[发明专利]机械腿及轮腿足式机器人

说明书

本发明涉及一种机械腿及轮腿足式机器人，包括：大腿，包括大腿骨架，大腿骨架上设置有驱动单元；传动机构活动安装于大腿骨架上，传动机构包括髋关节传动轮组、柔性传动轴和膝关节传动轮组，髋关节传动轮组与驱动单元驱动连接，柔性传动轴的一端与髋关节传动轮组连接，另一端与膝关节传动轮组连接；小腿与膝关节传动轮组连接并能够相对大腿转动。由于柔性传动轴本身具备一定的扭转刚度，当轮腿足式机器人行经坑洼路面或发生坠落，导致外界对机械腿产生冲击力时，柔性传动轴借助自身形变进行缓冲吸能，减轻冲击对机械腿的刚性冲击损坏，降低驱动单元、大腿、传动机构等部件之间的摩擦磨损和剪力，进而提高机械腿及轮腿足式机器人的使用寿命。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机械腿及轮腿足式机器人。

背景技术

当前，随着科技地不断发展，足式机器人的研发得到国内外众多企业和研究所的广泛关注。足式机器人中重要的研究方向是其腿部驱动结构的开发，大型足式机器人的腿部驱动结构通常采用液压驱动，其特点为输出功率大，易于实现过载保护，容易布置。小型足式机器人其重量较轻，且受限于体积要求，因而腿部驱动结构通常采用电机驱动，其特点为结构简单，响应更快，但是布置上有一定要求，且由于电机的扭矩限制，采用电机驱动的足式机器人往往需要经过相应的减速增扭后才能获得满足所需的扭矩值。

足式机器人的应用场景和环境较为复杂多变，在运动过程中难免会遇到碰撞、跌落等外部冲击，当采用液压驱动时可通过设置安全阀防止过载。而对于采用电机驱动的足式机器人，由于无法安装安全阀，电机与各传动部件会因外界冲击而导致出现磨损，进而降低足式机器人的使用寿命。

发明内容

基于此，有必要提供一种机械腿及轮腿足式机器人，旨在解决现有技术受外部冲击时出现磨损，影响使用寿命的问题。

一方面，本申请提供一种机械腿，所述机械腿包括：

大腿，所述大腿包括大腿骨架，所述大腿骨架上设置有驱动单元；

传动机构，所述传动机构活动安装于所述大腿骨架上，所述传动机构包括髋关节传动轮组、柔性传动轴和膝关节传动轮组，所述髋关节传动轮组与所述驱动单元驱动连接，所述柔性传动轴的一端与所述髋关节传动轮组连接，另一端与所述膝关节传动轮组连接；以及

小腿，所述小腿与所述膝关节传动轮组连接并能够相对所述大腿转动。

上述方案的机械腿应用装备于轮腿足式机器人中，以使轮腿足式机器人具备行走能力。工作时，驱动单元驱动安装在大腿骨架上的髋关节传动轮组转动，髋关节传动轮组同步驱动柔性传动轴和膝关节传动轮组旋转，膝关节传动轮组进而可带动小腿相对大腿进行转动，即完成类似于人行走时腿部屈曲和摆动的动作，从而实现轮腿足式机器人行走。由于柔性传动轴本身具备一定的扭转刚度，当轮腿足式机器人行经坑洼路面或发生坠落，导致外界对机械腿产生冲击力时，柔性传动轴借助自身形变进行缓冲吸能，减轻冲击对机械腿的刚性冲击损坏，降低驱动单元、大腿、传动机构等部件之间的摩擦磨损和剪力，进而提高机械腿及轮腿足式机器人的使用寿命与可靠性。

下面对本申请的技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述柔性传动轴设置为空心轴，所述空心轴的内空腔沿轴向延伸设置。

在其中一个实施例中，所述髋关节传动轮组包括髋关节主动轮和第一锁紧环，所述膝关节传动轮组包括膝关节从动轮和第二锁紧环，所述第一锁紧环同心固定于所述髋关节主动轮上，所述第二锁紧环同心固定于所述膝关节从动轮上，所述柔性传动轴的一端可滑动插置于所述第一锁紧环的内环腔中，另一端可滑动插置于所述第二锁紧环的内环腔中，所述第一锁紧环对所述柔性传动轴的预紧力可调，所述第二锁紧环对所述柔性传动轴的预紧力可调。