仿生模块和机器人的制作方法

本实用新型属于机器人的驱动技术领域，特别是涉及仿生模块和设置有仿生模块的机器人。

背景技术：

现有技术中，机器人大多采用阿西莫夫机器人的形式，即机器人的各个关节是相互串联的，例如通过控制大臂的角度来实现控制肘的位置，通过控制肘的位置来控制小臂运动的相对固定点，或者是通过控制大腿的角度来实现控制膝盖的位置，通过控制膝盖的位置，来控制小腿运动的相对固定点。采用这种布局方式，需要在每个关节处都设置驱动机构，例如设置电动机，将会导致腿部的重量明显增加，从而使得腿部的惯性明显增加。这样会造成腿部的运动速度无法加快，因为其惯性负载较大，为了克服惯性负载，则又需要加大相应的电动机。从而进入到一个死循环中。

虽然，目前有契比雪夫机器人，实现了由安装在背部或腹部的驱动机构来带动同一侧的前后两条腿，具体说来，每条腿自上而下，依次包括一个等边三角形、平行四边形、直角三角形，等边三角形的一条边和直角三角形的一条边分别与平行四边形中的相互平行的一对边中的一条边重叠，仅有平行四边形能够改变形状，分别通过两根连杆分别带动等边三角形并不与平行四边形的边所对的顶点和直角三角形的与平行四边形重叠的一条边上的一个顶点，且这两根连杆相互枢接，枢接的点绕某一定点做圆周运动，来实现同时带动两条腿进行运动。但是这种机器人，由于两根连杆的较为靠下的一根需要与平行四边形的靠下的一条边的某个顶点连接，所以这个连杆需要占据机器人腹部以下的空间，从而在一定意义上降低机器人的通过性能。

技术实现要素：

本实用新型为克服现有技术中存在的技术问题而提供仿生模块和机器人，该仿生模块可以将仿生机器人的中下部周边空间腾出。

一种仿生模块，包括驱动机构、大腿和小腿，驱动机构包括第一驱动机构和第二驱动机构，大腿包括杆甲、杆乙、杆丙、杆丁、杆戊、杆己、杆辛，杆甲的尾端与杆乙的首端枢接、杆乙的尾端与杆丙的首端枢接、杆丙的尾端与杆丁的首端枢接，杆戊的尾端与杆己的首端枢接、杆己的尾端与杆辛的首端枢接，小腿与杆丙固定连接，杆甲位于杆丙的上方，杆戊位于杆辛的上方，杆甲与杆戊固定连接且成劣角设置，杆丙与杆辛固定连接且成劣角设置，杆甲与第一驱动机构传动连接，杆丁与第二驱动机构传动连接，杆甲与杆丙的长度相同，且杆甲和杆丙始终保持平行，杆戊与杆辛的长度相同，且杆戊和杆辛始终保持平行，第一驱动机构驱动杆甲旋转的旋转中心与第二驱动机构驱动杆丁的旋转中心重合。

通过将驱动机构设置在杆甲和杆丁的上部，分别利用一个驱动机构带动杆甲和杆丁，利用两个动力源来驱动连杆机构，可以将仿生机器人的中下部的周边空间腾出，利于实现设置仿生模块的机器人跨越障碍物。而且，与杆甲、乙、丙相对的设置了另外一套包括杆戊、己、辛的四杆机构，可以使两个四杆机构联动，在杆甲、乙、丙所构成的四杆机构处于死点时，另一套四杆机构不处于死点，两套四杆机构相互补充，可以避免整套机构的死点出现，并且扩大小腿的运动角度。

而且，当两个旋转机构分别驱动杆甲和杆丁的旋转中心重合时，可以明显的扩大动作幅度。

一种仿生模块，包括驱动机构、大腿和小腿，驱动机构包括第一驱动机构、第二驱动机构、第一驱动轮和第二驱动轮，第一驱动轮转动设置在大腿的上部，第一驱动轮与第一驱动机构传动连接，第二驱动轮转动设置在大腿的下部并与小腿固定连接，第一驱动轮与第二驱动轮传动连接，大腿与第二驱动机构传动连接。

通过驱动轮驱动的方式，减少了连杆机构的枢接点的数量，减少了转动点的设置个数，降低了润滑不到位的情况可能造成的磨损，而且，也消除了连杆机构死点出现的可能性。

优选的技术方案，其附加特征在于：第一驱动轮与第二驱动轮的传动比为1。

当将二者的传动比设定为1时，两个驱动轮就可以视为是一个输入连杆和输出连杆等长的双曲柄机构，便于直接通过控制第一驱动轮以相同的转速带动第二驱动轮，方便了设计人员的设计。

优选的技术方案，其附加特征在于：第一驱动轮与第二驱动轮的传动比小于1。

通过将传动比设置的小于1，可以扩大小腿7的工作范围。

优选的技术方案，其附加特征在于：第一驱动轮与第二驱动轮的传动比大于1。

通过将传动比设置的大于1，可以利用第一驱动轮与第二驱动轮再做一次减速，从而可以减小用于驱动第一驱动轮的第一驱动机构的输出扭矩。

一种机器人，设置有根据上述任一的仿生模块。

通过设置上述的仿生模块，可以将机器人在仿生机器人中下部的周边空间腾出，利于实现机器人跨越较高的障碍物。

附图说明

图1是现有技术中的仿生腿结构图。

图2是本实用新型实施例1的结构示意图。

图3是实施例2的结构示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：

实施例1：

图2是本实用新型实施例1的结构示意图。

图中，各个附图标记表示的含义如下；1、杆甲；2、杆乙；3、杆丙；4、杆丁；5、杆戊；6、杆己；7、小腿；8、杆辛；9、第一驱动机构；10、第二驱动机构。

一种仿生腿，包括驱动机构、大腿和小腿7，驱动机构包括第一驱动机构9和第二驱动机构10，具体的，第一驱动机构9为第一电机，第二驱动机构10为第二电机，大腿包括杆甲1、杆乙2、杆丙3、杆丁4、杆戊5、杆己6、杆辛8，杆甲1的尾端与杆乙2的首端枢接、杆乙2的尾端与杆丙3的首端枢接、杆丙3的尾端与杆丁4的首端枢接，杆戊5的尾端与杆己6的首端枢接、杆己6的尾端与杆辛8的首端枢接，小腿7与杆丙3固定连接，杆甲1位于杆丙3的上方，杆戊5位于杆辛8的上方，杆甲1与杆戊5固定连接且成钝角设置，杆丙3与杆辛8固定连接且成劣角设置，杆甲1与第一电机传动连接，杆丁4与第二电机传动连接，关于使得杆与电机的输出轴共同旋转的连接结构，可以参见CN105690365A中的图19所展示的杆与电机输出轴的安装方式，本申请中不再赘述。杆甲1与杆丙3的长度相同，且杆甲1和杆丙3始终保持平行，杆戊5与杆辛8的长度相同，且杆戊5和杆辛8始终保持平行。

通过将驱动机构设置在杆甲1和杆丁4的上部，分别利用一个驱动机构带动杆甲1和杆丁4，利用两个动力源来驱动连杆机构，可以将仿生腿的中下部的周边空间腾出，利于实现设置仿生腿的机器人跨越障碍物。而且，与杆甲1、乙、丙相对的设置了另外一套包括杆戊5、己、辛的四杆机构，可以使两个四杆机构联动，在杆甲1、乙、丙所构成的四杆机构处于死点时，另一套四杆机构不处于死点，两套四杆机构相互补充，可以避免整套机构的死点出现，并且扩大小腿7的运动角度。

优选的，第一驱动机构9驱动杆甲1旋转的旋转中心与第二驱动机构10驱动杆丁4的旋转中心重合。

当两个旋转机构分别驱动杆甲1和杆丁4的旋转中心只有重合时可以正常工作。

实施例2：

图3是实施例2的结构示意图。图中，与上述实施例所使用附图相同的附图标记，仍然沿用上述实施例对于该附图标记的定义。本实施例新出现的附图标记表示的含义如下：11、第一驱动轮；12、第二驱动轮；13、同步齿形带；14、大腿。

一种仿生腿，包括驱动机构、大腿14和小腿7，驱动机构包括第一驱动机构9、第二驱动机构10、第一驱动轮11和第二驱动轮12，第一驱动轮11转动设置在大腿14的上部，第一驱动轮11与第一驱动机构9传动连接，第二驱动轮12转动设置在大腿14的下部并与小腿7固定连接，第一驱动轮11与第二驱动轮12传动连接，大腿14与第二驱动机构10传动连接。具体说来，第一驱动轮11和第二驱动轮12均为同步带轮，二者之间通过同步齿形带13传动。

通过驱动轮驱动的方式，减少了连杆机构的枢接点的数量，减少了转动点的设置个数，降低了润滑不到位的情况可能造成的磨损，而且，也消除了连杆机构死点出现的可能性。同时实现了在不同传动比的情况下可以正常工作。

优选的，第一驱动轮11与第二驱动轮12的传动比为0.8(现在采用的传动比是8：10)。在第一驱动机构9工作角度不变的情况下为了提高小腿7的输出力可以增大驱动轮11与第二驱动轮12的传动比，在第一驱动机构9工作角度不变的情况下，为了扩大小腿7的工作范围，可减小驱动轮11与第二驱动轮12的传动比。

当将二者的传动比设定为1时，两个驱动轮就可以视为是一个输入连杆和输出连杆等长的双曲柄机构，便于直接通过控制第一驱动轮11以相同的转速带动第二驱动轮12，方便了设计人员的设计。

实施例3：

一种机器人，设置有上述任一实施例的仿生腿。

通过设置上述的仿生腿，可以将机器人在仿生腿中下部的周边空间腾出，利于实现机器人跨越较高的障碍物。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述。但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，例如：①与实施例5的不同之处在于，实施例5所展示的是通过同步齿形带进行连接，实际上还可以通过链轮传动或拉线进行连接，或者，第一驱动轮和第二驱动轮通过齿轮连接传递运动；②以上各个实施例中，相互固定连接的杆甲和杆戊、杆丙和杆辛、杆丁和杆戊、杆乙和杆辛是呈钝角，实际上也可以根据需要，成直角或锐角设置；③以上各个实施例中，展示的是电机的输出端与杆固定连接的情况，实际上二者之间也可以设置能够将最后的动力输出以转动方式输出的传动机构来带动杆的相应运动；④以上实施例仅仅描述的是仿生腿，实际上该结构还可以应用到机械臂等领域，并不仅仅局限在支撑机器人行走的腿，相应的，小腿一词，也不仅仅指与地面接触的部位，也可以是用于夹持物品的部位。这些均属于本实用新型的保护范围之内。