本發(fā)明涉及足式機器人，尤其涉及一種水陸兩棲人形機器人用五自由度腿。

背景技術：

1、水下機器人是一種集海底搜索、調(diào)查、識別和打撈作業(yè)于一體的工具。目前，應用于水下的機器人大多為多足機器人(以六足機器人居多)，多足機器人憑借著極強的地形適應能力和抗擾動能力，在海底及近邊壁狹窄空間作業(yè)任務中表現(xiàn)出色。相較于多足機器人，人形機器人憑借著軀干加四肢的卓越配置，可以依靠腿部移動時，上半身同時執(zhí)行其他動作，完成更為復雜的水下作業(yè)，并適用于水陸兩棲不同的復雜場景。但是，人形機器人如何能便捷的移動，成為限制人形機器人在水下作業(yè)的重要因素，因此，機器人的腿部是解鎖水陸兩棲人形機器人工作的核心問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術的不足，提供了一種水陸兩棲人形機器人用五自由度腿，它結構設計緊湊且合理，采用五自由度的驅動方式，有效解決了人形機器人在水下便捷移動的問題，可以使人形機器人在水下任意調(diào)整角度，以便于其上半身執(zhí)行命令，并且，適用于水陸兩棲的工作場景，提高其通用性，解決了現(xiàn)有技術中存在的問題。

2、本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

3、一種水陸兩棲人形機器人用五自由度腿，包括腰部組件，在腰部組件底部左右兩側分別對稱設有髖部組件，在兩個髖部組件上均設有大腿組件，在兩個大腿組件上均設有與之配合的小腿組件，在兩個小腿組件上均設有足部組件：

4、所述腰部組件包括梯形框體，在梯形框體的頂板中央設有與機器人軀干相連的連接座，在梯形框體前后兩側側壁中部對稱設有卡孔，在梯形框體的底板左右兩側分別對稱設有腰部電機，兩個腰部電機分別固連在梯形框體的底板上；

5、所述髖部組件包括與腰部電機輸出端相連的水平轉動板，在水平轉動板前后兩側分別對稱設有與之相連的髖部夾板，在兩個髖部夾板之間設有髖部翻轉架，在后側的髖部夾板上設有髖部電機，髖部電機的輸出端穿過該側髖部夾板固連在髖部翻轉架上，在髖部翻轉架前側設有活動卡接在前側髖部夾板上的髖部卡軸；

6、所述大腿組件包括固連在髖部翻轉架上的大腿電機，大腿電機的輸出端與豎直設置在髖部組件外側的大腿支架相連，所述大腿支架包括兩塊平行設置的大腿固定板，兩個大腿固定板的上部則通過弧形連接板相連，其下部則通過大腿固定軸相連；

7、所述小腿組件包括設置在大腿支架上部外壁上的小腿電機，小腿電機的輸出端穿過外側的大腿固定板與設置在大腿支架內(nèi)的驅動齒輪相連，一小腿支架活動鉸接在大腿支架的大腿固定軸上，所述小腿支架包括兩塊平行設置的小腿固定板，兩個小腿固定板的上部活動鉸接在大腿固定軸上，其中部則通過小腿連接板相連，其下部則通過小腿固定軸相連，在兩個小腿固定板之間的大腿固定軸上活動套設傳動齒輪，傳動齒輪的左右兩側分別與相應一側的小腿固定板相連，一傳動帶繞設在驅動齒輪與傳動齒輪上；

8、所述足部組件包括足部底板，在足部底板表面設有活動鉸接在小腿固定軸上的足部支撐板，在小腿支架中部設有足部電機，足部電機的輸出端與驅動桿相連，在朝向驅動桿一側的足部支撐板側壁上設有足部支撐柱，一聯(lián)動桿的上端活動鉸接在驅動桿的外端，其下端則活動鉸接在足部支撐柱上。

9、可選地，在梯形框體左右兩側側壁上對稱設有支撐架。

10、可選地，在對應髖部卡軸一側的髖部夾板上設有活動套接在髖部卡軸上的髖部軸承。

11、可選地，在大腿電機左右兩側分別設有卡接在髖部翻轉架內(nèi)的限位圓板。

12、可選地，所述連接座包括連接套筒，連接套筒連通設置在梯形框體的頂板上，在連接套筒上設有法蘭盤。

13、可選地，在兩個大腿固定板之間設有漲緊柱，在對應漲緊柱位置的兩個大腿固定板上分別沿水平方向設有滑槽，漲緊柱的兩個軸端分別活動卡接在對應一側的滑槽內(nèi)，傳動帶繞設在漲緊柱上。

14、可選地，在腰部電機、髖部電機、大腿電機、小腿電機及足部電機上均設有密封機構，所述密封機構套接在腰部電機、髖部電機、大腿電機、小腿電機或足部電機外側的密封套筒，在密封套筒的一端設有外端蓋，在外端蓋上設有穿線螺絲，在密封套筒的另一端設有內(nèi)端蓋，腰部電機、髖部電機、大腿電機、小腿電機或足部電機的輸出端活動穿出內(nèi)端蓋與連接法蘭相連。

15、本發(fā)明采用上述技術方案，所具有的優(yōu)點是：結構設計緊湊且合理，采用五自由度的驅動方式，有效解決了人形機器人在水下便捷移動的問題，可以使人形機器人在水下任意調(diào)整角度，以便于其上半身執(zhí)行命令，并且，適用于水陸兩棲的工作場景，提高其通用性；驅動方式采用密封式設置，極大程度上解決了人形機器人對水密性的要求，從而提高了人形機器人的使用壽命。

技術特征：

1.一種水陸兩棲人形機器人用五自由度腿，其特征在于，包括腰部組件，在腰部組件底部左右兩側分別對稱設有髖部組件，在兩個髖部組件上均設有大腿組件，在兩個大腿組件上均設有與之配合的小腿組件，在兩個小腿組件上均設有足部組件：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種水陸兩棲人形機器人用五自由度腿，其特征在于，在梯形框體左右兩側側壁上對稱設有支撐架。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種水陸兩棲人形機器人用五自由度腿，其特征在于，在對應髖部卡軸一側的髖部夾板上設有活動套接在髖部卡軸上的髖部軸承。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種水陸兩棲人形機器人用五自由度腿，其特征在于，在大腿電機左右兩側分別設有卡接在髖部翻轉架內(nèi)的限位圓板。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種水陸兩棲人形機器人用五自由度腿，其特征在于，所述連接座包括連接套筒，連接套筒連通設置在梯形框體的頂板上，在連接套筒上設有法蘭盤。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種水陸兩棲人形機器人用五自由度腿，其特征在于，在兩個大腿固定板之間設有漲緊柱，在對應漲緊柱位置的兩個大腿固定板上分別沿水平方向設有滑槽，漲緊柱的兩個軸端分別活動卡接在對應一側的滑槽內(nèi)，傳動帶繞設在漲緊柱上。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種水陸兩棲人形機器人用五自由度腿，其特征在于，在腰部電機、髖部電機、大腿電機、小腿電機及足部電機上均設有密封機構，所述密封機構套接在腰部電機、髖部電機、大腿電機、小腿電機或足部電機外側的密封套筒，在密封套筒的一端設有外端蓋，在外端蓋上設有穿線螺絲，在密封套筒的另一端設有內(nèi)端蓋，腰部電機、髖部電機、大腿電機、小腿電機或足部電機的輸出端活動穿出內(nèi)端蓋與連接法蘭相連。

技術總結
本發(fā)明涉及足式機器人技術領域，尤其涉及一種水陸兩棲人形機器人用五自由度腿。它包括腰部組件，在腰部組件底部左右兩側分別對稱設有髖部組件，在兩個髖部組件上均設有大腿組件，在兩個大腿組件上均設有與之配合的小腿組件，在兩個小腿組件上均設有足部組件。它結構設計緊湊且合理，采用五自由度的驅動方式，有效解決了人形機器人在水下便捷移動的問題，可以使人形機器人在水下任意調(diào)整角度，以便于其上半身執(zhí)行命令，并且，適用于水陸兩棲的工作場景，提高其通用性，解決了現(xiàn)有技術中存在的問題。

技術研發(fā)人員：白桂強,曹聰,秦洪德,曹小建,牟曉凱,朱仲本,劉強,占曉明
受保護的技術使用者：哈爾濱工程大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6