专利名称：机器人的踝关节的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机器人技术领域，特别是涉及一种人形机器人踝关节。
技术背景人形机器人是机器人技术的高级发展阶段，它综合体现了高级机器人 的机构学、运动和动力学等诸多方面的研究和发展水平，是一个很复杂的 综合系统。其中，机器人踝关节的设计是人形机器人研究领域的挑战性课 题。目前，机器人踝关节通常采用串联结构，串联结构机器人踝关节通常 存在结构复杂、承载能力差等不足。发明内容为了克服现有机器人踝关节存在的结构复杂、承载能力差等不足，本 发明提供一种并联结构的机器人踝关节，该踝关节具有结构简单、承载能 力强和工艺性好等优点，可应用于人形机器人的踝关节。本发明所采用的技术方案是伺服电机5和伺服电机4分别安装在小 腿基座1的上部，驱动摆杆3的一端通过安装孔与伺服电机5的转动轴固 联，驱动摆杆3的另一端通过转动副铰链14与连杆2的一端相连，连杆2 的另一端通过转动副铰链13与环形件8相连；驱动摆杆6的一端通过安装 孔与伺服电机4的转动轴固联，驱动摆杆6的另一端通过转动副铰链19与 连杆7的一端相连，连杆7的另一端通过转动副铰链21与环形件10相连。 环形件8通过一对同轴转动副铰链16和17与小腿基座1的下部相连，环 形件10通过一对同轴转动副铰链20和22与小腿基座1的下部相连；环形 件8通过一对同轴转动副铰链15和18与环形件9相连；环形件9通过一 对同轴转动副铰链23和26与框形脚板连接件11相连；环形件10通过一 对同轴转动副铰链24和25与框形脚板连接件11相连。脚板12固联在框 形脚板连接件ll上，小腿基座1与机器人膝关节相连。通过二个伺服电机 分别驱动对应驱动摆杆，可实现框形脚板连接件ll的二维转动，模拟人类 踝关节的二维转动运动。
图l为机器人踝关节的结构图；图2为机器人踝关节环形件8和环形件9的结构图；图3为机器人踝关节环形件10的结构图；图4为机器人踝关节框形脚板连接件11和脚板12的结构图。在图中，l.小腿基座，2、 7.第一连杆，3、 6.驱动摆杆，4、 5.伺服电 机，8、 9、 IO.环形件，ll.框形脚板连接件，12.脚板，13-26.转动副铰 链。
具体实施方式
图1是本发明公开的一个实施例，这种机器人踝关节，包括小腿基座1、 连杆(2、 7)、驱动摆杆(3、 6)、伺服电机(4、 5)、环形件(8、 9、 10)、 框形脚板连接件11和脚板12。其中，环形件8安装在环形件9之内；环形 件10安装在框形脚板连接件11的之内。环形件10安装在框形脚板连接件 11之内。伺服电机(4、 5)分别安装在小腿基座1的上部，驱动摆杆3的 一端通过安装孔与伺服电机5的转动轴固联，驱动摆杆3的另一端通过转 动副铰链14与连杆2的一端相连，连杆2的另一端通过转动副铰链13与 环形件8相连；驱动摆杆6的一端通过安装孔与伺服电机4的转动轴固联， 驱动摆杆6的另一端通过转动副铰链19与连杆7的一端相连，连杆7的另 一端通过转动副铰链21与环形件10相连；脚板12固联在框形脚板连接件 11上；环形件8通过一对同轴转动副铰链16和17与小腿基座1的下部相 连，环形件10通过一对同轴转动副铰链20和22与小腿基座1的下部相连， 同轴转动副铰链16和17的轴线与同轴转动副铰链20和22的轴线在空间 互相垂直并共面。环形件8通过一对同轴转动副铰链15和18与环形件9 相连，同轴转动副铰链15和18的轴线与同轴转动副铰链16和17的轴线 在空间互相垂直并共面；环形件9通过一对同轴转动副铰链23和26与框 形脚板连接件11相连，转动副铰链23和26的转轴轴线与转动副铰链15 和18的转轴轴线在空间互相垂直并共面；环形件10通过一对同轴转动副 铰链24和25与框形脚板连接件11相连，同轴转动副铰链24和25的轴线
与同轴转动副铰链23和26的轴线在空间互相垂直并共面。转动副铰链13 的转轴轴线与同轴转动副铰链16和17的轴线在空间互相平行；转动副铰 链21的转轴轴线与同轴转动副铰链20和22的轴线在空间互相平行。驱动摆杆3通过转动副铰链14带动连杆2，连杆2通过转动副铰链13 带动环形件8，环形件8通过同轴转动副铰链15和18带动环形件9，环形 件9通过同轴转动副铰链23和25可带动框形脚板连接件11;驱动摆杆6 通过转动副铰链19带动连杆7，连杆7通过转动副铰链21带动环形件10， 环形件10通过同轴转动副铰链24和25可带动框形脚板连接件11;从而实 现框形脚板连接件ll的二维转动，以满足人类踝关节的运动性能要求。本 发明具有结构简单、承载能力强和工艺性好等优点，适用于人形机器人的 踝关节。
权利要求
1.一种机器人的踝关节，包括小腿基座(1)、连杆(2、7)、驱动摆杆(3、6)、伺服电机(4、5)、环形件(8、9、10)、框形脚板连接件(11)和脚板(12)，所述脚板(12)固联在框形脚板连接件(11)上，其特征是伺服电机(4、5)分别安装在小腿基座(1)的上部，驱动摆杆(3)的一端通过安装孔与伺服电机(5)的转动轴固联，其另一端通过转动副铰链(14)与连杆(2)的一端相连；连杆(2)的另一端通过转动副铰链(13)与环形件(8)相连；驱动摆杆(6)的一端通过安装孔与伺服电机(4)的转动轴固联，其另一端通过转动副铰链(19)与连杆(7)的一端相连；连杆(7)的另一端通过转动副铰链(21)与环形件(10)相连；环形件(8)通过一对同轴转动副铰链(16)和(17)与小腿基座(1)的下部相连，环形件(10)通过一对同轴转动副铰链(20)和(22)与小腿基座(1)的下部相连。
2. 根据权利要求1所述机器人的踝关节，其特征是环形件(8)通过 一对同轴转动副铰链(15)和(18)与环形件(9)相连；环形件(9)通 过一对同轴转动副铰链(23)和(26)与框形脚板连接件(11)相连；环 形件(10)通过一对同轴转动副铰链(24)和(25)与框形脚板连接件(11) 相连。
3. 根据权利要求1或2所述的机器人的踝关节，其特征是环形件(8)安装在环形件(9)之内；环形件(10)安装在框形脚板连接件(11)之内；环形件(9)安装在框形脚板连接件(11)之内。
全文摘要
本发明公开了一种机器人踝关节，其特征是伺服电机(4、5)分别安装在小腿基座(1)的上部，驱动摆杆(3)的一端通过安装孔与伺服电机(5)的转动轴固联，其另一端通过转动副铰链(14)与连杆(2)的一端相连；连杆(2)的另一端通过转动副铰链(13)与环形件(8)相连；驱动摆杆(6)的一端通过安装孔与伺服电机(4)的转动轴固联，其另一端通过转动副铰链(19)与连杆(7)的一端相连，连杆(7)的另一端通过转动副铰链(21)与环形件(10)相连；环形件(8)通过一对同轴转动副铰链(16)和(17)与小腿基座(1)的下部相连，环形件(10)通过一对同轴转动副铰链(20)和(22)与小腿基座(1)的下部相连。本发明具有结构简单、承载能力强和工艺性好等优点，适合做人形机器人的踝关节。
文档编号B62D57/00GK101157373SQ200710139498
公开日2008年4月9日 申请日期2007年9月22日 优先权日2007年9月22日
发明者金振林, 峰 高 申请人:燕山大学