機內(nèi)置在電機殼內(nèi)，右腿小腿上部電機殼18通過螺栓與膝關(guān)節(jié)承重件12固定連接，左腿小腿下部件與右腿結(jié)構(gòu)相同。

膝關(guān)節(jié)組件包括：膝關(guān)節(jié)軸2，膝關(guān)節(jié)件25，膝關(guān)節(jié)右側(cè)側(cè)板27，膝關(guān)節(jié)左側(cè)側(cè)板3，角接觸球軸承5203。

膝關(guān)節(jié)軸2內(nèi)置在膝關(guān)節(jié)件25中，在膝關(guān)節(jié)軸的兩側(cè)分別裝配角接觸球軸承5203，角接觸軸承與膝關(guān)節(jié)件25采用基軸制過渡配合，與膝關(guān)節(jié)軸2采用基孔制過渡配合，膝關(guān)節(jié)左側(cè)板3,膝關(guān)節(jié)右側(cè)板27均有盲孔與膝關(guān)節(jié)軸2配合，限制軸的軸向位移。左腿膝關(guān)節(jié)與右腿膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)一樣。

左腿小腿上部組件包括：左腿小腿承接件10，左腿膝關(guān)節(jié)件8，曲柄件28，杠桿件9，螺母11，橫向杠桿件23，深溝球軸承6000。

左腿推桿電機軸端與曲柄件28通過銷釘連接，左腿小腿承接件10和左腿膝關(guān)節(jié)件8通過螺栓固定連接，曲柄件28的另一端與杠桿件9通過螺栓連接，橫向杠桿件23上通過軸肩與螺母11固定深溝球軸承6000，再與杠桿件9以基軸制過渡配合連接，橫向杠桿件通過左腿膝關(guān)節(jié)件8上的溝槽的位置限制橫向杠桿件的軸向移動。

左右大腿組件均由大腿連接件26，髖關(guān)節(jié)承接件4，腰部下側(cè)板19，右腿腰部上側(cè)板13，左腿腰部上側(cè)板24。

左右大腿均由大腿連接件26的一端與膝關(guān)節(jié)件25通過螺釘連接，另一端分別與髖關(guān)節(jié)承接件4通過螺栓連接，腰部下側(cè)板19和右腿腰部上側(cè)板13，左腿腰部上側(cè)板24分別通過螺栓連接。

右腿腰部轉(zhuǎn)動組件包括：腰部轉(zhuǎn)動軸17，右腿鋼絲繩連接件6，深溝球軸承6004，腰部承重件20。

腰部轉(zhuǎn)動軸17與深溝球軸承6004通過基孔制過渡配合，左右深溝球軸承部分內(nèi)置于髖關(guān)節(jié)承接件4和腰部承重件20中，髖關(guān)節(jié)承接件4與腰部承重件20均有盲孔與腰部轉(zhuǎn)動軸17配合，限制腰部轉(zhuǎn)動軸17的軸向位移.鋼絲繩連接件6通過螺栓兩兩配合，壓緊在深溝球軸承6004上。并同時限制深溝球軸承6004的另一側(cè)的軸向移動。

左腿腰部組件包括：左腿腰部轉(zhuǎn)動軸22，左腿鋼絲繩連接件7，腰部承重件20，一對深溝球軸承6004組成。

腰部轉(zhuǎn)動軸22與深溝球軸承6004通過基孔制過渡配合，左右深溝球軸承部分內(nèi)置于髖關(guān)節(jié)承接件4和腰部承重件20中，髖關(guān)節(jié)承重件4與腰部承重件20均有盲孔與腰部轉(zhuǎn)動軸22配合，限制腰部轉(zhuǎn)動軸22的軸向位移.左腿鋼絲繩連接件7通過螺栓兩兩配合，壓緊在深溝球軸承6004上。并同時限制深溝球軸承6004的另一側(cè)軸向位移。同時左腿鋼絲繩連接件與腰部承重件20配合固定。

右腿鋼絲繩首先連接右腿推桿電機的軸孔后，再通過膝關(guān)節(jié)承重件12的內(nèi)孔，再繞過膝關(guān)節(jié)軸2，再穿過大腿連接件26后與右腿鋼絲繩連接件6上的一端的通孔固定連接。

左腿鋼絲繩首先分別與杠桿件9兩端固定連接，然后繞過膝關(guān)節(jié)軸2，穿過大腿連接件26后與左腿鋼絲繩連接件7兩端通孔分別固定連接。

右腿推桿電機29為整個裝置提供站立所需要的動力，通過鋼絲繩的連接將動力傳遞到右腿鋼絲繩連接件6上，在電機的收縮階段在膝關(guān)節(jié)軸2的作用下，使整個大腿連接件26繞著膝關(guān)節(jié)軸2做旋轉(zhuǎn)運動。機器人上部身體通過腰部承重件20固定連接，同時使左右大腿連接件26具有相同的運動形式。

左腿鋼絲繩與杠桿件9和左腿鋼絲繩連接件7的連接形式構(gòu)成平面四邊形機構(gòu)，在右腿電機帶動整個下肢裝置站立時，左腿推桿電機伸長，使平行四邊形機構(gòu)的一邊松弛，腰部承重件20在重力的作用及鋼絲繩一邊松弛所給出的運動空間下進行運動。

整個下肢站立裝置在左右推桿電機相互配合下，使裝置在站立階段時右腿電機收縮，帶動整個裝置的大腿桿件做逆時針運轉(zhuǎn)，左腿電機同時進行伸長促使腰部承重件在重力和推桿電機給予的運動空間的作用下順時針運轉(zhuǎn)。

本實用新型通過結(jié)構(gòu)的仿生設(shè)計，結(jié)構(gòu)間的合理連接和配合，動力裝置間的有效搭配，成功的實現(xiàn)了仿人機器人下肢站立的運動性能，此結(jié)構(gòu)科學合理，功能完善，裝置性能穩(wěn)定，便于生產(chǎn)調(diào)試。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本實用新型的保護范圍。