[发明专利]关节驱动机构及机器人

说明书

本发明提供了一种关节驱动机构及机器人，关节驱动机构包括U形连接件、驱动电机、减速器以及传动连接驱动电机和减速器的传动组件，U形连接件围成一个用于容纳外部结构的U形空间，U形连接件包括两个侧部以及连接两个侧部的U形底部，驱动电机和减速器均固定于同一个侧部的背向U形空间的表面。本发明提供的关节驱动机构及机器人，通过将驱动电机和减速器设置在U形连接件的同一个侧部的外表面，使得该关节驱动机构和外部结构可以共用同一个U形连接件，结构更加紧凑，无需将关节驱动结构设置在大腿结构件上，可以提高关节驱动结构的质心，减小机器人腿部所需的关节驱动力。

技术领域

本发明属于智能机器技术领域，更具体地说，是涉及一种关节驱动机构及机器人。

背景技术

在机器人领域，尤其是在仿人型双足机器人的步态行走领域，腿部的重量分配是一个影响机器人性能的重要指标。目前的市面上双足机器人由于其驱动关节的传统布置方式，例如髋部的驱动关节通常是放置在大腿结构件处，再通过连杆或同步带等形式传动至机器人髋部。这样的设计使得腿部重量普遍较大，导致其质心距离地面的高度也普遍较低，腿部结构的转动惯量普遍偏大，这对腿部关节驱动力的要求就会变高。驱动力的变高也同时带来驱动关节重量的增大，也最终会影响机器人整体的运动性能。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种关节驱动机构及机器人，以解决现有技术中存在的髋部的驱动关节设置在大腿构件处，导致机器人腿部质心较低、腿部关节驱动力要求较高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种关节驱动机构，包括U形连接件、驱动电机、减速器以及传动连接所述驱动电机和所述减速器的传动组件，所述U形连接件围成一个用于容纳外部结构的U形空间，所述U形连接件包括两个侧部以及连接两个所述侧部的U形底部，所述驱动电机和所述减速器均固定于同一个所述侧部的背向所述U形空间的表面。

在一个实施例中，所述传动组件为带轮组件，所述带轮组件包括连接于所述驱动电机的第一带轮、连接于所述减速器的第二带轮以及绕设于所述第一带轮和所述第二带轮的同步带。

在一个实施例中，所述带轮组件还包括用于张紧所述同步带的张紧轮，所述张紧轮转动连接于所述减速器的外表面。

在一个实施例中，所述减速器的外表面可拆卸连接有用于调节所述张紧轮位置的调节板，所述张紧轮转动连接于所述调节板。

在一个实施例中，所述关节驱动机构还包括用于将所述调节板固定于所述减速器的紧固件，所述减速器的表面开设有多个沿其中心周向分布的连接孔，所述调节板开设有弧形槽，所述弧形槽的中心轴与所述减速器中心轴重合设置，所述紧固件穿过所述弧形槽且连接于所述连接孔。

在一个实施例中，固定有所述驱动电机和所述减速器的所述侧部为第一侧部，另一个所述侧部为第二侧部，所述第一侧部包括连接于所述U形底部的第一安装部以及连接于所述第一安装部的第二安装部，所述第一安装部具有用于容纳所述驱动电机的电机腔，所述第二安装部开设有供所述减速器伸入的安装孔。

在一个实施例中，所述第二安装部的远离所述第一安装部具有弧形表面，所述弧形表面与所述安装孔同心设置，且所述第一安装部的弧形表面开设有沿其径向贯穿所述第一安装部的镂空孔。

在一个实施例中，所述驱动电机包括电机壳体、驱动所述传动组件的转轴组件、设于所述转轴组件外周的转子、设于所述转子外周的定子以及用于检测所述转轴组件旋转角度的编码器，所述转轴组件、所述转子和所述定子均设于所述电机壳体内。

在一个实施例中，所述驱动电机还包括编码器盖，所述编码器设于所述电机壳体的远离所述传动组件的一侧，所述编码器盖盖设于所述编码器且固定于所述电机壳体。

本发明还提供一种机器人，包括上述的关节驱动结构，还包括连接于所述减速器的大腿组件，所述大腿组件的一端设于所述U形空间内。