[发明专利]一种用于电驱足式机器人的新型动力系统

说明书

本发明公开了一种用于电驱足式机器人的新型动力系统，包括永磁同步电机、与永磁同步电机固连的机身、小齿轮、小传动轮、大齿轮和大传动轮，永磁同步电机的电机轴上固定有小齿轮和小传动轮，小齿轮与大齿轮啮合，小传动轮与大传动轮通过传动带连接，大齿轮与大传动轮共轴，大传动轮和大齿轮上分别固定有第一磁性摩擦圆盘和第二磁性摩擦圆盘，机身上固连有第三磁性摩擦圆盘，机器人的机械臂上分别安装有第一电磁铁、第二电磁铁和第三电磁铁，三个电磁铁分别与第一磁性摩擦圆盘、第二磁性摩擦圆盘和第三磁性摩擦圆盘对应设置。本发明通过采用机械换向代替电机直驱换向，能够大幅提高续航能力，降低电路的不稳定性，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及机器人动力技术领域，尤其涉及一种用于电驱足式机器人的新型动力系统。

背景技术

足式机器人具有良好的地形通过性等优点，是近些年机器人领域十分热门的研究方向。大型足式机器人常用液压动力，但其体积过大，而小型化的足式机器人则必须采用电机驱动。现有的商业化小型足式机器人，普遍采用大功率力矩电机直接驱动机械肢体的方式，如宇树科技的徕卡狗、波士顿动力的spot系列等。现有技术中，采用比较多的是使用无刷电机(BLDC)，通过电子调速器驱动，输出自动可调的扭矩，经过减速齿轮组减速后直接驱动机械肢体，肢体来回摆动时，需要电机频繁的做正反转动；机器人静止时，依靠电机电磁扭矩保持姿态。现有技术存在以下缺点：1)耗电高，续航短：电机本身具有较大的惯量，机器人的机械臂惯量也不容小觑，加减速往复运动时，克服电机本体惯性以及机械臂所作的额外功率较大，大大降低了的能源的利用率，缩短了续航时间；2)产生巨大的电路波动：电磁制动时产生的尖峰电流，容易烧坏电子元件，不利于电路系统的稳定性，需要承载能力更大的电路设计；3)成本高：需要耐电流能力更强的电机控制器和功率更大的电机，增加了成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于电驱足式机器人的新型动力系统，解决现有技术中的电机直接驱动耗电高、续航短、成本高，且电路系统的稳定性差的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明的一种用于电驱足式机器人的新型动力系统，包括永磁同步电机、与所述永磁同步电机固连的机身、小齿轮、小传动轮、大齿轮和大传动轮，所述永磁同步电机的电机轴上固定有所述小齿轮和所述小传动轮，所述小齿轮与所述大齿轮啮合，所述小传动轮与所述大传动轮通过传动带连接，所述大齿轮与所述大传动轮共轴设置且转向相反，所述大传动轮和所述大齿轮上分别固定有第一磁性摩擦圆盘和第二磁性摩擦圆盘，所述机身靠近所述大齿轮的一侧固连有第三磁性摩擦圆盘，机器人的机械臂上分别安装有第一电磁铁、第二电磁铁和第三电磁铁，所述第一电磁铁、所述第二电磁铁和所述第三电磁铁分别与所述第一磁性摩擦圆盘、所述第二磁性摩擦圆盘和所述第三磁性摩擦圆盘对应设置且设置有间隙。

进一步的，所述第一磁性摩擦圆盘、所述第二磁性摩擦圆盘和所述第三磁性摩擦圆盘共轴设置且均为圆盘状、大小相同。

进一步的，所述第一磁性摩擦圆盘固定在所述大传动轮靠近所述大齿轮的一侧，所述第二磁性摩擦圆盘固定在所述大齿轮靠近所述机身的一侧。

进一步的，所述第一电磁铁设置在所述第一磁性摩擦圆盘靠近所述大齿轮的一侧，所述第二电磁铁设置在所述第二磁性摩擦圆盘靠近所述机身的一侧，所述第三电磁铁设置在所述第三磁性摩擦圆盘远离所述机身的一侧。

再进一步的，所述机身呈F型，所述机身包括两个横板和一个竖板，两个所述横板的左端部与所述竖板的右侧面固连，所述永磁同步电机设置在两个所述横板之间，所述第三磁性摩擦圆盘固连在所述竖板左侧面的中下部。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：