一種可全向自由移動的擬人髖部結構的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種可全向自由移動的擬人髖部結構，所述髖部結構通過設置多個動力輸出單元、無滑差傳輸帶、以及柔性棘輪降速器的巧妙配合，實現了3個擺動方向的回旋中線相互正交，擴大了擬人設備腿部的工作運動范圍，結構緊湊，輸出扭矩大，承載能力強，靈活性高，提高了擬人設備的動力性能。
【專利說明】一種可全向自由移動的擬人髖部結構

【技術領域】
[0001]本發明涉及擬人設備領域，尤其涉及一種可全向自由移動的擬人髖部結構。

【背景技術】
[0002]髖部結構是擬人行走設備的關鍵部分之一，是兩條腿的連接部件，也是上身的支撐部件，同時需要集成雙腿驅動、上身驅動等多個方向的驅動元件。髖部結構的機械效率與驅動效率直接影響了整個結構整體的控制與能量消耗。
[0003]擬人行走設備的髖部結構屬于三向球體結構，在仿生機構設計中可采用分別以空間三個相互垂直方向為軸的單向旋轉結構來替代，但是這種結構設計方法比較復雜，而且在擬人設備的直線行走中，只有縱向平面內的俯仰旋轉方向起著重要作用，其他兩個方向的旋轉只在擬人設備轉彎及一些特殊姿態起重要作用。但是現有技術中的髖部結構設計存在動力不足、承載能力低以及三向結構配合不夠靈活的缺陷。


【發明內容】

[0004]本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
[0005]根據本發明的實施方式，提出一種可全向自由移動的擬人髖部結構，所述結構包括:第一動力輸出單元、第一主動無滑差傳輸帶傳動輪、第一無滑差傳輸帶、第一協動無滑差傳輸帶傳動輪、第一柔性棘輪降速器、第一腔體、第二腔體、第二動力輸出單元、第二主動無滑差傳輸帶傳動輪、第二無滑差傳輸帶、第二協動無滑差傳輸帶傳動輪、第三柔性棘輪降速器、第三主動無滑差傳輸帶傳動輪、第三無滑差傳輸帶、第三協動無滑差傳輸帶傳動輪、第三動力輸出單元、腿部單元、第三腔體、第二柔性棘輪降速器；
[0006]所述第一動力輸出單元固定在第一腔體上，第一動力輸出單元的輸出軸上連接第一主動無滑差傳輸帶傳動輪，第一協動無滑差傳輸帶傳動輪連接在第一柔性棘輪降速器的輸入軸上，第一無滑差傳輸帶緊繞在第一主動無滑差傳輸帶傳動輪與第一協動無滑差傳輸帶傳動輪上，第一柔性棘輪降速器與第一腔體緊固連接，第一柔性棘輪降速器與第二腔體相連接，第二動力輸出單元固定在第二腔體上，第二動力輸出單元的輸出軸上連接第二主動無滑差傳輸帶傳動輪，第二協動無滑差傳輸帶傳動輪連接在第二柔性棘輪降速器的輸入軸上，第二無滑差傳輸帶緊繞在第二主動無滑差傳輸帶傳動輪與第二協動無滑差傳輸帶傳動輪上，第二柔性棘輪降速器與第三腔體相固定，第二柔性棘輪降速器的輸出端面與第二腔體連接，第三動力輸出單元固定在腿部單元上，第三動力輸出單元的輸出軸連接第三主動無滑差傳輸帶傳動輪，第三協動無滑差傳輸帶傳動輪連接在第三柔性棘輪降速器的輸入軸上，第三無滑差傳輸帶緊繞在第三主動無滑差傳輸帶傳動輪與第三協動無滑差傳輸帶傳動輪上，第三柔性棘輪降速器與腿部單元相連接，第三柔性棘輪降速器的輸出端面與第三腔體相連接。
[0007]根據本發明的實施方式，所述的第一柔性棘輪降速器的中心軸線、第二柔性棘輪降速器的中心軸線、第三柔性棘輪降速器的中心軸線構成了髖部結構3個擺動方向的回旋中線，而且相互之間垂直正交于同一點上，該點位于第二柔性棘輪降速器的中心軸線上。
[0008]根據本發明的實施方式，所述的第三柔性棘輪降速器相對于第二柔性棘輪降速器的中心軸線為懸臂布置結構，而且是通過第三腔體實現連接的。
[0009]根據本發明的實施方式，所述第三腔體，是一個帶大、小凸緣的十字形套管。
[0010]根據本發明的實施方式，所述第三腔體的大凸緣與第二柔性棘輪降速器相固定，第三腔體的小凸緣與第三柔性棘輪降速器的輸出端面相連接。
[0011]本發明中，第一動力輸出單元的輸出軸將動力通過第一無滑差傳輸帶傳動輸入給第一柔性棘輪降速器，第一柔性棘輪降速器將動力輸出給第二腔體，使第二腔體繞第一柔性棘輪降速器的中心軸線產生回旋擺動；第二動力輸出單元的輸出軸將動力通過第二無滑差傳輸帶傳動輸入給第二柔性棘輪降速器，第二柔性棘輪降速器將動力輸出給第三腔體，使第三腔體繞第二柔性棘輪降速器的中心軸線產生回旋擺動；第三動力輸出單元的輸出軸將動力通過第三無滑差傳輸帶傳動輸入給第三柔性棘輪降速器，第三柔性棘輪降速器將動力輸出給腿部單元，使腿部單元繞第三柔性棘輪降速器的中心軸線產生回旋擺動。
[0012]與現有技術相比，本發明有益效果是:所述髖部結構通過設置多個動力輸出單元、無滑差傳輸帶、以及柔性棘輪降速器的巧妙配合，實現了 3個擺動方向的回旋中線相互正交，擴大了擬人設備腿部的工作運動范圍，由于髖部結構3個擺動方向都采用動力輸出單元與柔性棘輪降速器相結合組成的傳動系統，結構緊湊，輸出扭矩大，承載能力強，靈活性聞，提聞了擬人設備的動力性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本發明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中:
[0014]圖1示出了根據本發明實施方式的可全向自由移動的擬人髖部結構示意圖一；
[0015]圖2示出了根據本發明實施方式的可全向自由移動的擬人髖部結構示意圖二 ；
[0016]圖3示出了根據本發明實施方式的可全向自由移動的擬人髖部結構示意圖三。

【具體實施方式】
[0017]下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施方式，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。
[0018]根據本發明的實施方式，提出一種可全向自由移動的擬人髖部結構，如圖1、圖2和圖3所示，所述髖部結構包括:第一動力輸出單元1、第一主動無滑差傳輸帶傳動輪2 -1、第一無滑差傳輸帶2 - 2、第一協動無滑差傳輸帶傳動輪2 - 3、第一柔性棘輪降速器3、第一腔體4、第二腔體5、第二動力輸出單元6、第二主動無滑差傳輸帶傳動輪7 - 1、第二無滑差傳輸帶7 - 2、第二協動無滑差傳輸帶傳動輪7 - 3、第三柔性棘輪降速器8、第三主動無滑差傳輸帶傳動輪9 -1、第三無滑差傳輸帶9 - 2、第三協動無滑差傳輸帶傳動輪9 - 3、第三動力輸出單元10、腿部單元11、第三腔體12、第二柔性棘輪降速器13。
[0019]以上零部件之間的連接關系為:第一動力輸出單元I用螺釘固定在第一腔體4上，第一動力輸出單元I的輸出軸上用緊定螺釘連接了第一主動無滑差傳輸帶傳動輪2 - 1，第一協動無滑差傳輸帶傳動輪2-3用緊定螺釘連接在第一柔性棘輪降速器3的輸入軸上，第一無滑差傳輸帶2 - 2緊繞在第一主動無滑差傳輸帶傳動輪2 -1與第一協動無滑差傳輸帶傳動輪2 - 3上，第一柔性棘輪降速器3的固定凸緣用螺釘與第一腔體4緊固連接，第一柔性棘輪降速器3的輸出端面用螺釘與第二腔體5相連接，第二動力輸出單元6用螺釘固定在第二腔體5上，第二動力輸出單元6的輸出軸上用緊定螺釘連接了第二主動無滑差傳輸帶傳動輪7 -1，第二協動無滑差傳輸帶傳動輪7-3用緊定螺釘連接在第二柔性棘輪降速器13的輸入軸上，第二無滑差傳輸帶7 - 2緊繞在第二主動無滑差傳輸帶傳動輪7 -1與第二協動無滑差傳輸帶傳動輪7-3上，第二柔性棘輪降速器13的腔體用螺釘與第三腔體12的大凸緣相固定，第二柔性棘輪降速器13的輸出端面與第二腔體5螺釘連接，第三動力輸出單元10用螺釘固定在腿部單元11上，第三動力輸出單元10的輸出軸上用緊定螺釘連接了第三主動無滑差傳輸帶傳動輪9 -1，第三協動無滑差傳輸帶傳動輪9-3用緊定螺釘連接在第三柔性棘輪降速器8的輸入軸上，第三無滑差傳輸帶9-2緊繞在第三主動無滑差傳輸帶傳動輪9 -1與第三協動無滑差傳輸帶傳動輪9 - 3上，第三柔性棘輪降速器8的固定凸緣用螺釘與腿部單元11相連接，第三柔性棘輪降速器8的輸出端面用螺釘與第三腔體12的小凸緣相連接。
[0020]所述的第一柔性棘輪降速器3的中心軸線、第二柔性棘輪降速器13的中心軸線、第三柔性棘輪降速器8的中心軸線構成了髖部結構3個擺動方向的回旋中線，而且相互之間垂直正交于同一點上，該點位于第二柔性棘輪降速器13的中心軸線上。
[0021]所述的第三柔性棘輪降速器8相對于第二柔性棘輪降速器13的中心軸線為懸臂布置結構，而且是通過一個帶大、小凸緣的十字形套管即第三腔體12實現連接的。
[0022]本實施方式中，第一動力輸出單兀I的輸出軸將動力通過第一無滑差傳輸帶傳動2輸入給第一柔性棘輪降速器3,第一柔性棘輪降速器3將動力輸出給第二腔體5,使第二腔體5繞第一柔性棘輪降速器3的中心軸線產生回旋擺動，擺動的角度范圍為:-45°，+45° ;第二動力輸出單元6的輸出軸將動力通過第二無滑差傳輸帶傳動7輸入給第二柔性棘輪降速器13，第二柔性棘輪降速器13將動力輸出給第三腔體12，使第三腔體12繞第二柔性棘輪降速器13的中心軸線產生回旋擺動，擺動的角度范圍為:-40°，+20° ;第三動力輸出單元10的輸出軸將動力通過第三無滑差傳輸帶傳動9輸入給第三柔性棘輪降速器8，第三柔性棘輪降速器8將動力輸出給腿部單元11，使腿部單元11繞第三柔性棘輪降速器8的中心軸線產生回旋擺動，擺動的角度范圍為:-130°，+40°。
[0023]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種可全向自由移動的擬人髖部結構，所述結構包括:第一動力輸出單元、第一主動無滑差傳輸帶傳動輪、第一無滑差傳輸帶、第一協動無滑差傳輸帶傳動輪、第一柔性棘輪降速器、第一腔體、第二腔體、第二動力輸出單元、第二主動無滑差傳輸帶傳動輪、第二無滑差傳輸帶、第二協動無滑差傳輸帶傳動輪、第三柔性棘輪降速器、第三主動無滑差傳輸帶傳動輪、第三無滑差傳輸帶、第三協動無滑差傳輸帶傳動輪、第三動力輸出單元、腿部單元、第三腔體、第二柔性棘輪降速器； 所述第一動力輸出單元固定在第一腔體上，第一動力輸出單元的輸出軸上連接第一主動無滑差傳輸帶傳動輪，第一協動無滑差傳輸帶傳動輪連接在第一柔性棘輪降速器的輸入軸上，第一無滑差傳輸帶緊繞在第一主動無滑差傳輸帶傳動輪與第一協動無滑差傳輸帶傳動輪上，第一柔性棘輪降速器與第一腔體緊固連接，第一柔性棘輪降速器與第二腔體相連接，第二動力輸出單元固定在第二腔體上，第二動力輸出單元的輸出軸上連接第二主動無滑差傳輸帶傳動輪，第二協動無滑差傳輸帶傳動輪連接在第二柔性棘輪降速器的輸入軸上，第二無滑差傳輸帶緊繞在第二主動無滑差傳輸帶傳動輪與第二協動無滑差傳輸帶傳動輪上，第二柔性棘輪降速器與第三腔體相固定，第二柔性棘輪降速器的輸出端面與第二腔體連接，第三動力輸出單元固定在腿部單元上，第三動力輸出單元的輸出軸連接第三主動無滑差傳輸帶傳動輪，第三協動無滑差傳輸帶傳動輪連接在第三柔性棘輪降速器的輸入軸上，第三無滑差傳輸帶緊繞在第三主動無滑差傳輸帶傳動輪與第三協動無滑差傳輸帶傳動輪上，第三柔性棘輪降速器與腿部單元相連接，第三柔性棘輪降速器的輸出端面與第三腔體相連接。
2.一種如權利要求1所述的結構，所述的第一柔性棘輪降速器的中心軸線、第二柔性棘輪降速器的中心軸線、第三柔性棘輪降速器的中心軸線構成了髖部結構3個擺動方向的回旋中線，而且相互之間垂直正交于同一點上，該點位于第二柔性棘輪降速器的中心軸線上。
3.—種如權利要求2所述的結構，所述的第三柔性棘輪降速器相對于第二柔性棘輪降速器的中心軸線為懸臂布置結構，而且是通過第三腔體實現連接的。
4.一種如權利要求3所述的結構，所述第三腔體，是一個帶大、小凸緣的十字形套管。
5.一種如權利要求4所述的結構，所述第三腔體的大凸緣與第二柔性棘輪降速器相固定，第三腔體的小凸緣與第三柔性棘輪降速器的輸出端面相連接。
【文檔編號】B25J17/00GK104128930SQ201410366485
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】陳雪飛 申請人:杭州滬清科技有限公司