能够实现双足直立行走的拟人机器人.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110202593A(43)申请公布日2019.09.06(21)申请号201910639131.7(22)申请日2019.07.16(71)申请人上海飞叶机器人科技有限公司地址200042上海市长宁区长宁路999号6楼6247室(72)发明人廖华清张亮夏翰煜雷家敏赖云良张文马彪(51)Int.Cl.B25J11/00(2006.01)B25J17/02(2006.01)B25J9/12(2006.01)B62D57/032(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图13页(54)发明名称能够实现双足直立行走的拟人机器人(57)摘要本发明公开了一种能够实现双足直立行走的拟人机器人，包括躯干骨架、腰部、右腿、左腿，腰部通过腰部旋转平台连接躯干骨架，腰部的左右两侧分别通过双自由度髋关节连接左腿和右腿；躯干骨架的下部固定连接腰部的腰部旋转平台，通过腰部旋转机构带动腰部旋转平台旋转，从而能够带动躯干骨架绕Z轴旋转，实现腰部Z轴旋转自由度；髋关节的X轴驱动电机通过髋关节直齿轮组带动髋关节球绕X轴旋转，实现髋关节X轴旋转自由度；Y轴驱动电机通过锥齿轮副实现由X轴旋转至Y轴旋转的垂直换向，并通过行星轮减速机构带动末端连接法兰绕Y轴旋转，实现髋关节Y轴旋转自由度。本发明的13个自由度能够使机器人的直立行走姿态高度模仿人类的动作。CN110202593ACN110202593A权利要求书1/3页1.一种能够实现双足直立行走的拟人机器人，其特征在于：包括躯干骨架(1)、腰部(2)、右腿(3、)左腿(4)，腰部(2)通过腰部旋转平台(5)连接躯干骨架(1)，腰部(2)的左右两侧分别通过双自由度髋关节连接左腿(3)和右腿(4)；所述躯干骨架(1)的下部固定连接腰部(2)的腰部旋转平台(5)，通过腰部旋转机构带动腰部旋转平台(5)旋转，从而能够带动躯干骨架(1)绕Z轴旋转，实现腰部Z轴旋转自由度；所述双自由度髋关节的髋关节齿轮箱壳(6-3)固定连接腰部(2)的腰部壳体(2-1)，以实现双自由度髋关节与腰部(2)的固定连接；双自由度髋关节的X轴驱动电机(6-7)通过髋关节直齿轮组(6-5)带动髋关节球(6-1)绕X轴旋转，实现髋关节X轴旋转自由度；Y轴驱动电机(6-8)通过锥齿轮副实现由X轴旋转至Y轴旋转的垂直换向，并通过行星轮减速机构(6-4)带动末端连接法兰(6-4-8)绕Y轴旋转，实现髋关节Y轴旋转自由度；所述双自由度髋关节的末端连接法兰(6-4-8)作为髋关节的Y向输出端，固定连接大腿的大腿Z轴旋转主结构件(8-2)上端，以实现双自由度髋关节与大腿的固定连接；大腿具有上段Z轴旋转自由度和下段Z轴旋转自由度；所述大腿下端与小腿上端活动连接，形成膝关节X轴旋转自由度；所述小腿下端与踝关节活动连接，形成踝关节X轴旋转自由度；所述踝关节的踝关节齿轮箱体(10-1)内设置有踝关节Y轴驱动机构，踝关节Y轴驱动机构的输出齿轮与后跟末端齿轮件(10-5)的齿轮部相啮合；后跟末端齿轮件(10-5)的支架部固定连接脚掌；踝关节Y轴驱动机构带动后跟末端齿轮件(10-5)绕齿轮回转中心旋转，从而实现后跟末端齿轮件(10-5)与踝关节齿轮箱体(10-1)之间绕Y轴的相对旋转运动，实现踝关节Y轴旋转自由度。2.根据权利要求1所述的能够实现双足直立行走的拟人机器人，其特征在于：所述腰部(2)包括腰部壳体(2-1)，腰部壳体(2-1)的顶部活动设置所述腰部旋转平台(5)；腰部旋转平台(5)固定连接腰部直齿轮组(19)的输出齿轮，腰部直齿轮组(19)的输入端连接腰部旋转驱动电机(21)；腰部旋转驱动电机(21)通过腰部直齿轮组(19)能够带动腰部旋转平台(5)绕Z轴旋转。3.根据权利要求2所述的能够实现双足直立行走的拟人机器人，其特征在于：所述腰部旋转平台(5)的末端连接旋转平台滑销(22)，旋转平台滑销(22)上开设有滑槽(22-3)，腰部旋转平台(5)的末端形成有滑片(5-4)；腰部旋转平台(5)的滑片(5-4)与旋转平台滑销(22)的滑槽(22-3)相配合；所述腰部旋转平台(5)的滑片(5-4)的外缘和旋转平台滑销(22)的滑槽(22-3)的内缘分别形成有沿径向突出的周向运动限位块；所述旋转平台滑销(22)的侧部形成装配开口。4.根据权利要求1所述的能够实现双足直立行走的拟人机器人，其特征在于：所述双自由度髋关节包括髋关节球(6-1)，髋关节球(6-1)沿X轴固定连接髋关节直齿轮组(6-5)的髋关节X向末端大齿轮(6-5-4)，髋关节直齿轮组(6-5)的输入端连接X轴驱动电机(6-7)；髋关节直齿轮组(6-5)设置于所述髋关节齿轮箱壳(6-3)内，髋关节齿轮箱壳(6-3)空套于髋关节球(6-1