[发明专利]面向大承载高动态足式机器人的变刚度单向驱动摆动关节

权利要求书

1.一种面向大承载高动态足式机器人的变刚度单向驱动摆动关节，其特征在于，包括驱动模块(1)、机械传动模块(2)和关节外壳(3)；其中，

驱动模块(1)的输出轴与机械传动模块(2)相连接；驱动模块(1)通过无级变速提供连续变化的传动比实现第一转速输出和第二转速输出；驱动模块(1)包括主动轮电机(11)、从动轮电机(12)和无级变速装置(13)；无级变速装置(13)包括主动带轮(131)、从动带轮(132)、传动带(133)；主动带轮(131)和从动带轮(132)通过传动带(133)连接；主动轮电机(11)与主动带轮(131)相连接，从动轮电机(12)与从动带轮(132)相连接；主动轮电机(11)提供旋转动力输出到无级变速装置(13)，进而通过主动带轮(131)实现第一转速输出，从动轮电机(12)通过调节行程来调整带传动的传动比以实现调速，进而通过从动带轮(132)实现第二转速输出；

从动轮电机(12)调节从动带轮(132)分度圆直径减小，主动带轮(131)分度圆直径增大，提高主动带轮(131)与从动带轮(132)的速比，或从动轮电机(12)调节从动带轮(132)分度圆直径增大，主动带轮(131)分度圆直径减小，降低主动带轮(131)与从动带轮(132)的速比，实现摆动关节动力输出端与主动轮电机(11)旋转方向相反的转动；

机械传动模块(2)的输出端为摆动关节的动力输出端，与机器人腿部结构(41)相连接，并带动机器人腿部结构(41)高频往复摆动；包括：连轴齿轮(21)、太阳轮(22)、连轴行星架(26)、内齿圈(29)、行星轮组件(210)；其中，太阳轮(22)、连轴行星架(26)、内齿圈(29)的旋转中心轴共线，太阳轮(22)、内齿圈(29)的模数均相等；连轴齿轮(21)为机械传动模块(2)的第一转速输入端，连轴行星架(26)为机械传动模块(2)的第二转速输入端，连轴齿轮(21)与太阳轮(22)一端啮合，行星轮组件(210)与太阳轮(22)另一端相啮合；行星轮组件(210)和连轴行星架(26)相连接；内齿圈(29)套装在连轴行星架外侧，且与行星轮组件(210)相啮合；内齿圈(29)为摆动关节的动力输出端，与机器人腿部结构(41)相连接；

驱动模块(1)、机械传动模块(2)结合，形成传动路径A、传动路径B；传动路径A依次包括无级变速装置(13)、连轴齿轮(21)、太阳轮(22)、行星轮组件(210)、内齿圈(29)；传动路径B依次包括无级变速装置(13)、连轴行星架(26)、行星轮组件(210)、内齿圈(29)；在传动路径A、传动路径B共同作用下，内齿圈(29)输出转向及转速可调的运动，实现摆动关节动力输出端的往复摆动；

关节外壳(3)与机器人机身(0)相连，驱动模块(1)安装在关节外壳(3)外侧，机械传动模块(2)安装在关节外壳(3)内部。

2.根据权利要求1所述的面向大承载高动态足式机器人的变刚度单向驱动摆动关节，其特征在于，关节外壳(3)包括前端盖(31)、主壳体(32)和后端盖(33)；前端盖(31)与主壳体(32)相固连，后端盖(33)与主壳体(32)相固连；主壳体(32)与机器人机身(0)相连。

3.根据权利要求1所述的面向大承载高动态足式机器人的变刚度单向驱动摆动关节，其特征在于，机械传动模块(2)还包括，第一轴承(23)、第二轴承(24)、轴承座(25)、第三轴承(27)、第四轴承(28)；太阳轮(22)与关节外壳(3)通过第一轴承(23)形成转动副连接；太阳轮(22)与轴承座(25)通过第二轴承(24)形成转动副连接，轴承座(25)与内齿圈(29)相固连；内齿圈(29)与关节外壳(3)通过第三轴承(27)和第四轴承(28)形成转动副连接。

4.根据权利要求1所述的面向大承载高动态足式机器人的变刚度单向驱动摆动关节，其特征在于，行星轮组件(210)包括若干个行星轮，且相对于太阳轮(22)的旋转中心轴成等距圆周分布，并与太阳轮(22)啮合。