[发明专利]一种基于人工肌肉驱动的仿生机械腿

权利要求书

1.一种基于人工肌肉驱动的仿生机械腿，其特征在于：包括三自由度髋关节、大腿、单自由度膝关节、小腿、两自由度踝关节及足部，大腿上端与三自由度髋关节相连，大腿下端通过单自由度膝关节与小腿上端相连，小腿下端通过两自由度踝关节与足部相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于人工肌肉驱动的仿生机械腿，其特征在于：所述三自由度髋关节包括髋关节外壳、髋关节内支架、大腿前后摆驱动组件、大腿左右摆驱动组件及大腿内外扭转驱动组件，髋关节内支架、大腿前后摆驱动组件、大腿左右摆驱动组件及大腿内外扭转驱动组件均位于髋关节外壳内；所述大腿前后摆驱动组件包括大腿前后摆驱动电机、主动齿轮及从动齿轮，大腿前后摆驱动电机水平固装在髋关节内支架上，主动齿轮固装在大腿前后摆驱动电机的电机轴上；所述从动齿轮固定安装在从动齿轮轴上，从动齿轮轴通过轴承与髋关节内支架及髋关节外壳相连，主动齿轮与从动齿轮轴相啮合；在所述从动齿轮轴上固装有大腿转接板，从动齿轮轴及大腿转接板跟随从动齿轮同步转动；所述大腿左右摆驱动组件包括大腿左右摆驱动电机、主动链轮、从动链轮及链条，大腿左右摆驱动电机水平固装在髋关节内支架上，且大腿左右摆驱动电机与大腿前后摆驱动电机的电机轴相垂直；所述主动链轮固定安装在大腿左右摆驱动电机的电机轴上，从动链轮固装安装在从动链轮轴上，主动链轮与从动链轮通过链条相连；所述从动链轮轴一端与髋关节内支架相固连，从动链轮轴另一端通过轴承与髋关节外壳相连，所述髋关节内支架及从动链轮轴跟随从动链轮同步转动；所述大腿内外扭转驱动组件包括大腿内外扭转驱动电机、主动锥齿轮、中间锥齿轮及从动锥齿轮，大腿内外扭转驱动电机竖直固装在髋关节内支架上，主动锥齿轮固定安装在大腿内外扭转驱动电机的电机轴上；所述中间锥齿轮通过轴承套装在中间锥齿轮轴上，中间锥齿轮轴通过轴承与髋关节外壳相连，中间锥齿轮与主动锥齿轮相啮合；所述从动锥齿轮固装在从动锥齿轮轴上，从动锥齿轮与中间锥齿轮相啮合，在从动锥齿轮轴上固装有扭转传动板，扭转传动板与髋关节外壳相铰接，且铰接轴与中间锥齿轮轴的中轴线相重合；所述髋关节外壳、髋关节内支架、扭转传动板及从动锥齿轮轴跟随从动锥齿轮同步转动；在所述从动锥齿轮轴顶端通过轴承连接有仿生机械腿外接板。

3.根据权利要求1所述的一种基于人工肌肉驱动的仿生机械腿，其特征在于：所述单自由度膝关节包括小腿上抬驱动机构、小腿落放驱动机构、前摇杆、后摇杆及小腿转接块；所述小腿上抬驱动机构包括小腿上抬气动人工肌肉、小腿上抬传动块、小腿上抬连杆及小腿上抬转盘；所述小腿落放驱动机构包括小腿落放气动人工肌肉、小腿落放传动块、小腿落放连杆及小腿落放转盘；所述小腿上抬气动人工肌肉竖直设置，小腿上抬气动人工肌肉顶端通过转接孔板与大腿骨架相固连，小腿上抬气动人工肌肉底端与小腿上抬传动块相固连，所述小腿上抬连杆一端通过销轴和轴承与小腿上抬传动块构成铰连接；所述小腿上抬转盘通过圆心处的销轴和轴承与大腿骨架相连，在小腿上抬转盘的盘体上固装有第一偏心轴，所述小腿上抬连杆另一端通过轴承连接在第一偏心轴上；所述小腿落放气动人工肌肉竖直设置，小腿落放气动人工肌肉顶端通过转接孔板与大腿骨架相固连，小腿落放气动人工肌肉底端与小腿落放传动块相固连，所述小腿落放连杆一端通过销轴和轴承与小腿落放传动块构成铰连接；所述小腿落放转盘通过圆心处的销轴和轴承与大腿骨架相连，在小腿落放转盘的盘体上固装有第二偏心轴，所述小腿落放连杆另一端通过轴承连接在第二偏心轴上；所述小腿上抬转盘与小腿落放转盘的回转中轴线相重合；所述前摇杆一端通过销轴和轴承与小腿转接块构成铰连接，前摇杆另一端同时与第一偏心轴和第二偏心轴相固连，且第一偏心轴和第二偏心轴相对于小腿上抬转盘及小腿落放转盘的回转中轴线对称分布；所述后摇杆一端通过销轴和轴承与小腿转接块构成铰连接，后摇杆另一端通过销轴和轴承与大腿骨架相连。