[发明专利]腰部传动机构及人形机器人

说明书

本发明提供了一种腰部传动机构及人形机器人，腰部传动机构包括腰部固定座、胸腔连接座和两个腰部连杆组件，腰部固定座和胸腔连接座万向连接，两个腰部连杆组件对称设置于胸腔连接座上，腰部连杆组件包括腰部驱动件、由腰部驱动件驱动旋转的第一连杆以及与第一连杆活动连接的第二连杆，第二连杆远离第一连杆的一端活动连接于腰部固定座。本发明提供的腰部传动机构及人形机器人，通过两个对称设置的腰部连杆组件同时实现腰部俯仰和侧摆运动，相对于传统的舵机串联方案来说，占用的空间较小，机构的重量也较小，在腰部进行俯仰和侧摆运动时，无需带动其他舵机旋转，转动惯量也相应降低，对腰部连杆组件的力矩需求降低。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，更具体地说，是涉及一种腰部传动机构及人形机器人。

背景技术

对于人形机器人来说，腰部结构的设计对提升机器人的拟人性有着不可替代的作用，人体腰部可以简化为三个自由度的复合运动，具体为腰部俯仰运动、腰部侧摆运动和腰部旋转运动。

现有人形机器人的腰部大多数都采用三个关节舵机直接串联在一起，三个关节舵机分别实现三个自由度的运动。这样会导致占用空间很大，而且运动不拟人化，同时转动惯量较大，对关节的力矩需求也较大。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种腰部传动机构及人形机器人，以解决现有技术中存在的腰部传动机构占用的空间大、转动惯量大的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种腰部传动机构，包括腰部固定座、胸腔连接座和两个腰部连杆组件，所述腰部固定座和所述胸腔连接座万向连接，两个所述腰部连杆组件对称设置于所述胸腔连接座上，所述腰部连杆组件包括腰部驱动件、由所述腰部驱动件驱动旋转的第一连杆以及与所述第一连杆活动连接的第二连杆，所述第二连杆远离所述第一连杆的一端活动连接于所述腰部固定座。

在一个实施例中，所述胸腔连接座包括胸腔支撑架以及设置于所述胸腔支撑架内部的胸腔支撑柱，所述腰部连杆组件设置于所述胸腔支撑架上，所述胸腔支撑柱的一端与所述腰部固定座万向连接，所述胸腔支撑柱的另一端固定于所述胸腔支撑架的内部。

在一个实施例中，所述胸腔支撑柱中空设置，且所述胸腔支撑架开设有与所述胸腔支撑柱正对设置的过线孔。

在一个实施例中，所述胸腔支撑架包括胸腔顶板以及两个分别连接在所述胸腔顶板两侧的两个胸腔侧板，所述胸腔支撑柱固定于所述胸腔顶板，两个所述腰部驱动件分别固定于两个所述胸腔侧板。

在一个实施例中，所述腰部驱动件包括电机、由所述电机驱动的带轮组件以及传动连接于所述带轮组件的减速器，所述电机和所述减速器设置于所述胸腔侧板的内侧，所述带轮组件设置于所述胸腔侧板的外侧。

在一个实施例中，所述腰部固定座和所述胸腔连接座通过十字连接环万向连接，所述十字连接环具有相互平行的两个第一侧壁以及相互平行的两个第二侧壁，所述腰部固定座具有两个相对设置的第一铰接座，所述胸腔连接座具有两个相对设置的第二铰接座，两个所述第一铰接座分别转动连接于两个所述第一侧壁，两个所述第二铰接座分别转动连接于两个所述第二侧壁；所述十字连接环相对所述第一铰接座的转动中心轴与所述十字连接环相对所述第二铰接座的转动中心轴相互垂直。

在一个实施例中，所述十字连接环包括U形开口环以及连接于所述U形开口环的开口端的十字端盖，所述十字端盖为所述第一侧壁或者所述第二侧壁。

在一个实施例中，所述第一铰接座上设置有用于限制所述胸腔连接座的俯仰角度的俯仰限位块；所述第二铰接座上设置有用于限制所述胸腔连接座的侧摆角度的侧摆限位块。

在一个实施例中，所述俯仰限位块和所述侧摆限位块均呈圆柱形。

在一个实施例中，所述第二连杆远离所述第一连杆的一端通过万向球头连接于所述腰部固定座。