[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、转动连接于所述U形连接件的舵机框架以及固定于所述舵机框架内的关节舵机，所述舵机框架设于所述U形连接件围成的U形空间内，所述舵机框架的两端架设于所述U形连接件的两个相对侧壁之间，所述舵机框架的转动轴线与所述关节舵机的旋转输出轴的轴线呈夹角设置。本发明提供的关节驱动机构及机器人，舵机框架的转动轴线与关节舵机的旋转输出轴的轴线呈夹角设置，使关节的两个自由度均可集成于U形连接件处，无需将驱动装置设置在大腿构件上，可以提高机器人腿部结构的质心，减小腿部关节所需的驱动力。

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、转动连接于所述U形连接件的舵机框架以及固定于所述舵机框架内的关节舵机，所述舵机框架设于所述U形连接件围成的U形空间内，所述舵机框架的两端架设于所述U形连接件的两个相对侧壁之间，所述舵机框架的转动轴线与所述关节舵机的旋转输出轴的轴线呈夹角设置。

在一个实施例中，所述舵机框架的转动轴线与所述关节舵机的旋转输出轴的轴线垂直设置。

在一个实施例中，所述U形连接件包括第一侧部、第二侧部和连接所述第一侧部和所述第二侧部的U形底部，所述第一侧部开设有供外部驱动机构伸入并与所述舵机框架连接的第一安装孔，所述第二侧部上开设有第二安装孔，且所述第二安装孔内设有用于使所述舵机框架转动连接于所述第二侧部的支撑组件。

在一个实施例中，所述支撑组件为第一轴承；或者，所述支撑组件包括固定于所述第二安装孔处的外圈组件、设于所述第二安装孔内且与所述舵机框架固定连接的内圈组件以及设于所述内圈组件和所述外圈组件之间的支撑轴承，所述外圈组件和所述第二侧部共同形成有第一环槽，所述内圈组件具有第二环槽，所述支撑轴承的外周设于所述第一环槽内，所述支撑轴承的内周设于所述第二环槽内。

在一个实施例中，所述外圈组件包括外圈本体以及用于将所述外圈本体固定于所述第二侧部的第一紧固件，所述外圈本体具有伸入所述第二安装孔内的第一凸缘，所述第二安装孔靠近所述舵机框架一侧径向延伸有第二凸缘，所述第一凸缘和所述第二凸缘之间形成有第一环槽；所述内圈组件包括第一内圈、与所述舵机框架固定的第二内圈以及用于固定所述第一内圈和所述第二内圈的第二紧固件，所述第二内圈的表面具有环形台阶，所述第一内圈面向所述第二内圈一侧和所述环形台阶共同形成所述第二环槽。

在一个实施例中，所述舵机框架呈筒状，且所述舵机框架的外周面上凸起设置有两个分别与所述支撑组件和所述外部驱动机构连接的凸台。

在一个实施例中，所述关节舵机包括电机、设于所述电机其中一端的减速器以及设于所述电机另一端且用于检测所述电机旋转角度的编码器。

在一个实施例中，所述电机包括电机外壳、设于所述电机外壳内的定子、转子以及固定于所述转子的转轴组件，所述电机外壳包括筒状周壁以及盖设于所述筒状周壁一端的电机端盖，所述编码器固定于所述电机端盖的外侧。