[发明专利]一种用于双足步行机器人的节能减震仿生膝关节

摘要

本发明公开了一种用于双足步行机器人的节能减震仿生膝关节，包括仿生股骨、仿生胫骨及仿生髌骨；气缸通过气缸支架固连在股骨髁连接件上，膝关节的伸膝运动由气缸主动做功完成。仿生股骨髁通过第一滑轨与第三滚轮接触，实现半月板组件对仿生股骨髁的支撑与导向作用，同时通过第二滚轮在第二滑轨中滚动来模拟人类膝关节变瞬心的运动，第二滑轨存在两个运动极限位置，来实现对膝关节运动范围的限制。髌骨组件通过第一滚轮在第一滑轨中的运动来模拟人类髌骨，可以增加气缸输出力在伸膝运动中的作用力臂，起到节能的作用。本发明通过引入仿生股骨髁、仿生髌骨、半月板组件取得了膝关节变瞬心运动、低能耗、高缓冲性能的有益效果。

主权项

一种用于双足步行机器人的节能减震仿生膝关节，其特征在于：包括仿生股骨、仿生胫骨及仿生髌骨；所述的仿生股骨包含股骨髁连接件(1)、气缸(2)和仿生股骨髁(8)，仿生股骨髁(8)通过螺纹连接的方式与股骨髁连接件(1)固连，气缸支架(4)通过第一螺母(3)固连在股骨髁连接件(1)上；气缸(2)通过气缸缸筒(21)以螺纹连接的方式固连在气缸支架(4)上；所述的仿生胫骨包括胫骨髁构件(13)、胫骨髁连接件(14)和半月板组件(15)；第二滚轮(10)与第二连接轴(12)形成转动副，第二连接轴(12)通过第三螺母(11)与胫骨髁构件(13)固连，胫骨髁构件(13)通过四个对称分布的内六角螺钉(18)固连在胫骨髁连接件(14)上，支撑板(16)通过第四螺母(17)与胫骨髁连接件(14)固连；四组半月板组件(15)对称分布，滚轮支杆(153)与胫骨髁连接件(14)、支撑板(16)形成滑动连接，胫骨髁连接件(14)和支撑板(16)对滚轮支杆(153)起到导向和限位的作用；销轴(152)与滚轮支杆(153)固连，第三滚轮(151)与销轴(152)形成转动副，压缩弹簧155通过挡圈154与支撑板16将弹性势能转化为滚轮支杆(153)沿轴向运动的动能；所述的仿生髌骨包含第一拉伸弹簧(6)、髌骨组件(7)和第二拉伸弹簧(9)；第一拉伸弹簧(6)的两端分别与气缸接头(5)和第一髌骨构件(71)连接，气缸接头(5)通过螺纹连接的方式与气缸活塞(22)固连，一对第二拉伸弹簧(9)对称分布，两端分别与第二髌骨构件(76)和带孔螺钉(19)连接，对称分布的一对带孔螺钉(19)通过螺纹连接的方式与胫骨髁连接件(14)固连，第一髌骨构件(71)、第二髌骨构件(76)分别与第一连接轴(74)铰接，对称分布的第一滚轮(73)与第一连接轴(74)形成转动副；髌骨组件(7)通过对称分布的轴套(72)、第二螺母(75)完成髌骨组件(7)相对装配关系的确定，第二螺母(75)通过螺纹连接的方式与第一连接轴(74)固连。