[实用新型]一种类人机器人腿部设计

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种类人机器人腿部设计，属于类人机器人技术领域。

背景技术

当前类人机器人行走方式主要有两类，一种是四轮型机器人，设计及控制简单，运动速度快，适合平缓地面使用；另一种是直立行走机器人，设计及控制复杂，可模仿人类动作，但在平缓地面仍无法实现快速运动。本实用新型融合了两者的优点，解决轮式机器人不能站立，双足机器人行走缓慢问题，本设计中，机器人在需要长距离或快速行进时，通过机器人膝部及脚部滚轮实现高速运动，当需要机器人站立式，通过膝部、裸部控制机构，实现机器人的站立行走。

实用新型内容

本实用新型提供了一种类人机器人腿部设计，为实现机器人利用滚轮行驶，在机器人膝部安装电动滚轮，滚轮具备基本的方向控制和减震处理，在脚部安装普通滚轮，不需要动力及方向控制，但有减震措施。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。

一种类人机器人腿部设计，为实现滚动行驶与直立行走的转换，在膝盖部位、脚裸部位安装齿轮机构；小腿臂上端与大腿臂下端通过轴连接，小腿臂上端两侧分别固定安装两个大直径齿轮，大腿臂下端对应大齿轮位置安装两个同轴小齿轮，小齿轮轴位置固定，小齿轮由步进电机控制，实现正反两个方向的转动；小腿下臂与机器足通过轴连接，在机器足两侧固定两个大齿轮，在小腿臂下端对应大齿轮安装两个同轴小齿轮，小齿轮轴位置固定，小齿轮由步进电机控制，实现正反两个方向的转动。

上述类人机器人腿部设计，包括上腿臂、小腿臂和机器足，所述上腿臂与小腿臂之间设置有膝部控制机构，小腿臂和机器足之间设置有裸部控制机构，膝部控制机构和裸部控制机构内部分别设置有膝部电动滚轮和足部从动滚轮。

进一步地，所述膝部控制机构由膝部大齿轮和膝部小齿轮组成，膝部大齿轮通过3个膝部螺钉固定于小腿臂上，膝部小齿轮通过膝部轴固定于上腿臂上；裸部控制机构由裸部大齿轮和裸部小齿轮组成，裸部大齿轮通过3个裸部螺钉固定于机器足上，并通过裸部大齿轮轴固定于小腿臂上，裸部小齿轮通过裸部小齿轮轴固定于小腿臂上。

该实用新型的有益效果在于：每个关节处采用两对齿轮，是为了提高机器人关节的稳定性及承载能力。由于大齿轮是固定于机械臂，所以当小齿轮转动时，会推动机械臂绕连接轴产生旋转运动，实现机器人的腿部及脚部的弯曲、伸直运动，便于类人机器人行走和减震处理。

附图说明

图1是本实用新型整体外观站姿示意图。

图2是本实用新型整体外观跪姿示意图。

图3是本实用新型的结构侧剖面示意图。

图中标记说明：1、上腿臂；2、小腿臂；3、膝部控制机构；4、裸部控制机构；5、机器足；6、膝部电动滚轮；7、足部从动滚轮；3-1、膝部小齿轮；3-2、膝部大齿轮；3-3、膝部螺钉；3-4、膝部轴；4-1、裸部小齿轮；4-2、裸部大齿轮；4-3、裸部螺钉；4-4、裸部小齿轮轴；4-5、裸部大齿轮轴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本实用新型。

如图1、如图2所示的类人机器人腿部，包括上腿臂1、小腿臂2和机器足5，上腿臂1与小腿臂2之间设置有膝部控制机构3，小腿臂2和机器足5之间设置有裸部控制机构4，膝部控制机构3和裸部控制机构4内部分别设置有膝部电动滚轮6和足部从动滚轮7。如图2所示，当机器人需要快速行进时，通过膝部控制机构3使机器膝部弯曲，通过裸部控制机构4使机器足5抬起，实现膝部电动滚轮6、足部从动滚轮7着地。

如图3所示，膝部控制机构3由膝部大齿轮3-2和膝部小齿轮3-1组成，膝部大齿轮3-2通过3个膝部螺钉3-3固定于小腿臂2上，膝部小齿轮3-1通过膝部轴3-4固定于上腿臂1上。当膝部小齿轮3-1在电机驱动下转动时，小腿臂2与上腿臂1之间夹角会发生变化，从而实现膝部伸直或弯曲。裸部控制机构4由裸部大齿轮4-2和裸部小齿轮4-1组成，裸部大齿轮4-2通过3个裸部螺钉4-3固定于机器足5上，并通过裸部大齿轮轴4-5固定于小腿臂2上，裸部小齿轮4-1通过裸部小齿轮轴4-4固定于小腿臂2上，当裸部小齿轮4-1在电机驱动下转动时，带动裸部大齿轮4-2转动，从而带动机器足5的转动，实现机器足5与足部从动滚轮7的切换应用。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。