專利名稱：一種擬人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及擬人機(jī)器人領(lǐng)域，特別是涉及一種兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)擬人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
擬人機(jī)器人是先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)的高級(jí)發(fā)展階段，它集機(jī)械、電子、材料、計(jì)算機(jī)、傳 感器、控制等多門學(xué)科理論與技術(shù)于一體，是目前科技發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。很多國家已 投入大量的人力與物力，對(duì)其進(jìn)行了深入地研究。其中，擬人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)是擬人機(jī)器人設(shè) 計(jì)中的難點(diǎn)之一。早期的擬人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)通常采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、慣性大等不 足之處。為了克服這些不足之處，許多研究人員把注意力轉(zhuǎn)向了兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，具 有結(jié)構(gòu)簡單、承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，如Gosselin和張立杰教授等人對(duì)一種球面兩轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī) 構(gòu)進(jìn)行了研究，這種機(jī)構(gòu)是一種平面5R機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)對(duì)制造和安裝精度要求很高，否則， 會(huì)發(fā)生卡死現(xiàn)象；張立杰教授提出了一種冗余兩轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、承 載能力小、加工與裝配工藝性不好等問題；黃真教授等人提出了一種2-PSS/S并聯(lián)機(jī)構(gòu)，這 種機(jī)構(gòu)采用球鉸形式，限制了其轉(zhuǎn)動(dòng)角，使這種機(jī)構(gòu)的工作空間較?。辉_(dá)幸提出了一種解 耦兩轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)存在承載能力較小等問題，等等。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，承載能力強(qiáng)，體積較 小，運(yùn)動(dòng)解耦，加工和裝配工藝性好擬人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。一種擬人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括基座，設(shè)置于基座上動(dòng)平臺(tái)和與動(dòng)平臺(tái)連動(dòng)的第一電 機(jī)及第二電機(jī)；
其特征在于所述的動(dòng)平臺(tái)為十字軸，所述的動(dòng)平臺(tái)具有平行于基座的水平連接臂和 垂直于基座的上垂直連接臂及下垂直連接臂，所述的下垂直連接臂通過萬向節(jié)與所述的基 座連接；
所述的第一電機(jī)通過第一驅(qū)動(dòng)桿與所述的水平連接臂連動(dòng)，所述的第一驅(qū)動(dòng)桿為L型 連桿，所述的第一驅(qū)動(dòng)桿的一端與第一電機(jī)的輸出軸固接、另一端與所述的水平連接臂鉸 接；
所述的第二電機(jī)通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可滑動(dòng)地連接于所述的基座上，所述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括與 第二電機(jī)固接的導(dǎo)向滑桿和固定于基座、使導(dǎo)向滑桿沿其滑動(dòng)的導(dǎo)軌； 所述的第二電機(jī)通過連桿機(jī)構(gòu)與所述的動(dòng)平臺(tái)連動(dòng)。進(jìn)一步，所述的連桿機(jī)構(gòu)包括與所述的第二電機(jī)的輸出軸固接的第二驅(qū)動(dòng)桿，與 所述的上垂直連接臂固接的第一連桿，和連接所述的第一連桿和第二驅(qū)動(dòng)桿的第二連桿； 所述的第二連桿分別與所述的第一連桿和第二驅(qū)動(dòng)桿鉸接。進(jìn)一步，所述的下垂直連接臂通過萬向節(jié)與固定在基座上的支承座連接，所述的 第一電機(jī)架設(shè)于一與基座固接的垂直支架上。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是通過第一電機(jī)和第二電機(jī)分別控制動(dòng)平臺(tái)朝兩個(gè)不同的方向翻轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)谝浑姍C(jī)工作時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，第一驅(qū)動(dòng)桿通過動(dòng)平臺(tái)的水平連接臂帶動(dòng) 動(dòng)平臺(tái)翻轉(zhuǎn)，同時(shí)、動(dòng)平臺(tái)與第二電機(jī)之間的連桿機(jī)構(gòu)跟隨動(dòng)平臺(tái)翻轉(zhuǎn)，滑桿在連桿機(jī)構(gòu)的 帶動(dòng)作用下沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，第二電機(jī)跟隨滑桿滑動(dòng)。當(dāng)?shù)诙姍C(jī)工作時(shí)，第二驅(qū)動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，第二驅(qū)動(dòng)桿推動(dòng)第一、第二連桿前后運(yùn)動(dòng)， 連桿帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)翻轉(zhuǎn)。動(dòng)平臺(tái)翻轉(zhuǎn)時(shí)，因水平連接臂與第一驅(qū)動(dòng)桿為鉸接關(guān)系，第一驅(qū)動(dòng)桿 不影響動(dòng)平臺(tái)翻轉(zhuǎn)。本發(fā)明的鉸接連接均為銷軸直接插入連桿或驅(qū)動(dòng)桿中，銷軸為鉚接連接，本發(fā)明 具有結(jié)構(gòu)簡單，承載能力強(qiáng)，體積較小，運(yùn)動(dòng)解耦，加工和裝配工藝性好的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的示意圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖，進(jìn)一步說明本發(fā)明
一種擬人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括基座1，設(shè)置于基座1上動(dòng)平臺(tái)5和與動(dòng)平臺(tái)5連動(dòng)的第一 電機(jī)2及第二電機(jī)7 ；
所述的動(dòng)平臺(tái)5為十字軸，所述的動(dòng)平臺(tái)5具有平行于基座的水平連接臂41和垂直于 基座的上垂直連接臂43及下垂直連接臂42，所述的下垂直連接臂42通過萬向節(jié)與所述的 基座1連接；
所述的第一電機(jī)2通過第一驅(qū)動(dòng)桿3與所述的水平連接臂41連動(dòng)，所述的第一驅(qū)動(dòng)桿 3為L型連桿，所述的第一驅(qū)動(dòng)桿3的一端與第一電機(jī)2的輸出軸固接、另一端與所述的水 平連接臂41鉸接；
所述的第二電機(jī)7通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可滑動(dòng)地連接于所述的基座1上，所述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包 括與第二電機(jī)7固接的導(dǎo)向滑桿11和固定于基座1、使導(dǎo)向滑桿11沿其滑動(dòng)的導(dǎo)軌10 ； 所述的第二電機(jī)7通過連桿機(jī)構(gòu)與所述的動(dòng)平臺(tái)5連動(dòng)。所述的連桿機(jī)構(gòu)包括與所述的第二電機(jī)7的輸出軸固接的第二驅(qū)動(dòng)桿9，與所述 的上垂直連接臂43固接的第一連桿6，和連接所述的第一連桿6和第二驅(qū)動(dòng)桿9的第二連 桿8 ；所述的第二連桿8分別與所述的第一連桿6和第二驅(qū)動(dòng)桿9鉸接。所述的下垂直連接臂41通過萬向節(jié)與固定在基座1上的支承座12連接，所述的 第一電機(jī)2架設(shè)于一與基座1固接的垂直支架上。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是通過第一電機(jī)2和第二電機(jī)7分別控制動(dòng)平臺(tái)5朝兩個(gè)不 同的方向翻轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)谝浑姍C(jī)2工作時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)桿3轉(zhuǎn)動(dòng)，第一驅(qū)動(dòng)桿3通過動(dòng)平臺(tái)5的水平連接 臂41帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)5翻轉(zhuǎn)，同時(shí)、動(dòng)平臺(tái)5與第二電機(jī)7之間的連桿機(jī)構(gòu)跟隨動(dòng)平臺(tái)5翻轉(zhuǎn)， 滑桿11在連桿機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)作用下沿導(dǎo)軌10滑動(dòng)，第二電機(jī)7跟隨滑桿11滑動(dòng)。當(dāng)?shù)诙姍C(jī)7工作時(shí)，第二驅(qū)動(dòng)桿9轉(zhuǎn)動(dòng)，第二驅(qū)動(dòng)桿9推動(dòng)第一、第二連桿6、8 前后運(yùn)動(dòng)，連桿6、8帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)5翻轉(zhuǎn)。動(dòng)平臺(tái)5翻轉(zhuǎn)時(shí)，因水平連接臂41與第一驅(qū)動(dòng)桿 3為鉸接關(guān)系，第一驅(qū)動(dòng)桿3不影響動(dòng)平臺(tái)5翻轉(zhuǎn)。
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本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù) 范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù) 人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求
1.一種擬人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括基座，設(shè)置于基座上動(dòng)平臺(tái)和與動(dòng)平臺(tái)連動(dòng)的第一電機(jī) 及第二電機(jī)；其特征在于所述的動(dòng)平臺(tái)為十字軸，所述的動(dòng)平臺(tái)具有平行于基座的水平連接臂和 垂直于基座的上垂直連接臂及下垂直連接臂，所述的下垂直連接臂通過萬向節(jié)與所述的基 座連接；所述的第一電機(jī)通過第一驅(qū)動(dòng)桿與所述的水平連接臂連動(dòng)，所述的第一驅(qū)動(dòng)桿為L型 連桿，所述的第一驅(qū)動(dòng)桿的一端與第一電機(jī)的輸出軸固接、另一端與所述的水平連接臂鉸 接；所述的第二電機(jī)通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可滑動(dòng)地連接于所述的基座上，所述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括與 第二電機(jī)固接的導(dǎo)向滑桿和固定于基座、使導(dǎo)向滑桿沿其滑動(dòng)的導(dǎo)軌；所述的第二電機(jī)通過連桿機(jī)構(gòu)與所述的動(dòng)平臺(tái)連動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的擬人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的連桿機(jī)構(gòu)包括與所述的 第二電機(jī)的輸出軸固接的第二驅(qū)動(dòng)桿，與所述的上垂直連接臂固接的第一連桿，和連接所 述的第一連桿和第二驅(qū)動(dòng)桿的第二連桿；所述的第二連桿分別與所述的第一連桿和第二驅(qū) 動(dòng)桿鉸接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的擬人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的下垂直連接臂通過 萬向節(jié)與固定在基座上的支承座連接，所述的第一電機(jī)架設(shè)于一與基座固接的垂直支架 上。
全文摘要
一種擬人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括基座，設(shè)置于基座上動(dòng)平臺(tái)和與動(dòng)平臺(tái)連動(dòng)的第一電機(jī)及第二電機(jī)；動(dòng)平臺(tái)為十字軸，動(dòng)平臺(tái)具有平行于基座的水平連接臂和垂直于基座的上垂直連接臂及下垂直連接臂，下垂直連接臂通過萬向節(jié)與基座連接；第一電機(jī)通過第一驅(qū)動(dòng)桿與水平連接臂連動(dòng)，第一驅(qū)動(dòng)桿為L型連桿，第一驅(qū)動(dòng)桿的一端與第一電機(jī)的輸出軸固接、另一端與水平連接臂鉸接；第二電機(jī)通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可滑動(dòng)地連接于基座上，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括與第二電機(jī)固接的導(dǎo)向滑桿和固定于基座、使導(dǎo)向滑桿沿其滑動(dòng)的導(dǎo)軌；第二電機(jī)通過連桿機(jī)構(gòu)與動(dòng)平臺(tái)連動(dòng)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，承載能力強(qiáng)，體積較小，運(yùn)動(dòng)解耦，加工和裝配工藝性好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B25J17/00GK102069503SQ20101060018
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者吳樂彬, 文東輝, 李研彪, 計(jì)時(shí)鳴, 譚大鵬, 陳偉強(qiáng) 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)