本實(shí)用新型屬于機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種仿人機(jī)器人下肢站立機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的市場(chǎng)上流行的仿人服務(wù)機(jī)器人大多不具有下肢運(yùn)動(dòng)能力，由于仿人服務(wù)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)及自身重量較大，一般的電機(jī)即使在減速器的作用下通過(guò)扭矩也很難使機(jī)器人具有站立功能，這種裝置可以有效的解決這種仿人服務(wù)機(jī)器人下肢運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工生產(chǎn)成本較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種仿人機(jī)器人下肢站立機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種仿人機(jī)器人下肢站立機(jī)構(gòu)，包括左腿組件和右腿組件，所述左腿組件和右腿組件分別包括推桿電機(jī)、膝關(guān)節(jié)件、腰部旋轉(zhuǎn)件、鋼絲繩、小腿和大腿，

所述鋼絲繩的一端固定在推桿電機(jī)的電機(jī)軸上，所述鋼絲繩的另一端依次穿過(guò)小腿、膝關(guān)節(jié)件、大腿后與腰部旋轉(zhuǎn)件固定連接；

所述膝關(guān)節(jié)件包括本體、膝關(guān)節(jié)中間件、膝關(guān)節(jié)軸及設(shè)置在膝關(guān)節(jié)軸兩端的深溝球軸承，所述本體的左右兩側(cè)設(shè)有與深溝球軸承連接的側(cè)板，所述膝關(guān)節(jié)中間件上設(shè)有與膝關(guān)節(jié)軸配合的內(nèi)孔，所述膝關(guān)節(jié)軸穿過(guò)內(nèi)孔后與深溝球軸承配合連接；

所述小腿的上端與本體固定連接，所述大腿的下端與膝關(guān)節(jié)中間件固定連接，所述大腿的上端與腰部旋轉(zhuǎn)件固定連接。

作為本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述左腿組件還包括曲柄件，所述推桿電機(jī)軸端通過(guò)插銷與曲柄件的一端連接，所述曲柄件的另一端通過(guò)小腿中間杠桿件與小腿固定連接。

作為本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述腰部旋轉(zhuǎn)件包括腰部本體、腰部中心軸、與腰部中心軸配合的深溝球軸承及腰部承重件，所述腰部中心軸與深溝球軸承連接后再與鋼絲繩的另一端固定連接，所述腰部本體的兩側(cè)設(shè)有用于固定腰部中心軸的上下側(cè)板，所述腰部承重件上設(shè)有與腰部中心軸相配合的中心孔，所述腰部承重件的外壁與上下側(cè)板固定連接。

作為本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述右腿組件中的推桿電機(jī)與鋼絲繩連接后再與右腿組件中的腰部鋼絲繩連接，在右腿組件中的推桿電機(jī)伸縮時(shí)帶動(dòng)大腿繞膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)裝置站立，下坐動(dòng)作。

作為本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述左腿組件中的推桿電機(jī)分別與左腿組件中的腰部旋轉(zhuǎn)件上的鋼絲繩雙向連接，形成平行四邊形機(jī)構(gòu)，推桿電機(jī)在伸縮時(shí)限制腰部承重件的運(yùn)動(dòng)空間，使腰部承重件時(shí)刻保持與大腿連接件相反的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。

作為本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其特征在于，所述左腿組件和右腿組件分別固定在底板上。

作為本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述推桿電機(jī)內(nèi)置在電機(jī)殼內(nèi)，所述電機(jī)殼包括電機(jī)殼上部件和電機(jī)殼下部件，所述電機(jī)殼上部件和電機(jī)殼下部件固定連接。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型各個(gè)構(gòu)件不同的連接方式和配合實(shí)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)一個(gè)自由度和腰部的一個(gè)自由度，通過(guò)右腿的電機(jī)的伸縮帶動(dòng)鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，使與右腿鋼絲繩連接的鋼絲繩連接件一同旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)左邊大腿連接件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，左腿的電機(jī)為左腿下部分的杠桿件提供動(dòng)力使杠桿件與左腿鋼絲繩連接件通過(guò)鋼絲繩的連接形成平行四邊形機(jī)構(gòu)，使腰部桿件在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到左腿電機(jī)的位置限制，達(dá)到理想的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這種仿生站立裝置實(shí)現(xiàn)了仿人機(jī)器人的站立，坐下的運(yùn)動(dòng)特性。

本實(shí)用新型具有裝置簡(jiǎn)單，目的性強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，機(jī)構(gòu)性能穩(wěn)定，便于裝配調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或裝置技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或裝置技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型裝置的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型裝置的右腿腰部結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本實(shí)用新型裝置的左腿腰部結(jié)構(gòu)；

圖4為本實(shí)用新型裝置的左腿膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如下。

實(shí)施例1：

參照附圖，一種仿人機(jī)器人下肢站立機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括：

一底板，底板通過(guò)螺栓分別與左右大腿電機(jī)殼下部件固定連接；

一膝關(guān)節(jié)，膝關(guān)節(jié)包括膝關(guān)節(jié)中間件，膝關(guān)節(jié)中間件通過(guò)內(nèi)孔與膝關(guān)節(jié)軸配合，軸兩端再配合雙列深溝球軸承與膝關(guān)節(jié)兩邊側(cè)板連接；

一左腿組件，左腿組件包括一推桿電機(jī)，推桿電機(jī)通過(guò)電機(jī)殼上下部件固定，推桿電機(jī)軸端通過(guò)插銷與曲柄件連接后再與左小腿中間杠桿件連接。鋼絲繩一端分別與杠桿件上的兩孔固定連接后穿過(guò)膝關(guān)節(jié)件的內(nèi)孔再穿過(guò)左大腿組件的中心孔與腰部轉(zhuǎn)動(dòng)組件的鋼絲繩固定連接；

一右腿組件，右腿組件包括一推桿電機(jī)底端通過(guò)插銷與底板固連，電機(jī)整體通過(guò)電機(jī)殼上下部件固定，電機(jī)軸上端孔與鋼絲繩固定連接，繞過(guò)膝關(guān)節(jié)軸再穿過(guò)右大腿組件的中心孔與右大腿的腰部組件的鋼絲繩連接件固定連接；

一腰部旋轉(zhuǎn)組件包括腰部中心軸與深溝球軸承配合后再與鋼絲繩部件上下通過(guò)螺栓固定，中心軸左右兩端固定于腰部旋轉(zhuǎn)組件的上下側(cè)板，腰部承重件的中心孔與中心軸配合，外側(cè)與腰部側(cè)板配合連接；

其中，右腿推桿電機(jī)底部固定在底板件上，推桿電機(jī)軸通過(guò)鋼絲繩繞過(guò)膝關(guān)節(jié)中心孔與腰部關(guān)節(jié)的鋼絲繩連接件連接，通過(guò)推桿電機(jī)的伸縮帶動(dòng)鋼絲繩軸向移動(dòng)，促使腰部桿件的鋼絲繩在腰部中心軸及滾動(dòng)軸承的作用下，整個(gè)右腿大腿桿件繞膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)。以至通過(guò)腰部承重件帶動(dòng)左大腿共同旋轉(zhuǎn)。

其中，左腿推桿電機(jī)底部固定在底板件上，推桿電機(jī)軸上端與一曲柄件以插銷連接，曲柄件另一端通過(guò)螺栓與杠桿件一端連接，杠桿件上部?jī)啥丝着c鋼絲繩固定連接繞過(guò)膝關(guān)節(jié)軸與腰部鋼絲繩連接件上的兩孔連接，在右腿的推桿電機(jī)收縮時(shí)帶動(dòng)左右大腿旋轉(zhuǎn)站立時(shí)，左大腿推桿電機(jī)伸長(zhǎng)，促使鋼絲繩連接的一端放松，使與鋼絲繩連接的腰部承重件在重力的左右下與大腿桿件做相對(duì)逆向運(yùn)動(dòng)。

其中，在機(jī)器人腿部桿件做坐下動(dòng)作時(shí)左右腿電機(jī)做相反的運(yùn)動(dòng)。

其中，膝關(guān)節(jié)中心件始終在中心軸和滾動(dòng)軸承的作用下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

其中，右腿的鋼絲繩連接件與鋼絲繩只連接一面，隨電機(jī)的伸縮帶動(dòng)鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，使整個(gè)桿件圍繞膝關(guān)軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

其中，左大腿的杠桿件通過(guò)鋼絲繩與左腿腰部鋼絲繩兩處連接，構(gòu)成平行四邊形裝置，在推桿電機(jī)和坐落于腰部沉重件上的重力的作用下，始終保持與腿部組件中的大腿桿件做逆向運(yùn)動(dòng)。

其中，左右腰部承重件與機(jī)器人上半身固定承受機(jī)器人上身重量，并保持左右腰部承重件的運(yùn)動(dòng)的一致性。

其中，右腿的推桿電機(jī)與鋼絲繩連接再與右腿腰部中的鋼絲繩連接件連接，在電機(jī)伸縮時(shí)帶動(dòng)大腿繞膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)裝置站立，下坐動(dòng)作。

其中，左腿的推桿電機(jī)分別與左腿腰部的鋼絲繩連接件雙向連接，形成平行四邊形機(jī)構(gòu)，在電機(jī)的伸縮時(shí)限制腰部承重件的運(yùn)動(dòng)空間，使腰部承重件時(shí)刻保持與大腿連接件相反的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。

本實(shí)用新型各個(gè)構(gòu)件不同的連接方式和配合實(shí)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)一個(gè)自由度和腰部的一個(gè)自由度，通過(guò)右腿的電機(jī)的伸縮帶動(dòng)鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，使與右腿鋼絲繩連接的鋼絲繩連接件一同旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)左邊大腿連接件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，左腿的電機(jī)為左腿下部分的杠桿件提供動(dòng)力使杠桿件與左腿鋼絲繩連接件通過(guò)鋼絲繩的連接形成平行四邊形機(jī)構(gòu)，使腰部桿件在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到左腿電機(jī)的位置限制，達(dá)到理想的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這種仿生站立裝置實(shí)現(xiàn)了仿人機(jī)器人的站立，坐下的運(yùn)動(dòng)特性。

本實(shí)用新型具有裝置簡(jiǎn)單，目的性強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，機(jī)構(gòu)性能穩(wěn)定，便于裝配調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)施例2：

參照?qǐng)D1-圖4，結(jié)合附圖標(biāo)記詳細(xì)敘述本實(shí)用新型：

右腿小腿組件包括：右腿推桿電機(jī)29，右腿推桿電機(jī)殼上部件18，右腿推桿電機(jī)殼下部件21，膝關(guān)節(jié)承重件12。

右腿推桿電機(jī)29底部與底板1通過(guò)螺栓固定在底板上，電機(jī)殼上部件18和電機(jī)殼下部件21通過(guò)螺栓連接在一起，推桿電機(jī)內(nèi)置在電機(jī)殼內(nèi)，右腿小腿上部電機(jī)殼18通過(guò)螺栓與膝關(guān)節(jié)承重件12固定連接，左腿小腿下部件與右腿結(jié)構(gòu)相同。

膝關(guān)節(jié)組件包括：膝關(guān)節(jié)軸2，膝關(guān)節(jié)件25，膝關(guān)節(jié)右側(cè)側(cè)板27，膝關(guān)節(jié)左側(cè)側(cè)板3，角接觸球軸承5203。

膝關(guān)節(jié)軸2內(nèi)置在膝關(guān)節(jié)件25中，在膝關(guān)節(jié)軸的兩側(cè)分別裝配角接觸球軸承5203，角接觸軸承與膝關(guān)節(jié)件25采用基軸制過(guò)渡配合，與膝關(guān)節(jié)軸2采用基孔制過(guò)渡配合，膝關(guān)節(jié)左側(cè)板3,膝關(guān)節(jié)右側(cè)板27均有盲孔與膝關(guān)節(jié)軸2配合，限制軸的軸向位移。左腿膝關(guān)節(jié)與右腿膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)一樣。

左腿小腿上部組件包括：左腿小腿承接件10，左腿膝關(guān)節(jié)件8，曲柄件28，杠桿件9，螺母11，橫向杠桿件23，深溝球軸承6000。

左腿推桿電機(jī)軸端與曲柄件28通過(guò)銷釘連接，左腿小腿承接件10和左腿膝關(guān)節(jié)件8通過(guò)螺栓固定連接，曲柄件28的另一端與杠桿件9通過(guò)螺栓連接，橫向杠桿件23上通過(guò)軸肩與螺母11固定深溝球軸承6000，再與杠桿件9以基軸制過(guò)渡配合連接，橫向杠桿件通過(guò)左腿膝關(guān)節(jié)件8上的溝槽的位置限制橫向杠桿件的軸向移動(dòng)。

左右大腿組件均由大腿連接件26，髖關(guān)節(jié)承接件4，腰部下側(cè)板19，右腿腰部上側(cè)板13，左腿腰部上側(cè)板24。

左右大腿均由大腿連接件26的一端與膝關(guān)節(jié)件25通過(guò)螺釘連接，另一端分別與髖關(guān)節(jié)承接件4通過(guò)螺栓連接，腰部下側(cè)板19和右腿腰部上側(cè)板13，左腿腰部上側(cè)板24分別通過(guò)螺栓連接。

右腿腰部轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括：腰部轉(zhuǎn)動(dòng)軸17，右腿鋼絲繩連接件6，深溝球軸承6004，腰部承重件20。

腰部轉(zhuǎn)動(dòng)軸17與深溝球軸承6004通過(guò)基孔制過(guò)渡配合，左右深溝球軸承部分內(nèi)置于髖關(guān)節(jié)承接件4和腰部承重件20中，髖關(guān)節(jié)承接件4與腰部承重件20均有盲孔與腰部轉(zhuǎn)動(dòng)軸17配合，限制腰部轉(zhuǎn)動(dòng)軸17的軸向位移.鋼絲繩連接件6通過(guò)螺栓兩兩配合，壓緊在深溝球軸承6004上。并同時(shí)限制深溝球軸承6004的另一側(cè)的軸向移動(dòng)。

左腿腰部組件包括：左腿腰部轉(zhuǎn)動(dòng)軸22，左腿鋼絲繩連接件7，腰部承重件20，一對(duì)深溝球軸承6004組成。

腰部轉(zhuǎn)動(dòng)軸22與深溝球軸承6004通過(guò)基孔制過(guò)渡配合，左右深溝球軸承部分內(nèi)置于髖關(guān)節(jié)承接件4和腰部承重件20中，髖關(guān)節(jié)承重件4與腰部承重件20均有盲孔與腰部轉(zhuǎn)動(dòng)軸22配合，限制腰部轉(zhuǎn)動(dòng)軸22的軸向位移.左腿鋼絲繩連接件7通過(guò)螺栓兩兩配合，壓緊在深溝球軸承6004上。并同時(shí)限制深溝球軸承6004的另一側(cè)軸向位移。同時(shí)左腿鋼絲繩連接件與腰部承重件20配合固定。

右腿鋼絲繩首先連接右腿推桿電機(jī)的軸孔后，再通過(guò)膝關(guān)節(jié)承重件12的內(nèi)孔，再繞過(guò)膝關(guān)節(jié)軸2，再穿過(guò)大腿連接件26后與右腿鋼絲繩連接件6上的一端的通孔固定連接。

左腿鋼絲繩首先分別與杠桿件9兩端固定連接，然后繞過(guò)膝關(guān)節(jié)軸2，穿過(guò)大腿連接件26后與左腿鋼絲繩連接件7兩端通孔分別固定連接。

右腿推桿電機(jī)29為整個(gè)裝置提供站立所需要的動(dòng)力，通過(guò)鋼絲繩的連接將動(dòng)力傳遞到右腿鋼絲繩連接件6上，在電機(jī)的收縮階段在膝關(guān)節(jié)軸2的作用下，使整個(gè)大腿連接件26繞著膝關(guān)節(jié)軸2做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人上部身體通過(guò)腰部承重件20固定連接，同時(shí)使左右大腿連接件26具有相同的運(yùn)動(dòng)形式。

左腿鋼絲繩與杠桿件9和左腿鋼絲繩連接件7的連接形式構(gòu)成平面四邊形機(jī)構(gòu)，在右腿電機(jī)帶動(dòng)整個(gè)下肢裝置站立時(shí)，左腿推桿電機(jī)伸長(zhǎng)，使平行四邊形機(jī)構(gòu)的一邊松弛，腰部承重件20在重力的作用及鋼絲繩一邊松弛所給出的運(yùn)動(dòng)空間下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

整個(gè)下肢站立裝置在左右推桿電機(jī)相互配合下，使裝置在站立階段時(shí)右腿電機(jī)收縮，帶動(dòng)整個(gè)裝置的大腿桿件做逆時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，左腿電機(jī)同時(shí)進(jìn)行伸長(zhǎng)促使腰部承重件在重力和推桿電機(jī)給予的運(yùn)動(dòng)空間的作用下順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)。

本實(shí)用新型通過(guò)結(jié)構(gòu)的仿生設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)間的合理連接和配合，動(dòng)力裝置間的有效搭配，成功的實(shí)現(xiàn)了仿人機(jī)器人下肢站立的運(yùn)動(dòng)性能，此結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，功能完善，裝置性能穩(wěn)定，便于生產(chǎn)調(diào)試。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。