专利名称：拟人机器人的腿部机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机器人领域，具体地说，涉及一种拟人机器人的腿部机构。
背景技术：
随着科技的不断进步，人们对高科技产品的兴趣越来越浓厚，尤其是对机器人领域，这个和人类生活、工作息息相关的领域。各种各样的机器人已经应用到了人们的生产生活中，这其中拟人机器人的发展现状尤为让人关注。拟人机器人在模拟人的各种动作、与人 协作、语言交流等方面都突显出巨大的优势。国内外影响力较高且技术先进的仿人机器人有日本本田公司的ASMO的机器人，日本索尼公司的QRIO机器人以及北京理工大学的“汇 童”机器人，但这些设计中机器人的自由度普遍不够高、动作较为单一、各关节间连接相互干涉，极大的影响了机器人的整体性能。
实用新型内容为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种自由度高、动作多姿态、稳定性好的拟人机器人的腿部机构。本实用新型的技术方案是拟人机器人的腿部机构，其包括大腿部、膝关节、小腿部、踝关节和脚部。所述大腿部包括第一舵机、第二舵机、第一连接支架、第二连接支架、第三连接支架和第四连接支架，所述第一舵机位于下肢部的顶端，第二连接支架固定于第一舵机的侧面，第一连接支架位于第一舵机的上方，一端与第二连接支架铰接，另一端连接于第一舵机的舵盘上；第四连接支架位于第一舵机的下方，一端与第一舵机的轴承铰接，另一端连接于第一舵机的舵盘上；第二舵机位于第一舵机的后方，两者通过第三连接支架连接；所述膝关节包括第三舵机和第五连接支架，第三舵机通过第五连接支架固定连接于第四连接支架的底部；所述踝关节包括第四舵机、第五舵机、第七连接支架和第八连接支架，第七连接支架固定于第五舵机的一侧，第四舵机位于第五舵机的后方，两者通过第八连接支架连接；所述小腿部包括第六连接支架，第六连接支架一端与第三舵机连接，另一端连接于第五舵机上；所述脚部包括第九连接支架和脚部支架，第九连接支架底部与脚部支架固定连接，其上部一端铰接于第七连接支架，另一端连接于第四舵机的舵盘上。本实用新型的有益效果在于与传统拟人机器人的腿部机构相比较，本实用新型体积较小，成本低廉，各个关节连接处互不干涉，有效的防止了因为关节干涉而引起的机器人倾倒、动作单一等问题，提高了机器人的自由度以及行走的稳定性。
图I是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型中踝关节的结构示意图。其中，ml、第一舵机，m2、第二舵机，m3、第三舵机，m4、第四舵机，m5、第五舵机；I、第一连接支架，2、第二连接支架，3、第三连接支架，4、第四连接支架，5、第五连接支架，6、第六连接支架，7、第七连接支架，8、第八连接支架，9、第九连接支架，10、脚部支架。
具体实施方式
以下结合附图具体说明本实用新型。参见图I和图2，本实用新型包括大腿部、膝关节、小腿部、踝关节和脚部。所述大腿部包括第一舵机ml、第二舵机m2、第一连接支架I、第二连接支架2、第三连接支架3和第四连接支架4，所述第一舵机ml位于下肢部的顶端，第二连接支架2固定于第一 舵机ml的侧面，第一连接支架I位于第一舵机ml的上方，一端与第二连接支架2铰接，另一端连接于第一舵机ml的舵盘上；第四连接支架4位于第一舵机ml的下方，一端与第一舵机ml的轴承铰接，另一端连接于第一舵机ml的舵盘上；第二舵机m2位于第一舵机ml的后方,两者通过第三连接支架3连接；所述膝关节包括第三舵机m3和第五连接支架5，第三舵机m3通过第五连接支架5固定连接于第四连接支架4的底部；所述踝关节包括第四舵机m4、第五舵机m5、第七连接支架7和第八连接支架8，第七连接支架7固定于第五舵机m5的一侧，第四舵机m4位于第五舵机m5的后方，两者通过第八连接支架8连接；所述小腿部包括第六连接支架6，第六连接支架6 —端与第三舵机m3连接，另一端连接于第五舵机m5上；所述脚部包括第九连接支架9和脚部支架10，第九连接支架9底部与脚部支架10固定连接，其上部一端铰接于第七连接支架7，另一端连接于第四舵机m4的舵盘上。以拟人机器人的腿部机构完成下蹲动作为例控制系统发出控制命令，第一舵机ml、第三舵机m3和第五舵机m5同时接收控制信号，第一舵机ml通过舵盘顺时针转动相应的角度并带动第四连接支架4向前转动，第四连接支架4与第三舵机m3相连，第四连接支架4带动第三舵机m3向前运动的同时，第三舵机m3接收控制信号同时进行动作，根据控制信号逆时针转动相应的角度，第三舵机m3上的舵盘逆时针转动带动第六连接支架6向后转动，第六连接支架6同时与第五舵机m5相连，第六连接支架6带动第五舵机m5向后运动的同时，第五舵机m5接收控制信号同时进行动作，根据控制信号逆时针转动相应的角度，第五舵机m5上的舵盘逆时针转动带动第九连接支架9和脚部支架10向后运动，使第九连接支架9和脚部支架10落地时始终与地面平行，保证机器人下蹲时不会摔倒。整个下蹲过程中，第一舵机ml、第三舵机m3和第五舵机m5在控制系统的命令下，同时动作，经过控制系统的精确计算分别转动相应的角度，相互协调，始终保持机器人腿部的重心在一条直线上，保证了下蹲过程中的稳定性。
权利要求1.拟人机器人的腿部机构，其特征在于，包括大腿部、膝关节、小腿部、踝关节和脚部；所述大腿部包括第一舵机(ml)、第二舵机(m2)、第一连接支架(I)、第二连接支架(2)、第三连接支架(3)和第四连接支架(4)，所述第一舵机(ml)位于下肢部的顶端，第二连接支架(2)固定于第一舵机(ml)的侧面,第一连接支架(I)位于第一舵机(ml)的上方,一端与第二连接支架(2)铰接,另一端连接于第一舵机(ml)的舵盘上；第四连接支架(4)位于第一舵机(ml)的下方,一端与第一舵机(ml)的轴承铰接,另一端连接于第一舵机(ml)的舵盘上；第二舵机(m2)位于第一舵机(ml)的后方，两者通过第三连接支架(3)连接；所述膝关节包括第三舵机(m3)和第五连接支架(5)，第三舵机(m3)通过第五连接支架(5)固定连接于第四连接支架(4)的底部；所述踝关节包括第四舵机(m4)、第五舵机(m5)、第七连接支架(7)和第八连接支架(8)，第七连接支架(7)固定于第五舵机(m5)的一侧，第四舵机(m4)位于第五舵机(m5)的后方，两者通过第八连接支架(8)连接；所述小腿部包括第六连接支架(6)，第六连接支架(6) —端与第三舵机(m3)连接，另一端连接于第五舵机(m5)上；所述脚部包括第九连接支架(9)和脚部支架(10)，第九连接支架(9)底部与脚部支架(10)固定连接，其上部一端铰接于第七连接支架(7)，另一端连接于第四舵机(m4)的舵盘上。
专利摘要本实用新型属于机器人领域，具体地说，涉及一种拟人机器人的腿部机构。其包括大腿部、膝关节、小腿部、踝关节和脚部。所述大腿部包括第一舵机、第二舵机、第一连接支架、第二连接支架、第三连接支架和第四连接支架，所述膝关节包括第三舵机和第五连接支架，所述踝关节包括第四舵机、第五舵机、第七连接支架和第八连接支架，所述小腿部包括第六连接支架，所述脚部包括第九连接支架和脚部支架。与传统拟人机器人的腿部机构相比较，本实用新型体积较小，成本低廉，各个关节连接处互不干涉，有效的防止了因为关节干涉而引起的机器人倾倒、动作单一等问题，提高了机器人的自由度以及行走的稳定性。
文档编号B62D57/032GK202669948SQ201220307489
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者田阳, 张磊, 李元, 刘文垒 申请人:青岛海艺自动化技术有限公司