[发明专利]一种具有抓取功能的腿机构

说明书

本发明公开了一种具有抓取功能的腿机构，包括机架、大腿、小腿和足端部件，其特征在于，机架上固定有第一动力机和第二动力机，第一动力机的输出轴上固定安装第一正齿轮，大腿上端设有第二正齿轮，大腿上端套设于第二动力机的输出轴上，第二正齿轮与第一正齿轮相啮合，第二动力机的输出轴上还固定安装第三正齿轮，小腿上端与大腿末端铰接连接，小腿上端外侧设有第四正齿轮，第三正齿轮与第四正齿轮通过同步带实现传动连接，小腿末端设有足端部件，小腿内为空腔，小腿内设有控制足端部件进行抓取动作的抓取传动机构。本发明通过在小腿内设置抓取传动机构，可以实现通过两个动力机的协调控制，实现腿式运动及抓取操作。

技术领域

本发明涉及机器人设计技术领域，具体说是一种具有抓取功能的腿机构。

背景技术

在发生火灾、矿难、核泄漏、恐怖袭击等事件时，往往需要进行搜救、反恐、排爆、侦察等危险任务。为了减少人员伤亡，常借助于移动机器人。腿式机器人具有较强的地形适应能力，在复杂环境中有巨大的应用前景。为了提高腿式机器人的作业能力，需要为机器人设计抓取功能。现有的方案主要有两种，一种是在机体上安装独立的配有手爪的机械臂，另一种是在腿的末端增加独立驱动的手爪机构。这两种方法均增加了额外的动力机，增大了机器人的重量。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种具有抓取功能的腿机构。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种具有抓取功能的腿机构，包括机架、大腿、小腿和足端部件，所述所述机架上固定有第一动力机和第二动力机，所述第一动力机的输出轴上固定安装第一正齿轮，所述大腿上端设有第二正齿轮，所述大腿上端套设于所述第二动力机的输出轴上，所述第二正齿轮与所述第一正齿轮相啮合，所述第二动力机的输出轴上还固定安装第三正齿轮，所述小腿上端与所述大腿末端铰接连接，小腿上端外侧设有第四正齿轮，所述第三正齿轮与第四正齿轮通过同步带实现传动连接，所述小腿末端设有足端部件，小腿内为空腔，小腿内设有控制所述足端部件进行抓取动作的抓取传动机构。

本发明进一步的设计方案中，上述大腿末端顶部设有一段传动齿，所述足端部件包括第一足端部件和第二足端部件，第一足端部件和第二足端部件的外侧分别与小腿末端铰接连接，所述抓取传动机构包括传动齿、第五正齿轮、第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、蜗杆、蜗轮、滑块、第一传动杆和第二传动杆，所述第五正齿轮和蜗轮分别通过固定轴安装在小腿空腔内，所述蜗轮通过固定块安装在小腿空腔内，所述第一锥形齿轮固定设于所述第五正齿轮上，所述第二锥形齿轮设于所述蜗杆端部，所述第五正齿轮与所述大腿端部的传动齿相啮合，所述第一锥形齿轮与第二锥形齿轮相啮合，所述蜗轮与蜗杆啮合传动，所述第一传动杆的两端分别与所述蜗轮和滑块相连接，第二传动杆和第三传动杆的上端分别铰接连接于滑块末端，第二传动杆和第三传动杆的末端分别与第一足端部件和第二足端部件的内侧铰接连接。

本发明进一步的设计方案中，上述第一足端部件和第二足端部件为四分之一球壳形。

本发明具有以下突出的有益效果：

本发明通过在小腿内设置抓取传动机构，可以实现通过两个动力机的协调控制，实现腿式运动及抓取操作。本发明的抓取操作由控制膝关节的动力机驱动，这有效的减小了引入抓取功能增加的机器人的重量。本发明的抓取机构采用蜗轮蜗杆作为传动机构，实现了抓取操作的反向锁死，有效的消除了被抓取物体重量对抓取操作的影响。

附图说明

图1是实施例中具有抓取功能的腿机构的立体图；

图2是实施例中具有抓取功能的腿机构的正视图；

图3是实施例中具有抓取功能的腿机构的右视图；

图4是实施例中具有抓取功能的腿机构的俯体图；

图5是实施例中抓取传动机构结构示意图；

图6是实施例中大腿驱动示意图；