人形机器人的制作方法

本申请涉及机器人，尤其涉及一种人形机器人。

背景技术：

1、随着人形机器人技术快速发展，对人形机器人的轻量化与仿生度的要求日益提升。

2、人形机器人的行走、转向等动作主要依靠下肢和足部来实现，足部通过踝关节与下肢连接。踝关节是实现足部灵活旋转和移动的关键关节，能够输出多维度运动，为人形机器人足部的姿态调整与行走运动提供基础。相关技术中，踝关节处设有多个扭矩电机，以实现下肢的多维度运动驱动。扭矩电机数量多、重量较大，不利于人形机器人的轻量化。扭矩电机的体积大，挤占了人形机器人在踝关节处的有效布局空间，使得踝关节外部难以进行平滑的拟人化柔性包覆，内部也难以灵活布置传感器阵列、仿真器官或能量管理装置，人形机器人的仿生度较低。

3、因此，亟需一种兼具轻量化和较高仿生度的人形机器人。

技术实现思路

1、本申请提供了一种人形机器人，人形机器人可以兼具轻量化和较高仿生度。

2、本申请提供一种人形机器人，包括下肢、驱动机构、踝关节、足部和柔性传动机构。驱动机构设于下肢，踝关节与下肢的下端铰接，足部与踝关节背离下肢的一端连接。柔性传动机构的一端与驱动机构连接，柔性传动机构的另一端与踝关节连接，驱动机构能够通过柔性传动机构驱动踝关节相对于下肢摆动，从而带动足部相对于下肢摆动。

3、在一种可能的实施方式中，本申请提供的人形机器人，柔性传动机构包括多个柔性传动组件，多个柔性传动组件的一端均与驱动机构连接，多个柔性传动组件的另一端连接在踝关节的不同位置，驱动机构通过不同的柔性传动组件驱动踝关节相对于下肢进行不同方向的摆动，从而带动足部相对于下肢进行不同方向的摆动。

4、在一种可能的实施方式中，本申请提供的人形机器人，踝关节包括第一铰接部，第一铰接部位于踝关节沿径向的中心区域，第一铰接部与下肢铰接；

5、每个柔性传动组件朝向踝关节的一端包括两个连接段，同一柔性传动组件的两个连接段沿径向连接在踝关节相对的两侧，驱动机构能够驱动两个连接段沿人形机器人的上下方向进行相反方向的移动，以带动踝关节以第一铰接部为中心相对于下肢进行摆动。

6、在一种可能的实施方式中，本申请提供的人形机器人，柔性传动组件包括第一柔性传动组件和第二柔性传动组件，第一柔性传动组件的两个连接段沿人形机器人的左右方向连接在踝关节相对的两侧，第二柔性传动组件的两个连接段沿人形机器人的前后方向连接在踝关节相对的两侧。

7、在一种可能的实施方式中，本申请提供的人形机器人，踝关节设有第二铰接部，连接段朝向踝关节的一端与第二铰接部铰接。

8、在一种可能的实施方式中，本申请提供的人形机器人，连接段包括第一连接段和第二连接段，第一连接段与驱动机构连接，第二连接段与踝关节连接，第一连接段朝向第二连接段的一端设有第一连接接头，第二连接段朝向第一连接段的一段设有第二连接接头，第一连接接头与第二连接接头可拆卸连接且连接深度可调，以使连接段的长度可调。

9、在一种可能的实施方式中，本申请提供的人形机器人，柔性传动组件还包括防护套管，防护套管套设于至少部分连接段；

10、人形机器人包括多个限位架，多个限位架沿人形机器人的上下方向间隔排布，防护套管、第一连接接头和第二连接接头处均穿设于限位架，以使连接段与第二铰接部对位。

11、在一种可能的实施方式中，本申请提供的人形机器人，驱动机构包括多个驱动装置，多个驱动装置与柔性传动组件一一对应连接，并通过对应连接的柔性传动组件驱动踝关节相对于下肢进行不同方向的摆动，从而带动足部相对于下肢进行不同方向的摆动。

12、在一种可能的实施方式中，本申请提供的人形机器人，驱动装置包括驱动件和动力放大单元，驱动件与动力放大单元传动连接，驱动件用于提供原动力，动力放大单元用于放大原动力；

13、柔性传动组件绕设于动力放大单元。

14、在一种可能的实施方式中，本申请提供的人形机器人，动力放大单元包括蜗杆和位于蜗杆两侧的涡轮，蜗杆与驱动件连接，蜗杆与两个涡轮传动连接；蜗杆用于将驱动件的动力转化成两个涡轮的同向转动；

15、柔性传动组件绕设于两个涡轮，两个涡轮带动位于蜗杆两侧柔性传动组件沿相反的方向移动。

16、在一种可能的实施方式中，本申请提供的人形机器人，动力放大单元还包括两个滑轮组，两个滑轮组位于蜗杆的两侧，位于蜗杆两侧的柔性传动组件分别绕设于两个滑轮组。

17、在一种可能的实施方式中，本申请提供的人形机器人，下肢朝向踝关节的一端设有球头，踝关节朝向下肢的一端设有弧形槽，球头设于弧形槽，以使踝关节与下肢铰接。

18、在一种可能的实施方式中，本申请提供的人形机器人，踝关节包括踝关节本体和与踝关节本体连接的连接部，弧形槽设于踝关节本体，连接部沿周向的尺寸小于踝关节本体沿周向的尺寸，连接部插设于足部以与足部连接。

19、在一种可能的实施方式中，本申请提供的人形机器人，足部包括足跟和脚掌，足跟与踝关节连接，足跟和脚掌通过多个连接筋连接，多个连接筋沿人形机器人的左右方向间隔设置。

20、在一种可能的实施方式中，本申请提供的人形机器人，足跟设有第一镂空部；

21、和/或，脚掌设有第二镂空部。

22、本申请提供的人形机器人，由于驱动机构布置在下肢而非踝关节处，踝关节周侧的设计空间得到释放，踝关节处可以设置拟人化柔性包覆，内部也可以灵活布置传感器阵列、仿真器官或能量管理装置，人形机器人的仿生度较高。同时还可以减小踝关节尺寸，使其更接近人体踝部的轮廓，从而提高人形机器人的轻量化和仿生度。驱动机构也可根据空间和负载需求选用重量和体积较小的动力驱动机构并与柔性传动机构组合使用，从而有利于实现人形机器人的轻量化。柔性传动机构可以根据路径中的空间进行弯曲布设，柔性传动机构占据的空间较小，并且柔性传动机构的重量也较小，进一步提高了人形机器人的轻量化和仿生度。柔性传动机构直接与踝关节连接，中间无需其他转接机构，可以减小下肢与踝关节之间的结构件数量，由此，可以进一步提高人形机器人的轻量化和仿生度。

1.一种人形机器人，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的人形机器人，其特征在于，所述柔性传动机构（500）包括多个柔性传动组件（510），多个所述柔性传动组件（510）的一端均与所述驱动机构（200）连接；同一所述柔性传动组件（510）的两个所述连接段（511）沿所述径向连接在所述踝关节（300）相对的两侧。

3.根据权利要求1或2所述的人形机器人，其特征在于，所述踝关节（300）设有第二铰接部（320），所述连接段（511）朝向所述踝关节（300）的一端与所述第二铰接部（320）铰接。

4.根据权利要求3所述的人形机器人，其特征在于，所述连接段（511）包括第一连接段（5111）和第二连接段（5112），所述第一连接段（5111）与所述驱动机构（200）连接，所述第二连接段（5112）与所述踝关节（300）连接，所述第一连接段（5111）朝向所述第二连接段（5112）的一端设有第一连接接头（5111a），所述第二连接段（5112）朝向所述第一连接段（5111）的一段设有第二连接接头（5112a），所述第一连接接头（5111a）与所述第二连接接头（5112a）可拆卸连接且连接深度可调，以使所述连接段（511）的长度可调。

5.根据权利要求4所述的人形机器人，其特征在于，所述柔性传动组件（510）还包括防护套管（513），所述防护套管（513）套设于至少部分所述连接段（511）；

6.根据权利要求1或2任一项所述的人形机器人，其特征在于，所述驱动机构（200）包括多个驱动装置（210），多个所述驱动装置（210）与所述柔性传动组件（510）一一对应连接，并通过对应连接的所述柔性传动组件（510）驱动所述踝关节（300）相对于所述下肢（100）进行不同方向的摆动，从而带动所述足部（400）相对于所述下肢（100）进行不同方向的摆动。

7.根据权利要求6所述的人形机器人，其特征在于，驱动装置（210）包括驱动件（211）和动力放大单元（212），所述驱动件（211）与所述动力放大单元（212）传动连接，所述驱动件（211）用于提供原动力，所述动力放大单元（212）用于放大原动力；

8.根据权利要求7所述的人形机器人，其特征在于，所述动力放大单元（212）包括蜗杆（2121）和位于所述蜗杆（2121）两侧的涡轮（2122），所述蜗杆（2121）与所述驱动件（211）连接，所述蜗杆（2121）与两个所述涡轮（2122）传动连接；所述蜗杆（2121）用于将所述驱动件（211）的动力转化成两个所述涡轮（2122）的同向转动；

9.根据权利要求8所述的人形机器人，其特征在于，所述动力放大单元（212）还包括两个滑轮组（2123），两个所述滑轮组（2123）位于所述蜗杆（2121）的两侧，位于所述蜗杆（2121）两侧的所述柔性传动组件（510）分别绕设于两个所述滑轮组（2123）。

10.根据权利要求1或2任一项所述的人形机器人，其特征在于，所述下肢（100）朝向所述踝关节（300）的一端设有球头（120），所述踝关节（300）朝向所述下肢（100）的一端设有弧形槽，所述球头（120）设于所述弧形槽，以使所述踝关节（300）与所述下肢（100）铰接。

11.根据权利要求10所述的人形机器人，其特征在于，所述踝关节（300）包括踝关节本体（331）和与所述踝关节本体（331）连接的连接部（332），所述弧形槽设于所述踝关节本体（331），所述连接部（332）沿周向的尺寸小于所述踝关节本体（331）沿周向的尺寸，所述连接部（332）插设于所述足部（400）以与所述足部（400）连接。

12.根据权利要求1或2任一项所述的人形机器人，其特征在于，所述足部（400）包括足跟（410）和脚掌（420），所述足跟（410）与所述踝关节（300）连接，所述足跟（410）和所述脚掌（420）通过多个连接筋（430）连接，多个所述连接筋（430）沿所述人形机器人的左右方向间隔设置。

13.根据权利要求12所述的人形机器人，其特征在于，所述足跟（410）设有第一镂空部（411）；