一種仿人機器人髖關(guān)節(jié)機構(gòu)及連接有該機構(gòu)的機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種仿人機器人髖關(guān)節(jié)機構(gòu)及連接有該機構(gòu)的機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]模仿人的形態(tài)和行為而設(shè)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(jù)不同應(yīng)用需求被設(shè)計成不同形狀，如運用于工業(yè)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(shù)等多門科學于一體，代表著一個國家的高科技發(fā)展水平。從機器人技術(shù)和人工智能的研究現(xiàn)狀來看，要完全實現(xiàn)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(fā)展。
[0003]迄今為止，世界上比較成熟的仿人機器人設(shè)計方案中，其雙腿結(jié)構(gòu)均具有12個自由度，即單腿具有6個自由度的結(jié)構(gòu)設(shè)計形式，而在雙腿結(jié)構(gòu)的三個關(guān)節(jié)(髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié))結(jié)構(gòu)中，髖關(guān)節(jié)因需要具有偏轉(zhuǎn)(Yaw)、俯仰(Pi tch)和翻滾(Ro11)三個自由度的功能，其結(jié)構(gòu)設(shè)計一般較為復(fù)雜，加工零件數(shù)量多，此外，由于大多數(shù)仿人機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計多采用板類零件拼接的結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)強度和剛度也較差。
[0004]由此可見，能否針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，針對仿人機器人的髖關(guān)節(jié)機構(gòu)做進一步改進，以解決上述技術(shù)問題。在針對髖關(guān)節(jié)機構(gòu)進行簡化的基礎(chǔ)有效實現(xiàn)髖關(guān)節(jié)在偏轉(zhuǎn)、俯仰和翻滾的三個自由度運動的功能，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題，提供一種仿人機器人髖關(guān)節(jié)機構(gòu)及連接有該機構(gòu)的機器人，機構(gòu)強度好、組裝零件數(shù)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(shù)效果，本發(fā)明包括以下技術(shù)方案:
[0007]—種仿人機器人髖關(guān)節(jié)機構(gòu)，包括髖關(guān)節(jié)組件和連接在髖關(guān)節(jié)組件上的驅(qū)動組件，所述髖關(guān)節(jié)組件包括主支撐件，所述驅(qū)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]本發(fā)明上述的結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，在上述結(jié)構(gòu)設(shè)計和連接方式的基礎(chǔ)上，可通過驅(qū)動組件實現(xiàn)髖關(guān)節(jié)組件具有偏轉(zhuǎn)、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(guān)節(jié)機構(gòu)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(zhuǎn)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(guān)節(jié)組件的結(jié)構(gòu)中，以十字形連接件進行結(jié)構(gòu)連接和設(shè)計，采用一體化設(shè)計方案，有效減少了零件數(shù)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(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。易于本發(fā)明的髖關(guān)節(jié)組件與大腿組件、腰部組件的各結(jié)構(gòu)設(shè)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(zhuǎn)軸連接。
[0013]十字形連接件一端通過轉(zhuǎn)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(xiàn)轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)的設(shè)計，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中髖關(guān)節(jié)組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工零件數(shù)量多的問題，且使最終連接后的髖關(guān)節(jié)組件連接強度高。通過設(shè)置在髖關(guān)節(jié)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(xiàn)髖關(guān)節(jié)組件的偏轉(zhuǎn)、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(zhuǎn)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(qū)動諧波減速器。
[0022]本發(fā)明髖關(guān)節(jié)組件通過諧波減速器連接件與腰部驅(qū)動諧波減速器連接，所述腰部組件上的動力驅(qū)動組件與所述腰部驅(qū)動諧波減速器連接，實現(xiàn)髖關(guān)節(jié)組件與腰部組件的相對轉(zhuǎn)動以進行機器人上體相對下體的偏轉(zhuǎn)。
[0023]—種機器人，包括上述的仿人機器人髖關(guān)節(jié)機構(gòu)。
[0024]采用上述技術(shù)方案，包括以下有益效果:本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有仿人機器人雙腿髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的缺陷和不足，提出一種仿人機器人雙腿髖關(guān)節(jié)機構(gòu)的形式，其內(nèi)部主要支撐件采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，將電機、諧波減速器的安裝件融為一體，減少了整個機構(gòu)的零件數(shù)量，便于安裝，降低了安裝產(chǎn)生的機械誤差，并在主支撐件內(nèi)部設(shè)計了筋板和加強筋，有效的保證的本發(fā)明髖關(guān)節(jié)機構(gòu)各零件的結(jié)構(gòu)強度和剛度。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明仿人機器人髖關(guān)節(jié)機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明十字形連接件結(jié)構(gòu)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(qū)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發(fā)明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(guān)節(jié)機構(gòu)，如圖1所示，包括髖關(guān)節(jié)組件和連接在髖關(guān)節(jié)組件上的驅(qū)動組件，所述髖關(guān)節(jié)