[发明专利]介电弹性体驱动的刚软结合仿人髋关节

说明书

本发明属于仿人机器人关节技术领域，公开了介电弹性体驱动的刚软结合仿人髋关节，包括仿髋关节球副、介电弹性体驱动装置和底座，所述仿髋关节球副一端可三自由度转动的连接底座，其另外一端连接所述介电弹性体驱动装置，所述介电弹性体驱动装置连接底座，其用于通电时，来使仿髋关节球副三自由度转动，本发明分别对不同的介电弹性体驱动装置的涂抹柔性电极区域通电，可以实现髋关节空间三轴的旋转、即髋关节的屈伸、外展内收、外旋内旋。

技术领域

本发明属于仿人机器人关节技术领域，具体涉及介电弹性体驱动的刚软结合仿人髋关节。

背景技术

机器人技术的发展在当今社会越来越迅速，机器人已经逐渐融入到了我们日常的生产生活中。机器人可以在一定程度上协助或者代替人类进行一些危险的工作，从而可以避免一些工作事故的发生。其中，机器人的驱动器作为机器人的动力机构，在机器人的整体设计中具有相当重要的地位。

目前，许多仿人机器人采用的髋关节多为刚性结构，利用电机以及传动机构来进行关节的驱动。这样的刚性结构虽然承载能力大，输出力较高，但是整体的关节灵活性不高。此外，一般的刚性结构的尺寸偏大，导致关节部分比较笨重且成本较高。因此，设计一种具有一定的承载能力的同时也体现轻量性以及低成本的关节驱动器，是现在急需解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供介电弹性体驱动的刚软结合仿人髋关节，以解决现有技术中的问题，为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

介电弹性体驱动的刚软结合仿人髋关节，包括仿髋关节球副、介电弹性体驱动装置和底座；

所述仿髋关节球副一端可三自由度转动的连接底座，其另外一端连接所述介电弹性体驱动装置，所述介电弹性体驱动装置连接底座，其用于通电时，来使仿髋关节球副三自由度转动。

进一步的，所述介电弹性体驱动装置包括介电弹性体薄膜，所述介电弹性体薄膜的上、下两端均设置有导电部分。

进一步的，所述导电部分为导电碳膏。

进一步的，所述介电弹性体驱动装置分为若干组，每一组包括两个对称设置的介电弹性体驱动装置、且该两个介电弹性体驱动装置呈“V”字形分布，若干组所述介电弹性体驱动装置围绕仿髋关节球副的周向均匀分布。

进一步的，若干组所述介电弹性体驱动装置形成的顶部圆周直径小于其底部圆周直径，并且顶部圆周与底部圆周同心设置。

进一步的，所述仿髋关节球副包括主轴和球体，所述主轴一端与球体固定相连，另外一端与所述介电弹性体驱动装置可拆卸连接，所述球体可三自由度转动地连接所述底座。

进一步的，所述底座包括两个可拆卸连接的分离座，两个分离座相对的一侧设置有弧形缺口，两个弧形缺口共同形成碗形槽，所述球体可三自由度转动地设置在碗形槽内、其延伸出碗形槽的部分与主轴端部固定连接。

进一步的，所述介电弹性体驱动装置远离所述底座的一端通过锁紧挡圈与所述主轴连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明分别对不同的介电弹性体驱动装置的涂抹柔性电极区域通电，可以实现髋关节空间三轴的旋转(屈伸、外展内收、外旋内旋)；本发明的整体尺寸较小，所需成本以及制造难度较低；本发明采用了刚软结合的结构，整个髋关节具有较好的承载能力以及灵活性；介电弹性体薄膜拉伸过后整体为锥状薄膜，仿照了人体髋关节处的韧带形状，具有更高的仿生程度。

附图说明

图1是本发明的介电弹性体驱动的刚软结合仿人髋关节整体结构示意图；

图2是介电弹性体驱动装置结构示意图；

图3是仿髋关节球副结构示意图；

图4为髋关节的外旋以及内旋示意图；