本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于類(lèi)人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)上的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

類(lèi)人機(jī)器人是智能機(jī)器人的一種，隨著機(jī)械學(xué)和防生學(xué)的發(fā)展，研究類(lèi)人機(jī)器人變得越來(lái)越熱門(mén)。類(lèi)人機(jī)器人利用仿生學(xué)原理，通過(guò)模擬人類(lèi)的生理結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人類(lèi)似于人類(lèi)的運(yùn)動(dòng)，類(lèi)人機(jī)器人下肢關(guān)節(jié)包括髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)，在類(lèi)人機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，髖關(guān)節(jié)起到了極其重要的作用，現(xiàn)有的類(lèi)人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)幾乎都是只有一個(gè)自由度，因此機(jī)器人無(wú)法完成逼真的類(lèi)人轉(zhuǎn)向和行走動(dòng)作，在行走和轉(zhuǎn)向時(shí)往往顯得僵硬化，用戶(hù)體驗(yàn)差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于類(lèi)人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)上的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)能夠?yàn)轭?lèi)人機(jī)器人的髖關(guān)節(jié)提供兩個(gè)自由度。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于類(lèi)人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)上的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，包括：

圓柱形外殼，其一端開(kāi)口，另一端設(shè)置有通孔；

安裝于所述圓柱形外殼內(nèi)部并位于開(kāi)口處的行星齒輪系，其包括太陽(yáng)輪、至少一個(gè)行星輪和外齒輪，所述太陽(yáng)輪和所述行星輪嚙合，所述行星輪和所述外齒輪嚙合；

舵機(jī)，其設(shè)置于所述行星齒輪系和所述通孔之間，所述舵機(jī)一端與所述行星輪固定連接，另一端穿過(guò)所述通孔，該舵機(jī)與所述圓柱形外殼之間設(shè)置有軸承。

作為優(yōu)選，所述行星輪個(gè)數(shù)為三個(gè)，三個(gè)所述行星輪繞所述太陽(yáng)輪呈環(huán)形陣列排布。

作為優(yōu)選，所述圓柱形外殼外部設(shè)置有安裝板。

作為優(yōu)選，所述安裝板上設(shè)置有安裝孔。

作為優(yōu)選，所述安裝板與所述圓柱形外殼一體成型。

作為優(yōu)選，所述軸承為向心軸承。

作為優(yōu)選，所述軸承的個(gè)數(shù)為兩個(gè)，兩個(gè)所述軸承分別安裝于所述圓柱形外殼內(nèi)部的兩端。

作為優(yōu)選，所述舵機(jī)上設(shè)置有用于定位所述軸承的環(huán)形凸臺(tái)。

作為優(yōu)選，所述舵機(jī)與所述行星輪通過(guò)限位軸固定連接。

作為優(yōu)選，所述行星齒輪系采用45號(hào)鋼制成。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明所提供的用于類(lèi)人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)上的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括圓柱形外殼、行星齒輪系和舵機(jī)，圓柱形外殼的一端開(kāi)口，另一端設(shè)置有通孔，行星齒輪系安裝于圓柱形外殼內(nèi)部并位于開(kāi)口處，該行星齒輪系包括太陽(yáng)輪、至少一個(gè)行星輪和外齒輪，太陽(yáng)輪和行星輪嚙合，行星輪和外齒輪嚙合，舵機(jī)設(shè)置于行星齒輪系和通孔之間，舵機(jī)一端與行星輪固定連接，另一端穿過(guò)通孔，該舵機(jī)與圓柱形外殼之間設(shè)置有軸承，通過(guò)利用行星齒輪系帶動(dòng)舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到增加髖關(guān)節(jié)自由度的目的，克服了髖關(guān)節(jié)只有一個(gè)自由度導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)機(jī)械化的缺陷。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的用于類(lèi)人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)上的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的A-A剖面圖；

圖2是本發(fā)明的用于類(lèi)人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)上的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的B-B剖面圖。

圖中：1、圓柱形外殼；101、通孔；102、安裝板；103、安裝孔；2、行星齒輪系；201、太陽(yáng)輪；202、行星輪；203、限位軸；204、外齒輪；3、舵機(jī)；4、軸承；5、環(huán)形凸臺(tái)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1和圖2所示的用于類(lèi)人機(jī)器人髖關(guān)節(jié)上的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括圓柱形外殼1、行星齒輪系2和舵機(jī)3，圓柱形外殼1的一端開(kāi)口，另一端設(shè)置有通孔101，通孔101的中心與其所在的圓柱形外殼1的底面中心重合，圓柱形外殼1在其外部均勻設(shè)置有多個(gè)安裝板102，每一安裝板102上設(shè)置有多個(gè)安裝孔103，安裝孔的個(gè)數(shù)可以為兩個(gè)，安裝板102和圓柱形外殼1可以采用一體成型的加工方式或者分別加工后焊接在一起的加工方式，一體成型的加工方式加工步驟少，且整體強(qiáng)度比較好。行星齒輪系2安裝于圓柱形外殼1的內(nèi)部并位于開(kāi)口處，行星齒輪系2包括太陽(yáng)輪201、至少一個(gè)行星輪202和外齒輪204，太陽(yáng)輪201、行星輪202和外齒輪204齒厚均相等，太陽(yáng)輪201和行星輪202相互嚙合，行星輪202和外齒輪204相互嚙合，電機(jī)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)輪201轉(zhuǎn)動(dòng)，太陽(yáng)輪201帶動(dòng)行星輪202轉(zhuǎn)動(dòng)，行星輪202帶動(dòng)外齒輪204轉(zhuǎn)動(dòng)，太陽(yáng)輪201經(jīng)行星輪202將力傳遞到外齒輪204上，行星輪202的個(gè)數(shù)優(yōu)選為3個(gè)，這樣的設(shè)計(jì)有利于力傳輸?shù)姆€(wěn)定性，行星齒輪系2的材料采用45號(hào)鋼，45號(hào)鋼既能滿(mǎn)足使用要求，又相對(duì)比較便宜。舵機(jī)3設(shè)置于圓柱形外殼1的內(nèi)部，舵機(jī)3一端與行星輪202固定連接，連接方式優(yōu)先選擇限位軸203固定連接，另一端穿過(guò)通孔101，舵機(jī)3與圓柱形外殼1之間設(shè)置有軸承4，軸承4可以采用向心軸承，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)順滑且摩擦力小，軸承4通過(guò)位于舵機(jī)3上的環(huán)形凸臺(tái)5定位，軸承4的個(gè)數(shù)優(yōu)先選擇兩個(gè)，用于定位軸承4的環(huán)形凸臺(tái)5同樣為兩個(gè)，兩個(gè)軸承4分別安裝于圓柱形外殼內(nèi)部的兩端，其中一個(gè)軸承4位于靠近通孔101的環(huán)形凸臺(tái)5和通孔101所在的底面之間，另一個(gè)軸承4位于遠(yuǎn)離101的環(huán)形凸臺(tái)5和行星輪202之間。

該機(jī)構(gòu)位于機(jī)器人身體主干與大腿連接處，機(jī)器人身體主干內(nèi)的電機(jī)可以驅(qū)動(dòng)該機(jī)構(gòu)和與該機(jī)構(gòu)連接的大腿整體轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)外齒輪204固定時(shí)，被太陽(yáng)輪201驅(qū)動(dòng)的行星輪202不僅自轉(zhuǎn)還繞太陽(yáng)輪201公轉(zhuǎn)，與行星輪202通過(guò)限位軸203連接的舵機(jī)3被迫轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使髖關(guān)節(jié)增加了一個(gè)自由度，達(dá)到了髖關(guān)節(jié)具有兩個(gè)自由度的目的，兩個(gè)自由度的設(shè)計(jì)有利于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的流暢性和美觀，從而獲得更好的用戶(hù)體驗(yàn)。采用行星齒輪系2能夠起到在有限的狹小空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比從并獲得足夠轉(zhuǎn)向力矩的作用，且結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)，裝配方便，實(shí)體占用空間體積小，行星齒輪系2和舵機(jī)3的完美配合使機(jī)器人在舞動(dòng)過(guò)程中動(dòng)作連貫、流暢且極具美感，該機(jī)構(gòu)全封閉的設(shè)計(jì)能夠有效降低噪音，安全性能比較好。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為了清楚說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。