[发明专利]四足机器人低转动惯量配置的腿足机构

权利要求书

1.一种用于机器人的腿足机构，该机器人包括本体，该腿足机构包括髋关节、大腿、膝关节、小腿，其中髋关节和膝关节均具有一个固定部和一个相对于该固定部作枢转运动的枢转部，所述髋关节的固定部固定连接于所述本体，所述髋关节的枢转部固定连接于所述大腿的上部，所述膝关节的固定部固定连接于所述大腿的下部，所述膝关节的枢转部固定连接于所述小腿的上部，其特征在于，

该腿足机构还包括一个固定连接于所述本体的髋关节电机(1)，该髋关节电机包括一个垂直于大腿的轴向的动力输出轴，该动力输出轴通过一个髋关节同步带(2)带动髋关节的枢转部相对于髋关节的固定部进行转动，从而带动大腿(8)相对于所述本体进行转动。

2.如权利要求1所述的机器人的腿足机构，其特征在于，

该腿足机构还包括一个安装于大腿的上部的膝关节电机(3)、一个蜗轮蜗杆(4)、一个第一带轮(5)、一个膝关节同步带(6)和一个第二带轮(7)；

该膝关节电机包括一个平行于大腿的轴向的动力输出轴，该第一带轮通过该蜗轮蜗杆与该膝关节电机的动力输出轴相连，以将该膝关节电机的动力输出轴的转动进行90度的转换，使该第一带轮在平行于大腿的轴向的转动平面上转动；并且，

该第一带轮通过该膝关节同步带带动该第二带轮转动；

该第二带轮与所述膝关节的枢轴部固定连接，带动小腿(9)相对于所述膝关节的固定部进行转动。

3.如权利要求2所述的机器人的腿足机构，其特征在于，所述第一带轮和第二带轮位于所述大腿的相对于本体的外侧位置。

4.如权利要求2所述的机器人的腿足机构，其特征在于，所述蜗轮蜗杆的转动轴与髋关节的枢转部同轴。

5.如权利要求2所述的机器人的腿足机构，其特征在于，所述髋关节或膝关节上安装有限位构件，该限位构件用于防止关节运动幅度过大。

6.如权利要求5所述机器人的腿足机构，其特征在于，所述限位构件为机械限位构件，其通过机械方式限制构件的相对运动。

7.如权利要求6所述机器人的腿足机构，其特征在于，所述机械限位构件件包括限位块(10)和限位栓(11)，其分别固定于关节的固定部和枢转部，限位块位于限位栓的运动路径上。

8.如权利要求7所述机器人的腿足机构，其特征在于，所述限位块的安装位置是可调的。

9.如权利要求5所述机器人的腿足机构，其特征在于，所述限位构件为感应限位机构，其用于对构件的相对机械运动进行感应产生感应信号的构件，并将该感应信号发送给一个外部控制装置，使该外部控制装置通过对该感应信号的处理来限制所述构件的相对机械运动。

10.如权利要求9所述机器人的腿足机构，其特征在于，所述感应限位机构为霍尔限位机构，其包括一个霍尔传感器(12)和一个感应片(13)，其分别安装于能够绕髋关节或膝关节相对转动的两个机械构件上。

11.如权利要求10所述机器人的腿足机构，其特征在于，所述感应片(13)包括磁性材料，所述外部控制器为所述机器人的上位控制器。

12.如权利要求2所述的机器人的腿足机构，其特征在于，该腿足机构还包括一个足部，该足部安装有触地感知机构和被动柔顺机构，所述触地感知机构用于感知所述足部触地力的大小，所述被动柔顺机构用于缓冲所述足部落地瞬间的碰撞。

13.如权利要求12所述的机器人的腿足机构，其特征在于，所述触地感知机构包括触地传感器(14)和弹簧(15)，所述弹簧(15)安装于足部的一个可伸缩装置的立柱上。

14.如权利要求12所述的机器人的腿足机构，其特征在于，所述被动柔顺机构包括脚套(17)，其安装于机器人的足部的底部。

15.如权利要求12所述的机器人的腿足机构，其特征在于，所述被动柔顺机构包括缓冲垫片(18)，其安装于触地传感器(14)的上下两面。