腰部运动机构和人形机器人的制作方法

本发明涉及人形机器人躯干结构，特别涉及一种腰部运动机构和人形机器人。

背景技术：

1、在现有人形机器人躯干设计中，绝大多数商用及工程样机均采用整体式刚性躯干结构，取消或舍弃腰部主动运动自由度，极少配置具备俯仰、侧滚、偏航多维运动的主动腰部关节。该行业普遍设计现状的核心原因，并非腰部运动无功能增益，而是可动腰部存在难以规避的机械结构固有缺陷，且实现腰部多维运动必须叠加大量附属结构、传动结构与防护结构，直接导致机器人躯干整机结构臃肿、集成难度剧增、结构刚度劣化、装配工艺复杂，严重制约人形机器人小型化、轻量化与高可靠性设计需求。

2、现有技术中，若要实现机器人腰部三维空间运动（俯仰、侧滚、偏航），需配置三组正交布置的旋转关节及对应的驱动减速单元，而多自由度腰部的堆叠式结构布局首先存在严重的结构设计矛盾。腰部处于机器人上下躯干衔接的狭窄区域，空间尺寸受限，三组电机、减速器、轴承组件轴向或径向堆叠布置，会直接大幅增加躯干整体厚度与高度。

3、综上所述，现有技术中主动腰部运动的实现，存在空间干涉严重、结构刚性劣化、集成难度大的固有结构困难，且易造成机器人躯干整体结构臃肿、零件繁多、装配复杂、可靠性降低。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种腰部运动机构，旨在实现机器人的腰部运动、简化腰部结构。

2、为实现上述目的，本发明提出的腰部运动机构包括：

3、座体，所述座体用于连接机器人的下躯干；

4、活动平台，所述活动平台设于所述座体，并与所述座体多向转动连接，所述活动平台用于连接机器人的上躯干；

5、驱动模块，所述驱动模块设于所述座体，并包括两个减速机，两所述减速机的输出轴同轴且背向延伸设置；以及

6、传动模块，所述传动模块包括两个传动组，一所述传动组对应连接一所述输出轴与所述活动平台，所述传动组包括摆臂和传动臂，所述摆臂连接所述输出轴，并与所述座体转动连接，所述传动臂分别与所述摆臂和所述活动平台转动连接，且转动轴线方向均与所述输出轴的延伸方向平行。

7、在一实施方式中，所述腰部运动机构还包括支撑件，所述支撑件设于所述座体，并与所述活动平台的下端面抵接。

8、在一实施方式中，所述支撑件包括安装段和支撑段；

9、所述安装段连接所述座体；

10、所述支撑段连接所述安装段，并与所述安装段垂直，所述支撑段与所述座体间隔设置，并与所述活动平台的下端面抵接。

11、在一实施方式中，所述支撑件与所述座体可拆卸连接。

12、在一实施方式中，所述传动臂包括第一传动段和第二传动段；

13、所述第一传动段与所述摆臂转动连接；

14、所述第二传动段与所述活动平台转动连接，并与所述第一传动段转动连接，所述第二传动段与所述第一传动段的转动轴线方向与所述输出轴的延伸方向垂直。

15、在一实施方式中，所述腰部运动机构还包括十字正交摆动关节，所述十字正交摆动关节连接所述座体和所述活动平台。

16、在一实施方式中，所述驱动模块还包括法兰件，所述法兰件具有主体部和位于所述主体部两端的两个法兰盘；

17、一所述法兰盘对应连接一所述减速机远离其输出轴的一端。

18、在一实施方式中，所述驱动模块还包括多个第一紧固件，所述减速机具有多个第一装配孔，所述座体具有多个第一通孔；

19、所述第一装配孔与所述输出轴同侧设置，并与各所述第一通孔一一对应；

20、一所述第一紧固件对应贯穿一所述第一通孔，并与一所述第一装配孔连接固定。

21、在一实施方式中，所述驱动模块还包括多个第二紧固件，所述输出轴具有多个第二装配孔，所述摆臂具有多个第二通孔；

22、所述第二装配孔与各所述第二通孔一一对应；

23、一所述第二紧固件对应贯穿一所述第二通孔，并与一所述第二装配孔连接固定。

24、本发明还提出一种人形机器人，包括上述的腰部运动机构。

25、在本发明的技术方案中，腰部运动机构的座体对接下躯干，活动平台对接上躯干，驱动模块采用两台输出轴同轴背向布置的减速机作为动力源，两组传动组一一对应连接减速机输出轴与活动平台，摆臂跟随减速机输出轴做旋转摆动，再经由传动臂将摆臂的旋转运动传递至活动平台，摆臂、传动臂之间的转动轴线均与输出轴方向平行，通过两台减速机协同差动驱动，即可实现活动平台相对座体的俯仰、侧滚多维摆动，摒弃传统三组正交旋转关节堆叠布局，无需堆叠多组电机减速器，减少零部件数量，规避多关节堆叠带来的躯干臃肿、空间干涉、刚度下降的问题，在腰部狭小安装空间内实现上躯干多维腰部运动，简化整体结构，降低集成难度，利于人形机器人躯干实现小型化、轻量化，同时双减速机差动驱动的形式可以保证腰部输出力矩，维持机构整体承载能力。

1.一种腰部运动机构(100)，其特征在于，所述腰部运动机构(100)包括：

2.如权利要求1所述的腰部运动机构(100)，其特征在于，所述支撑件(5)包括安装段(51)和支撑段(52)；

3.如权利要求1或2所述的腰部运动机构(100)，其特征在于，所述传动臂(412)包括第一传动段(4121)和第二传动段(4122)；

4.如权利要求1或2所述的腰部运动机构(100)，其特征在于，所述腰部运动机构(100)还包括十字正交摆动关节(6)，所述十字正交摆动关节(6)连接所述座体(1)和所述活动平台(2)。

5.如权利要求1或2所述的腰部运动机构(100)，其特征在于，所述驱动模块(3)还包括法兰件(7)，所述法兰件(7)具有主体部和位于所述主体部两端的两个法兰盘(71)；

6.如权利要求1或2所述的腰部运动机构(100)，其特征在于，所述驱动模块(3)还包括多个第一紧固件(8)，所述减速机(31)具有多个第一装配孔，所述座体(1)具有多个第一通孔；

7.如权利要求1或2所述的腰部运动机构(100)，其特征在于，所述驱动模块(3)还包括多个第二紧固件，所述输出轴(312)具有多个第二装配孔(3121)，所述摆臂(411)具有多个第二通孔(4111)；

8.一种人形机器人，其特征在于，所述人形机器人包括如权利要求1至7中任一项所述的腰部运动机构(100)。