一种仿生下肢机构的制作方法

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种拟人类机器人，特别涉及一种仿生下肢机构。

背景技术：

拟人类双足机器人虽然只有近四十年的发展历史，但是由于它独特的适应性和拟人性，成为了机器人领域的一个重要发展方向。双足机器人与轮式、爬行式和履带式等移动机器人相比，有着更好的环境适应性，这种优越性在非结构环境里的表现尤为突出。但是，迄今为止研制出的双足机器人与两足动物相比，大都存在能量消耗量大、动作不自然等缺点。特别是拟人类机器人在行走时，动作僵硬，平衡自适应程度不够，这对拟人类机器人的大规模应用造成了较大的困扰。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种结构简单合理、使用方便、拟人度高，通用性强、功耗低的机电设备散热装置。

本实用新型的目的是这样实现的：一种仿生下肢机构，它包括髋关节、膝关节、大腿、小腿，其特征在于所述膝关节由以下机构组成：动力部件、曲柄、长摇杆、小腿上端部、大腿下端，小腿上端部具有呈三角形的三个铰接点，大腿下端部具有尾端以及中部两个铰接点；曲柄一端可转动的安装在小腿上端部靠下位置的铰接点并与安装在小腿上端部的电机呈传动连接，曲柄的另一端与长摇杆一端铰接，长摇杆的另一端同时与大腿下端部的尾端、短摇杆的一端铰接，短摇杆的另一端铰接于小腿上端部靠右的铰接点，小腿上端部、曲柄、长摇杆、短摇杆形成四连杆结构A；大腿下端部通过其中部铰接点与摆臂的一端铰接，摆臂的另一端与小腿上端部靠左的铰接点铰接，小腿上端部、短摇杆、大腿下端部、摆臂形成四连杆结构B，四连杆结构A和四连杆结构B形成具有一个自由度的复合双四连杆结构。膝关节还包括一阻尼系统，该阻尼系统的阻尼部件为空气弹簧，阻尼系统在膝关节达到两端极限位置时能够起到较大的阻尼作用，减少膝关节的冲击延长膝关节的使用寿命；所述仿生下肢机构还包括一控制系统，该控制系统包括控制单元、编码器，上述编码器在膝关节、髋关节处均有配置，控制单元能够根据编码器反馈的关节位置信息控制关节活动速度。通过该控制系统，可以是整个仿生下肢机构的运动轨迹与运动速度严格按照人体工程学数据进行，该下肢机构能够更自然的模拟人体行走。

进一步的，所述小腿上端部呈U型板结构，三个铰接点呈对应状态分布在两侧板上，所述曲柄数量为一个且位于两侧板之间，动力部件安装在其中一侧板上。

进一步的，所述长摇杆数量为一个，所述短摇杆数量为2个，两个所述短摇杆分别铰接于两侧板)，曲柄的另一端也通过铰接转接件的两端部与两个所述短摇杆铰接。

进一步的，所述大腿下端部呈U型架结构，其两个铰接点呈对应状态分布与其两侧架上，所述动力部件为步进电机，所述铰接点的润滑方式均为自润滑。

本实用新型的有益效果：本实用新型采用复合双四连杆结构仿生人体膝关节，使其在实际行走中能够较为精准的模拟真是人体的行走姿态，在你人膝关节运行时使其瞬间转动中心的移动轨迹成J形曲线，从而并通过仿生工程学尽可能的降低该下肢机构运行时的功耗，并且膝关节在运行的时候能够实现较为自然的行走姿态，为拟人类双足机器人的应用范围提供了更广阔的的潜能。本实用新型具有结构简单合理、使用方便、拟人程度高、通用性强，运行功耗低的优点。

附图说明

图1是本申请的正面示意图。

图2是本申请的轴测图。

图中：1、动力部件；2、曲柄；3、长摇杆；4、小腿上端部；5、大腿下端部；6、摆臂；7、短摇杆；8、铰接转接件；4a、左侧板；4b、右侧板；5a、右侧架；5b、左侧架；J1、J2、J3、J4铰接点。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

实施例1

一种仿生下肢机构，它包括髋关节、膝关节、大腿、小腿，髋关节具有一个自由度，能实现大腿的前后摆动，由电机驱动旋转。

膝关节由以下机构组成：动力部件1、曲柄2、长摇杆3、小腿上端部4、大腿下端部5，小腿上端部4具有呈三角形的三个铰接点，大腿下端部5具有尾端以及中部两个铰接点；曲柄2一端可转动的安装在小腿上端部4靠下位置的铰接点并与安装在小腿上端部4的动力部件1呈传动连接，曲柄2的另一端与长摇杆3一端铰接，长摇杆3的另一端同时与大腿下端部5的尾端、短摇杆7的一端铰接，短摇杆7的另一端铰接于小腿上端部4靠右的铰接点，小腿上端部4、曲柄2、长摇杆3、短摇杆7形成四连杆结构A；大腿下端部5通过其中部铰接点与摆臂6的一端铰接，摆臂6的另一端与小腿上端部4靠左的铰接点铰接，小腿上端部4、短摇杆7、大腿下端部5、摆臂6形成四连杆结构B，四连杆结构A和四连杆结构B形成具有一个自由度的复合双四连杆结构。膝关节还包括一阻尼系统(附图中未显示)，该阻尼系统的阻尼部件为空气弹簧；所述仿生下肢机构还包括一控制系统(附图中未显示)，该控制系统包括控制单元、编码器，上述编码器在膝关节、髋关节处均有配置，控制单元能够根据编码器反馈的关节位置信息控制关节活动速度。

所述小腿上端部4呈U型板结构，小腿上端部4的两个侧板4a、4b上对应设置有六个孔，该六个孔两两对应形成三个铰接点，所述曲柄2数量为一个且位于两侧板之间，动力部件1安装在其中一侧板4b上。大腿下端部5呈U型架结构，在两个侧架上5a、5b设置有四个孔，该四个孔两两对应形成两个交接点，驱动膝关节的所述动力部件为步进电机，所述铰接点的润滑方式均为自润滑。

进一步的，所述长摇杆3数量为一个，所述短摇杆7数量为2个，两个所述短摇杆分别铰接于两侧板(4a、4b)，曲柄的另一端也通过铰接转接件的两端部与两个所述短摇杆铰接。

实施例2

主体结构与实施例1相同，所述小腿上端部和大腿下端部均呈单板结构。长摇杆数量为一个，短摇杆数量为1个，曲柄的另一端短摇杆铰接。

所述动力部件为伺服电机，曲柄旋转轴处安装有编码器，铰接点的润滑方式均为自润滑。

本实用新型本实用新型采用复合双四连杆结构仿生人体膝关节，使其在实际行走中能够较为精准的模拟真是人体的行走姿态，在你人膝关节运行时使其瞬间转动中心的移动轨迹成J形曲线，从而并通过仿生工程学尽可能的降低该下肢机构运行时的功耗，并且膝关节在运行的时候能够实现较为自然的行走姿态，为拟人类双足机器人的应用范围提供了更广阔的的潜能。本实用新型具有结构简单合理、使用方便、拟人程度高、通用性强，运行功耗低的优点。