一种使用单轴舵机设计的双足机器人下肢机械结构的制作方法

1.本实用新型涉及双足机器人的技术领域，更具体的说，涉及一种使用单轴舵机设计的双足机器人下肢机械结构。


背景技术：

2.当下，传统的移动机器人如轮式机器人和履带式机器人在机器人领域占据了重要地位并且很受欢迎，但是随着机器人技术的进一步发展，传统机器人的局限性也日益突出，例如轮式机器人的越障能力差、地形适应能力差，工作在某些光滑表面和特定环境中会出现轮胎打滑、运行不稳定等问题，传统的履带式机器人对于落差大的高地地形也无能为力，因而双足机器人在这些领域得到了广泛的应用，双足机器人的下肢机械机构的设计直接影响双足机器人运动的稳定性，目前，双足机器人下肢往往采用双轴舵机进行驱动，对于使用安装灵活的单轴舵机驱动双足机器人，没有使双足机器人运行稳定的设计方案。


技术实现要素：

3.本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
4.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种使用单轴舵机设计的双足机器人下肢机械结构，包括：
5.腰部连接座；
6.行走组件；其设置在所述腰部连接座下端，所述行走组件包括结构相同，相对设置的右腿行走组件和左腿行走组件，所述右腿行走组件和所述左腿行走组件均包括第一单轴舵机、第二单轴舵机和第三单轴舵机，所述第一单轴舵机通过第一u型支架转动连接在所述腰部连接座下方，所述第二单轴舵机固定连接在所述第一单轴舵机下方，所述第二单轴舵机下方转动连接有第二u型支架，所述第二u型支架下方固定连接所述第三单轴舵机，所述第三单轴舵机下方通过第三u型支架转动连接有脚部连接座。
7.优选的是，其中所述第一单轴舵机通过第一驱动转轴与舵盘ⅰ连接；所述第二单轴舵机通过第二驱动转轴与舵盘ⅱ连接；所述第三单轴舵机通过第三驱动转轴与舵盘ⅲ连接；其中所述舵盘ⅰ连接在第一u型支架的一侧；所述舵盘ⅱ连接在第二u型支架的一侧；所述舵盘ⅲ连接在第三u型支架的一侧。
8.优选的是，其中所述第一驱动转轴和所述第二驱动转轴以横向水平轴为转动轴转动，所述第三驱动转轴以纵向水平轴为转动轴转动。
9.优选的是，其中所述行走组件中各单轴舵机的连接方式为：所述第一u型支架的一侧通过第一驱动螺杆轴承转动连接有第一舵机安装座，所述第一单轴舵机安装在所述第一舵机安装座内，所述第一u型支架的另一侧与所述舵盘ⅰ固定连接；所述第一舵机安装座下方通过连接螺栓固定连接有第二舵机安装座，所述第二单轴舵机安装在所述第二舵机安装座内，所述第二舵机安装座的一侧通过第二驱动螺杆轴承与所述第二u型支架转动连接，所
述第二u型支架的另一侧与所述舵盘ⅱ固定连接；所述第二u型支架下方通过连接螺栓连接有第三舵机安装座，所述第三单轴舵机安装在所述第三舵机安装座内，所述第三舵机安装座的一侧通过第三驱动螺杆轴承与所述第三u型支架转动连接，所述第三u型支架上方的另一侧与所述舵盘ⅲ固定连接，所述第三u型支架下方与所述脚部连接座固定连接。
10.本实用新型至少包括以下有益效果：
11.机械结构，设计简单，简化结构，能够有效解决基于单轴舵机所设计的双足机器人运行不稳定等问题；使用螺杆轴承将呈u形结构的支架与呈u形结构的舵机安装座相配合，在单轴舵机另一端提供机械结构支撑，能够大大降低基于单轴舵机所设计的双足机器人在行走时出现的抖动、运行不稳定的问题，较大程度的减小了设计单轴舵机控制的双足机器人的复杂程度。
12.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明：
13.图1为本实用新型一种使用单轴舵机设计的双足机器人下肢机械构的整体示意图。
14.图2为本实用新型一种使用单轴舵机设计的双足机器人下肢机械构的第一单轴舵机示意图。
15.图3为本实用新型一种使用单轴舵机设计的双足机器人下肢机械构的第二单轴舵机示意图。
16.图4为本实用新型一种使用单轴舵机设计的双足机器人下肢机械构的第三单轴舵机示意图。
具体实施方式：
17.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
18.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
19.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
20.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
21.此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或
“
下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
22.图1
‑
4示出了本实用新型的一种使用单轴舵机设计的双足机器人下肢机械构,包括：
23.腰部连接座1；
24.行走组件2，其设置在所述腰部连接座1下端，所述行走组件2包括结构相同，相对设置的右腿行走组件201和左腿行走组件202，所述右腿行走组件201和所述左腿行走组件202均包括第一单轴舵机3、第二单轴舵机4和第三单轴舵机5，所述第一单轴舵机3通过第一u型支架6转动连接在所述腰部连接座1下方，所述第二单轴舵机4固定连接在所述第一单轴舵机3下方，所述第二单轴舵机4下方转动连接有第二u型支架7，所述第二u型支架7下方固定连接所述第三单轴舵机5，所述第三单轴舵机5下方通过第三u型支架8转动连接有脚部连接座9。
25.在这种技术方案中，本实用新型涉及的一种使用单轴单轴舵机设计的双足机器人下肢机械结构，所述腰部连接座用于固定主控芯片、传感器等，以及连接其下方的两个结构相同、相对设置的所述右腿行走组件201和所述左腿行走组件202，在所述行走组件2内，所述第一单轴舵机3通过所述第一u型支架6与所述腰部连接座1转动连接形成可转动的胯部结构，所述第一单轴舵机3与所述第二单轴舵机4的固定连接形成大腿部结构，所述第二单轴舵机4与所述第三单轴舵机5通过所述第二u型支架7转动连接形成可转动的膝部结构，所述第三单轴舵机5作为小腿，所述第三单轴舵机5通过所述第三u型支架8与所述脚部连接座9转动连接形成可转动的脚踝结构，所述第一单轴舵机3、所述第二单轴舵机4和所述第三单轴舵机5组成的下肢机械结构相互配合运行，机械结构，设计简单，简化结构，能够有效解决基于单轴舵机所设计的双足机器人运行不稳定等问题。
26.在上述技术方案中，所述第一单轴舵机3通过第一驱动转轴10与舵盘ⅰ13连接；所述第二单轴舵机4通过第二驱动转轴11与舵盘ⅱ14连接；所述第三单轴舵机5通过第三驱动转轴12与舵盘ⅲ15连接；其中所述舵盘ⅰ13连接在第一u型支架6的一侧；所述舵盘ⅱ14连接在第二u型支架7的一侧；所述舵盘ⅲ15连接在第三u型支架8的一侧；通过所述第一单轴舵机3和第二单轴舵机4的转动来控制其形成的胯部结构和膝部结构的转动；通过所述第三单轴舵机5的转动来控制其形成的脚踝结构的转动角度。
27.在上述技术方案中，所述第一驱动转轴10和所述第二驱动转轴11以横向水平轴为转动轴转动，所述第三驱动转轴12以纵向水平轴为转动轴转动，其目的是增加所述行走组件2的灵活性和功能性。
28.在上述技术方案中，所述行走组件中各单轴舵机的连接方式为：所述第一u型支架6的一侧通过第一驱动螺杆轴承16转动连接有第一舵机安装座17，所述第一单轴舵机3安装在所述第一舵机安装座17内，所述第一u型支架6的另一侧与所述舵盘ⅰ13固定连接，所述第一舵机安装座17下方通过连接螺栓固定连接有第二舵机安装座18，所述第二单轴舵机4安装在所述第二舵机安装座18内，所述第二舵机安装座18的一侧通过第二驱动螺杆轴承19与
所述第二u型支架7转动连接，所述第二u型支架7的另一侧与所述舵盘ⅱ14固定连接，通过所述第一单轴舵机3和所述第二单轴舵机4的转动来控制其形成的胯部结构和膝部结构的转动角度；所述第二u型支架7下方通过连接螺栓连接有第三舵机安装座20，所述第三单轴舵机5安装在所述第三舵机安装座20内，所述第三舵机安装座20的一侧通过第三驱动螺杆轴承21与所述第三u型支架8转动连接，所述第三u型支架8上方的另一侧与所述舵盘ⅲ15固定连接，其目的是通过所述第三单轴舵机3的转动来控制其形成的脚踝结构的转动角度，所述第三u型支架8下方与所述脚部连接座9固定连接；通过所述第一单轴舵机3、所述第二单轴舵机4和所述第三单轴舵机5的转动配合，使用螺杆轴承将呈u形结构的支架与呈u形结构的舵机安装座相配合，在单轴舵机另一端提供机械结构支撑，能够大大降低基于单轴舵机所设计的双足机器人在行走时出现的抖动、运行不稳定的问题，较大程度的减小了设计单轴舵机控制的双足机器人的复杂程度。
29.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。