一種仿人機器人髖關節機構及連接有該機構的機器人的制作方法

專利名稱:一種仿人機器人髖關節機構及連接有該機構的機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及機器人技術領域，具體涉及一種仿人機器人髖關節機構及連接有該機構的機器人，包括髖關節組件和連接在髖關節組件上的驅動組件，所述髖關節組件包括主支撐件，所述驅動組件包括依次連接的電機、主動帶輪、從動帶輪和諧波減速器，所述電機固定連接在所述主支撐件上。本實用新型提供的一種仿人機器人髖關節機構及連接有該機構的機器人，其內部主要支撐件采用一體化結構設計，將電機、諧波減速器的安裝件融為一體，減少了整個機構的零件數量，便于安裝，降低了安裝產生的機械誤差，并在主支撐件內部設計了筋板和加強筋，有效的保證的本實用新型髖關節機構各零件的結構強度和剛度。
【專利說明】
一種仿人機器人髖關節機構及連接有該機構的機器人
技術領域
[0001]本實用新型涉及機器人技術領域，具體涉及一種仿人機器人髖關節機構及連接有該機構的機器人。
【背景技術】
[0002]模仿人的形態和行為而設計制造的機器人就是仿人機器人，一般分別或同時具有仿人的四肢和頭部。機器人一般根據不同應用需求被設計成不同形狀，如運用于工業的機械臂、輪椅機器人、步行機器人等。而仿人機器人研究集機械，電子，計算機，材料，傳感器，控制技術等多門科學于一體，代表著一個國家的高科技發展水平。從機器人技術和人工智能的研究現狀來看，要完全實現高智能，高靈活性的仿人機器人還有很長的路要走，而且，人類對自身也沒有徹底地了解，這些都限制了仿人機器人的發展。
[0003]迄今為止，世界上比較成熟的仿人機器人設計方案中，其雙腿結構均具有12個自由度，即單腿具有6個自由度的結構設計形式，而在雙腿結構的三個關節(髖關節、膝關節、踝關節)結構中，髖關節因需要具有偏轉(Yaw)、俯仰(Pi tch)和翻滾(Ro11)三個自由度的功能，其結構設計一般較為復雜，加工零件數量多，此外，由于大多數仿人機器人結構設計多采用板類零件拼接的結構形式，其結構強度和剛度也較差。
[0004]由此可見，能否針對現有技術中的不足，針對仿人機器人的髖關節機構做進一步改進，以解決上述技術問題。在針對髖關節機構進行簡化的基礎有效實現髖關節在偏轉、俯仰和翻滾的三個自由度運動的功能，成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型為了解決上述技術問題，提供一種仿人機器人髖關節機構及連接有該機構的機器人，機構強度好、組裝零件數量少、剛度強，在進行運動時其三個自由度運動的誤差小。
[0006]為了達到上述技術效果，本實用新型包括以下技術方案:
[0007]—種仿人機器人髖關節機構，包括髖關節組件和連接在髖關節組件上的驅動組件，所述髖關節組件包括主支撐件，所述驅動組件包括依次連接的電機、主動帶輪、從動帶輪和諧波減速器，所述電機固定連接在所述主支撐件上。
[0008]本實用新型上述的結構設計合理，在上述結構設計和連接方式的基礎上，可通過驅動組件實現髖關節組件具有偏轉、俯仰和翻滾三個自由度的功能。
[0009]進一步的，所述主支撐件上連接有電機端蓋，所述電機的輸出軸穿過所述電機端蓋與所述主動帶輪連接。
[0010]進一步的，所述仿人機器人髖關節機構還包括十字形連接件，所述十字形連接件的一個端部與所述主支撐件轉動連接，相對的另一個端部與所述諧波減速器的柔輪固定連接。
[0011]通過在髖關節組件的結構中，以十字形連接件進行結構連接和設計，采用一體化設計方案，有效減少了零件數量，降低了安裝機械誤差;增加了筋板和加強筋，提高了零件的強度和剛度，使整體結構更加穩定。易于本實用新型的髖關節組件與大腿組件、腰部組件的各結構設計。
[0012]進一步的，所述的十字形連接件與所述主支撐件通過轉軸連接。
[0013]十字形連接件一端通過轉軸與主支撐件連接，另一端與諧波減速器的柔輪固定連接，并通過控制電機操控機器人實現轉動。
[0014]進一步的，所述諧波減速器的鋼輪與所述主支撐件固定連接。
[0015]進一步的，所述的十字形連接件包括十字形架體和固定連接在十字形架體四個端部的連接件。
[0016]進一步的，所述的連接件通過定位銷和/或螺釘固定連接在所述十字形架體的四個端部上。
[0017]該結構的設計，能夠解決現有技術中髖關節組件結構復雜、加工零件數量多的問題，且使最終連接后的髖關節組件連接強度高。通過設置在髖關節組件頂端的諧波減速器連接件和十字形連接件同軸線的兩個連接端分別與仿人機器人腰部組件、大腿組件的連接，實現髖關節組件的偏轉、俯仰和翻滾三個自由度的功能。
[0018]進一步的，所述的主動帶輪與從動帶輪之間通過同步齒形帶連接。
[0019]通過同步齒形帶連接，有效通過主動帶輪帶動從動帶輪轉動，機械強度好，強度尚O
[0020]進一步的，所述主支撐件上還固定連接有諧波減速器連接件。
[0021 ]進一步的，所述諧波減速器連接件上連接有腰部驅動諧波減速器。
[0022]本實用新型髖關節組件通過諧波減速器連接件與腰部驅動諧波減速器連接，所述腰部組件上的動力驅動組件與所述腰部驅動諧波減速器連接，實現髖關節組件與腰部組件的相對轉動以進行機器人上體相對下體的偏轉。
[0023]—種機器人，包括上述的仿人機器人髖關節機構。
[0024]采用上述技術方案，包括以下有益效果:本實用新型的目的在于針對現有仿人機器人雙腿髖關節結構的缺陷和不足，提出一種仿人機器人雙腿髖關節機構的形式，其內部主要支撐件采用一體化結構設計，將電機、諧波減速器的安裝件融為一體，減少了整個機構的零件數量，便于安裝，降低了安裝產生的機械誤差，并在主支撐件內部設計了筋板和加強筋，有效的保證的本實用新型髖關節機構各零件的結構強度和剛度。
【附圖說明】

[0025]圖1為本實用新型仿人機器人髖關節機構結構示意圖；
[0026]圖2為本實用新型十字形連接件結構示意圖；
[0027]圖中，
[0028]1、主支撐件;2、電機;3、主動帶輪;4、從動帶輪;5、諧波減速器;6、電機端蓋;7、十字形連接件;8、十字形架體;9、連接件；10、諧波減速器連接件；11、腰部驅動諧波減速器；12、主動帶輪軸;13、從動帶輪軸;14、連接件I; 15、連接件II; 16、連接件III; 17、連接件IV。
【具體實施方式】
[0029]下面通過具體的實施例對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0030]實施例:
[0031 ]本實施例提供一種仿人機器人髖關節機構，如圖1所示，包括髖關節組件和連接在髖關節組件上的驅動組件，所述髖關節組件包括主支撐件I，所述驅動組件包括依次連接的電機2、主動帶輪3、從動帶輪4和諧波減速器5，所述電機固定連接在所述主支撐件上。
[0032]其所述電機和主動帶輪軸12通過頂絲進行固定連接，主動帶輪和主動帶輪軸通過墊片和卡簧進行固定連接，從動帶輪軸13—端和從動帶輪通過墊片和卡簧進行固定連接，另一端與諧波減速器波發生器通過頂絲進行固定連接，主動帶輪和從動帶輪傳動連接。
[0033]當髖關節組件需要運動時，啟動電機，進一步電機帶動主動帶輪運動，所述主動帶輪帶動從動帶輪運動，所述從動帶輪帶動諧波減速器轉動，進一步的通過諧波減速器使得髖關節組件相對腿部組件進行翻滾自由度的功能。
[0034]在本實施例中，進一步的，所述主支撐件上連接有電機端蓋6，所述電機的輸出軸穿過所述電機端蓋與所述主動帶輪連接。電機端蓋通過螺釘固定在主支撐件上。在本實施例中，進一步的，所述仿人機器人髖關節機構還包括十字形連接件7，所述十字形連接件的一個端部與所述主支撐件轉動連接，相對的另一個端部與所述諧波減速器的柔輪固定連接。
[0035]在本實施例中，進一步的，如圖2所示，所述的十字形連接件與所述主支撐件通過轉軸連接。
[0036]在本實施例中，進一步的，所述諧波減速器的鋼輪與所述主支撐件固定連接。
[0037]在本實施例中，進一步的，所述的十字形連接件包括十字形架體8和固定連接在十字形架體四個端部的連接件9。
[0038]所述的連接件通過定位銷和/或螺釘固定連接在所述十字形架體的四個端部。
[0039]十字形架體一端與諧波減速器的柔輪通過螺釘固定連接，另一端通過軸和軸承與主支撐件進行連接，諧波減速器的鋼輪與主支撐件通過螺釘固定連接。
[0040 ]所述連接件包括連接件114、連接件1115、連接件11116和連接件IV17，所述連接件I和十字形架體通過定位銷進行定位并通過螺釘進行固定連接，十字形架體和連接件II通過定位銷進行定位并通過螺釘進行固定連接，連接件II和連接件III通過定位銷進行定位并通過螺釘進行固定連接，連接件IV和十字形架體通過定位銷進行定位并通過螺釘進行固定連接。
[0041]在本實施例中，進一步的，所述的主動帶輪與從動帶輪之間通過同步齒形帶連接。
[0042]在本實施例中，進一步的，所述主支撐件上還固定連接有諧波減速器連接件10。諧波減速器連接件一端通過螺釘固定在主支撐件上，另一端與諧波減速器的柔輪通過螺釘固定連接。
[0043]在本實施例中，進一步的，所述諧波減速器連接件上連接有腰部驅動諧波減速器U。髖關節組件通過諧波減速器連接件與腰部驅動諧波減速器連接，所述腰部組件上的動力驅動組件與所述腰部驅動諧波減速器連接，實現髖關節組件與腰部組件的相對轉動以進行機器人上體相對下體的偏轉。
[0044]本實施例提供一種機器人，包括上述實施例所述的仿人機器人髖關節機構。
[0045]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種仿人機器人髖關節機構，包括髖關節組件和連接在髖關節組件上的驅動組件，其特征在于，所述髖關節組件包括主支撐件(I)，所述驅動組件包括依次連接的電機(2)、主動帶輪(3)、從動帶輪(4)和諧波減速器(5)，所述電機固定連接在所述主支撐件上。2.根據權利要求1所述的一種仿人機器人髖關節機構，其特征在于，所述主支撐件上連接有電機端蓋(6)，所述電機的輸出軸穿過所述電機端蓋與所述主動帶輪連接。3.根據權利要求1所述的一種仿人機器人髖關節機構，其特征在于，所述仿人機器人髖關節機構還包括十字形連接件(7)，所述十字形連接件的一個端部與所述主支撐件轉動連接，相對的另一個端部與所述諧波減速器的柔輪固定連接。4.根據權利要求3所述的一種仿人機器人髖關節機構，其特征在于，所述的十字形連接件與所述主支撐件通過轉軸連接;所述諧波減速器的鋼輪與所述主支撐件固定連接。5.根據權利要求3所述的一種仿人機器人髖關節機構，其特征在于，所述的十字形連接件包括十字形架體(8)和固定連接在十字形架體四個端部的連接件(9)。6.根據權利要求5所述的一種仿人機器人髖關節機構，其特征在于，所述的連接件通過定位銷和/或螺釘固定連接在所述十字形架體的四個端部上。7.根據權利要求1所述的一種仿人機器人髖關節機構，其特征在于，所述的主動帶輪與從動帶輪之間通過同步齒形帶連接。8.根據權利要求1所述的一種仿人機器人髖關節機構，其特征在于，所述主支撐件上還固定連接有諧波減速器連接件(10)。9.根據權利要求8所述的一種仿人機器人髖關節機構，其特征在于，所述諧波減速器連接件上連接有腰部驅動諧波減速器(11)。10.一種機器人，其特征在于，包括權利要求1?9任一項所述的仿人機器人髖關節機構。
【文檔編號】B25J17/02GK205704260SQ201620268706
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月31日
【發明人】苑全旺, 李冰川, 駱鵬
【申請人】北京鋼鐵俠科技有限公司