[发明专利]一种可自动伸缩的机器人腿

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别地涉及一种可自动伸缩的机器人腿。

背景技术

机器人在搬运、焊接和日常生活中均可以代替人类完成许多工作，尤其是一些重复性、枯燥乏味的工作，因此成为近几十年来研究的热点。在机器人的应用过程中，要求具有良好的稳定性和高效性，设计满足上述两个要求的机器人已成为学者和研究人员的研究重点和难点。

仿人机器人可以模仿人的行走步态，在其行走过程中，利用髋关节和膝关节的屈伸使得机器人向前行走。例如中国专利文献CN101121424A公开了一种多自由度的双足机器人下肢机构，该机构可最大程度的实现双足机器人拟人步态行走，经济可行，承载力大。另外中国专利文献CN101229826A公开了一种双足机器人的下肢机构，该机构具有10个自由度，实现髋关节和膝关节前摆自由度的两个电机均设计于膝关节处，优化了腿部机构的质量布局，降低了设计难度。上述专利均是通过髋关节和膝关节的摆动使得机器人向前行走的。

目前大部分仿人机器人机构都是通过髋关节和膝关节的屈伸摆动实现运动的，通过机器人腿的伸缩实现机器人运动的机构还较少。当机器人腿通过屈伸摆动实现运动时，一般需要多个电机对各关节进行驱动，这样就会涉及到初始状态的确定和变量协调的问题，增加了控制系统的复杂性。另外，目前大部分仿人机器人腿的运动精度不够高、反应较为缓慢、可靠性和稳定性仍需提高且结构较为复杂。

发明内容

为了达到上述目标，本发明提供了一种便于控制、运动精度高、反应灵敏、安全可靠、结构简单紧凑、便于加工安装的可自动伸缩的机器人腿解决方案。

本发明的技术方案为：

一种可自动伸缩的机器人腿，包括运动单元、上固定座、上电磁铁、套筒、下电磁铁、下固定座、U形块、弹簧板和弹簧。其中上固定座、上电磁铁、套筒、下电磁铁、下固定座、U形块依次自上而下固连在一起。所述弹簧安装在U形块底部，弹簧板在远离U形块底部的一端与所述弹簧固定连接。所述运动单元进一步包括依次自上而下固定连接的上连接杆，运动电磁铁和下连接杆，进一步在所述运动电磁铁的上端面和下端面分别设置上缓冲垫和下缓冲垫，所述上缓冲垫、运动电磁铁和下缓冲垫设置在套筒的空腔中，所述上连接杆贯穿所述上固定座和上电磁铁，所述下连接杆贯穿所述下电磁铁和下固定座。所述运动电磁铁的极性可变，所述上电磁铁和下磁铁的极性固定且相反，通过改变运动电磁铁的极性改变其与上电磁铁和下电磁铁之间的受力，带动上连接杆在套筒中运动，从而实现腿的伸缩功能。

优选地，所述上固定座和下固定座的中间为锯齿状的孔。

优选地，所述套筒的两端设有翻边结构。

优选地，采用继电器控制所述运动电磁铁极性的改变。

与现有技术采用的相比，本发明的有益效果是：

(1)可以实现机器人腿的自动伸缩。通过控制系统自动调节机器人腿的位置，从而实现机器人腿的灵活伸缩。

(2)运动精度高，可操作性强。由于对运动单元所到达的极限位置进行了限制，因此运动精度高。由于弹簧能起到“储能”的作用，因此避免了“卡死”等现象，可操作性强。

(3)反应灵敏、方便控制且稳定可靠。通过继电器改变运动电磁铁的极性，因此装置反应灵敏且方便控制。

(4)结构简单紧凑、便于加工安装。

附图说明

图1为本发明实施例的可自动伸缩机器人腿的结构示意图；

图2为本发明实施例的可自动伸缩机器人腿的运动单元结构示意图；

图3为本发明实施例的可自动伸缩机器人腿的上固定座、上电磁铁、套筒结构示意图；

图4为本发明实施例的可自动伸缩机器人腿的下电磁铁、下固定座、U形块结构示意图；

图5为本发明实施例的可自动伸缩机器人腿的弹簧板和弹簧结构示意图。

附图标记说明：

1-上连接杆；2-上固定座；3-上电磁铁；4-上缓冲垫；5-运动电磁铁；6-下缓冲垫；7-套筒；8-下连接杆；9-下电磁铁；10-下固定座；11-U形块；12-弹簧板；13-弹簧。

具体实施方式