CN112339880B - 髋部结构及仿人机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种髋部结构及机器人，髋部结构包括髋部前摆组件，以及用于驱动髋部前摆组件侧摆的髋部侧摆组件；髋部前摆组件包括髋部前摆支架、固定安装于髋部前摆支架的髋部前摆电机、固定端安装于髋部前摆支架的髋部前摆减速机，以及设于髋部前摆电机与髋部前摆减速机之间的髋部前摆传动机构；髋部前摆减速机的输出端与髋部侧摆组件相连。在实现髋部前摆组件转动的轴线与髋部侧摆组件转动的轴线相交的情况下，只需要将髋部前摆减速机与髋部侧摆组件相连，而不用将髋部前摆电机设置在髋部前摆组件转动的轴线上，可减小髋部前摆组件转动的轴线上的尺寸，进而减小髋部结构局部的尺寸。

Description

髋部结构及仿人机器人

技术领域

本申请涉及仿人机器人领域，尤其涉及一种髋部结构及仿人机器人。

背景技术

常见的仿人机器人单腿一般有六个自由度，由六个关节实现相应的自由度，其中包含：大腿旋转、髋部前向(前后运动)、髋部侧向、膝盖、踝部前向(前后运动)及踝部侧向。在仿人机器人的设计过程中一般由上至下按照“3-1-2”的自由度进行排布，其中髋部结构由大腿旋转、髋部前向及髋部侧向三个自由度组合而成，膝盖单独一个关节实现蹲起动作，脚踝一般由踝前向和踝侧向两个自由度组合而成。根据步态算法控制的难易程度，髋部、踝部如果是由正交的结构构成，那么步态算法的解算会比较容易实现，在控制机器人行走的过程中也能提高稳定性，优于非正交结构。

在髋部的设计中，由于需要考虑三自由耦合的同时还要实现三轴正交的结构设计，常见的方式为将髋部结构的各部件均堆积于腰部结构与大腿结构之间。但是该方式使得机器人的腰部与腿部之间结构较为集中，局部尺寸较大，不利于机器人的结构的小型化。由于局部尺寸较大，使得髋部结构的重量过大，也不利于机器人设计时对各处重量的控制，无法从各处重量分布上贴近于人体各处重量的分布，仿人效果差。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种髋部结构，旨在解决现有技术中，仿人机器人的髋部结构较为集中，局部尺寸较大的问题。

为达此目的，本申请实施例采用以下技术方案：

髋部结构，包括髋部前摆组件、用于驱动所述髋部前摆组件侧摆的髋部侧摆组件，以及用于驱动所述髋部侧摆组件旋转的髋部旋转组件；所述髋部前摆组件包括髋部前摆支架、固定安装于所述髋部前摆支架的髋部前摆电机、固定端安装于所述髋部前摆支架的髋部前摆减速机，以及设于所述髋部前摆电机与所述髋部前摆减速机之间的髋部前摆传动机构；所述髋部前摆减速机的输出端与所述髋部侧摆组件相连。

在一个实施例中，所述髋部前摆减速机为谐波减速机，所述髋部前摆减速机包括与所述髋部前摆支架固定连接的髋部前摆钢轮、适配于所述髋部前摆钢轮且与所述髋部侧摆组件相连的髋部前摆柔轮、支撑于所述髋部前摆钢轮与所述髋部前摆柔轮之间的第一髋部前摆轴承、适配于所述髋部前摆柔轮的髋部前摆波发生器，以及与所述髋部前摆波发生器相连的髋部前摆转轴；所述髋部前摆转轴与所述髋部前摆传动机构相连。

在一个实施例中，所述髋部前摆减速机还包括固定连接于所述髋部前摆支架与所述髋部前摆钢轮之间的髋部前摆壳体；所述髋部前摆壳体与所述髋部前摆转轴之间设有第二髋部前摆轴承；所述第二髋部前摆轴承的外圈安装于所述髋部前摆壳体，所述髋部前摆转轴安装于所述第二髋部前摆轴承的内圈。

在一个实施例中，所述髋部前摆转轴与所述髋部侧摆组件之间设有第三髋部前摆轴承；所述第三髋部前摆轴承与所述第二髋部前摆轴承分别位于所述髋部前摆波发生器的相对的两侧；所述第三髋部前摆轴承的外圈安装于所述髋部侧摆组件上，所述髋部前摆转轴安装于所述第三髋部前摆轴承的内圈。

在一个实施例中，所述髋部前摆传动机构包括安装于所述髋部前摆电机的转轴的髋部前摆主动轮、安装于所述髋部前摆转轴的髋部前摆从动轮，以及设于所述髋部前摆主动轮与所述髋部前摆从动轮之间的髋部前摆传动带。

在一个实施例中，所述髋部旋转组件与所述髋部侧摆组件之间设有髋部安装支架；所述髋部侧摆组件包括输出端与所述髋部安装支架固定连接的髋部侧摆减速机、与所述髋部侧摆减速机的固定端相连的髋部侧摆壳体，以及设于所述髋部侧摆壳体内且与所述髋部侧摆减速机传动连接的髋部侧摆电机；所述髋部前摆减速机的输出端与所述髋部侧摆壳体相连。

在一个实施例中，所述髋部侧摆电机具有与所述髋部侧摆减速机相连的髋部侧摆转轴，所述髋部侧摆转轴为中空轴；所述髋部侧摆组件还包括贯穿所述髋部侧摆转轴及所述髋部侧摆壳体的髋部侧摆中空走线管。

在一个实施例中，所述髋部安装支架为U型架或C型架；所述髋部侧摆组件安装于所述髋部安装支架的内壁。

在一个实施例中，所述髋部侧摆组件还包括安装于所述髋部安装支架的第一髋部侧摆轴承，以及连接于所述第一髋部侧摆轴承与所述髋部侧摆壳体之间的髋部侧摆连接轴；所述第一髋部侧摆轴承的外圈安装于所述髋部安装支架，所述髋部侧摆连接轴的一端与所述第一髋部侧摆轴承的内圈相连，所述髋部侧摆连接轴的另一端与所述髋部侧摆壳体相连。

在一个实施例中，所述髋部侧摆减速机为谐波减速机；所述髋部侧摆减速机包括与所述髋部安装支架固定连接的髋部侧摆钢轮、适配于所述髋部侧摆钢轮且与所述髋部侧摆壳体相连的髋部侧摆柔轮、支撑于所述髋部侧摆钢轮与所述髋部侧摆柔轮之间的第二髋部侧摆轴承，以及适配于所述髋部侧摆柔轮的髋部侧摆波发生器；所述髋部侧摆电机具有与所述髋部侧摆波发生器相连的髋部侧摆转轴。

在一个实施例中，所述髋部侧摆连接轴为中空轴；所述髋部侧摆连接轴的内壁具有用于与所述髋部侧摆壳体相连的髋部侧摆连接环。

在一个实施例中，所述髋部前摆支架具有第一髋部前摆支撑板，以及与所述第一髋部前摆支撑板相对且间隔设置的第二髋部前摆支撑板；所述髋部侧摆组件位于所述第一髋部前摆支撑板与所述第二髋部前摆支撑板之间；所述髋部前摆减速机的固定端与所述第一髋部前摆支撑板相连。

在一个实施例中，所述髋部侧摆壳体上设有髋部侧摆连接法兰，所述髋部前摆减速机的输出端与所述髋部侧摆连接法兰固定连接，所述髋部侧摆壳体的背对所述髋部前摆减速机的一侧转动安装于所述第二髋部前摆支撑板上。

在一个实施例中，所述第二髋部前摆支撑板上安装有第四髋部前摆轴承；所述第四髋部前摆轴承的外圈安装于所述第二髋部前摆支撑板，所述髋部侧摆壳体的背对所述髋部前摆减速机的一侧与所述第四髋部前摆轴承的内圈相连。

在一个实施例中，所述髋部侧摆壳体与所述第四髋部前摆轴承的内圈之间连接有髋部前摆连接轴，所述髋部前摆连接轴为中空轴。

在一个实施例中，所述髋部旋转组件与所述髋部侧摆组件之间设有髋部安装支架；所述髋部旋转组件包括髋部旋转壳体、固定端与所述髋部旋转壳体相连的髋部旋转减速机，以及设于所述髋部旋转壳体内且与所述髋部旋转减速机传动连接的髋部旋转电机；所述髋部安装支架与所述髋部旋转减速机的输出端固定连接。

在一个实施例中，所述髋部旋转电机具有与所述髋部旋转减速机相连的髋部旋转转轴，所述髋部旋转转轴为中空轴；所述髋部旋转组件还包括贯穿所述髋部旋转转轴及所述髋部旋转壳体的髋部旋转中空走线管。

在一个实施例中，所述髋部旋转减速机为谐波减速机；所述髋部旋转减速机包括与所述髋部安装支架固定连接的髋部旋转钢轮、适配于所述髋部旋转钢轮且与所述髋部旋转壳体相连的髋部旋转柔轮、支撑于所述髋部旋转钢轮与所述髋部旋转柔轮之间的第一髋部旋转轴承，以及适配于所述髋部旋转柔轮的髋部旋转波发生器；所述髋部旋转电机具有与所述髋部旋转波发生器相连的髋部旋转转轴。

在一个实施例中，所述髋部前摆组件转动的轴线与所述髋部侧摆组件转动的轴线相互垂直，所述髋部前摆组件转动的轴线与所述髋部旋转组件转动的轴线相互垂直，所述髋部侧摆组件转动的轴线与所述髋部旋转组件转动的轴线相互垂直。

本申请的还一个目的在于提供一种机器人，包括上述任一项实施例中所述的髋部结构。

本申请实施例的有益效果：髋部前摆组件的髋部前摆减速机与髋部前摆电机分别安装于髋部前摆支架不同的位置，髋部前摆减速机与髋部前摆电机通过髋部前摆传动机构实现传动连接。在实现髋部前摆组件转动的轴线与髋部侧摆组件转动的轴线相交的情况下，只需要将髋部前摆减速机与髋部侧摆组件相连，髋部前摆电机设置的位置较为灵活，可离髋部侧摆组件具有一定的距离，而不用将髋部前摆电机设置在髋部前摆组件转动的轴线上，可减小髋部前摆组件转动的轴线(X轴)上的尺寸，实现髋部结构也即机器人的局部结构的简化，进而减小髋部结构局部的尺寸。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的实施例中髋部结构的示意图；

图2为本申请的实施例中髋部结构沿髋部前摆组件轴线方向的局部剖视图；

图3为本申请的实施例中髋部结构沿髋部侧摆组件轴线方向的局部剖视图；

图4为本申请的实施例中髋部前摆组件安装于髋部前摆支架的示意图；

图5为本申请的实施例中髋部前摆支架的剖视图；

图中：

1、髋部前摆组件；101、髋部前摆电机；102、髋部前摆减速机；1021、髋部前摆钢轮；1022、髋部前摆柔轮；1023、第一髋部前摆轴承；1024、髋部前摆波发生器；1025、髋部前摆转轴；1026、髋部前摆壳体；1027、第二髋部前摆轴承；1028、第三髋部前摆轴承；103、髋部前摆传动机构；1031、髋部前摆主动轮；1032、髋部前摆从动轮；1033、髋部前摆传动带；104、第四髋部前摆轴承；105、髋部前摆连接轴；

2、髋部侧摆组件；201、髋部侧摆减速机；2011、髋部侧摆钢轮；2012、髋部侧摆柔轮；2013、第二髋部侧摆轴承；2014、髋部侧摆波发生器；202、髋部侧摆壳体；2021、髋部侧摆连接法兰；203、髋部侧摆电机；2031、髋部侧摆转轴；204、髋部侧摆中空走线管；205、第一髋部侧摆轴承；206、髋部侧摆连接轴；2061、髋部侧摆连接环；

3、髋部旋转组件；301、髋部旋转壳体；302、髋部旋转减速机；3021、髋部旋转钢轮；3022、髋部旋转柔轮；3023、第一髋部旋转轴承；3024、髋部旋转波发生器；303、髋部旋转电机；3031、髋部旋转转轴；304、髋部旋转中空走线管；

4、髋部前摆支架；401、第一髋部前摆支撑板；402、第二髋部前摆支撑板；

10、髋部安装支架。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等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申请和简化描述，而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申请的限制。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以下结合具体实施例对本申请的实现进行详细的描述。

如图1-图3所示，本申请实施例提出了一种髋部结构，包括髋部前摆组件1、用于驱动髋部前摆组件1侧摆的髋部侧摆组件2，以及用于驱动髋部侧摆组件2旋转的髋部旋转组件3；髋部前摆组件1包括髋部前摆支架4、固定安装于髋部前摆支架4的髋部前摆电机101、固定端安装于髋部前摆支架4的髋部前摆减速机102，以及设于髋部前摆电机101与髋部前摆减速机102之间的髋部前摆传动机构103；髋部前摆减速机102的输出端与髋部侧摆组件2相连。

在本申请的实施例中，髋部旋转组件3可带动髋部侧摆组件2及髋部前摆组件1沿Z轴旋转，髋部侧摆组件2可带动髋部前摆组件1沿Y轴旋转，髋部前摆组件1可驱动髋部前摆支架4(示例的，髋部前摆支架4可为机器人的大腿件)沿X轴旋转。也即髋部旋转组件3旋转的轴线为Z轴，髋部侧摆组件2旋转的轴线为Y轴，髋部前摆组件1转动的轴线为X轴。进而实现髋部结构在X、Y、Z轴三个自由度的转动，可选的，X、Y、Z轴可为三轴正交结构，便于仿人机器人腿部结构步态算法的实现，也可为三轴相交但不正交，根据不同的机器人的需求进行选择。

参阅图1及图4，髋部前摆组件1的髋部前摆减速机102与髋部前摆电机101分别安装于髋部前摆支架4不同的位置，髋部前摆减速机102与髋部前摆电机101通过髋部前摆传动机构103实现传动连接。在实现髋部前摆组件1转动的轴线与髋部侧摆组件2转动的轴线相交的情况下，只需要将髋部前摆减速机102与髋部侧摆组件2相连，髋部前摆电机101设置的位置较为灵活，可离髋部侧摆组件2具有一定的距离，而不用将髋部前摆电机101设置在髋部前摆组件1转动的轴线上，可减小髋部前摆组件1转动的轴线(X轴)上的尺寸，实现髋部结构也即机器人的局部结构的简化。而髋部前摆支架4作为髋部结构前摆的摆动件，其用于机器人时可为机器人的大腿件，足有足够的空间安装髋部前摆电机101，例如将髋部前摆电机101安装于髋部前摆支架4的内部(髋部前摆支架4的尺寸并不需要增大)。进而将髋部前摆组件1各个部件合理紧凑的设置，实现髋部结构的紧凑化，进而实现具有该髋部结构的机器人的结构的简化。

在局部结构简化的情况下，髋部结构的局部重量也减小，有效的分散至髋部前摆支架4上，便于机器人的腿部结构设计时，接近人体腿部结构各处的重量分布的比重，提升仿人效果。

而现有技术中将髋部前摆减速机102与髋部前摆电机101集成于一体的方式，也即髋部前摆减速机102与髋部前摆电机101集成于同一X轴上的方式，使得髋部结构于X轴方向的长度较大，不利于髋部结构的紧凑化，也不利于后续机器人腿部结构的设计。

需要说明的是，本申请中，减速机的固定端定义为减速机与对应驱动该减速机的电机外壳直接或间接固定相连的部分，与减速机的固定端转动连接的部分定义为减速机的输出端。例如，髋部前摆减速机102的输出端为通过髋部前摆支架4与髋部前摆电机101的外壳固定连接。需要理解的是，输出端不一定为输出转动的部位，固定端不一定为固定的位置。最终使得被减速机带动至转动的外部结构，可由减速机的输出端或固定端完成。

需要说明的是，本申请中，髋部前摆组件1只是便于命名，髋部前摆组件1并不局限于前摆，其在沿X轴旋转时可实现前后摆动。

请参阅图2，作为本申请提供的髋部结构的另一种具体实施方式，髋部前摆减速机102为谐波减速机，髋部前摆减速机102包括与髋部前摆支架4固定连接的髋部前摆钢轮1021、适配于髋部前摆钢轮1021且与髋部侧摆组件2相连的髋部前摆柔轮1022、支撑于髋部前摆钢轮1021与髋部前摆柔轮1022之间的第一髋部前摆轴承1023、适配于髋部前摆柔轮1022的髋部前摆波发生器1024，以及与髋部前摆波发生器1024相连的髋部前摆转轴1025；髋部前摆转轴1025与髋部前摆传动机构103相连。

于本实施例中，髋部前摆减速机102为谐波减速机，髋部前摆电机101通过髋部前摆传动机构103带动髋部前摆减速机102的髋部前摆转轴1025转动，髋部前摆转轴1025带动髋部前摆波发生器1024转动，髋部前摆波发生器1024使得髋部前摆柔轮1022发生形变，在髋部前摆波发生器1024转动的过程中，髋部前摆柔轮1022与髋部前摆钢轮1021不断的发生相互作用，并发生相互转动，最终以髋部前摆钢轮1021作为谐波减速机输出转动的部分，带动髋部前摆支架4发生以X轴为转动轴线的转动运动，实现大腿件(髋部前摆支架4作为大腿件时)的前后摆动。由于以髋部前摆钢轮1021作为谐波减速机输出转动的部分，因此将髋部前摆钢轮1021与髋部前摆支架4相连时(可为直接相连，也可为间接相连)，可从髋部前摆支架4的外侧直接安装连接件(例如螺钉或销钉)贯穿髋部前摆支架4及髋部前摆钢轮1021支线连接，便于操作。

可以理解的是，于其他实施例中，髋部前摆减速机102为谐波减速机时，也可将髋部前摆柔轮1022作为谐波减速机输出转动的部分，带动髋部前摆支架4发生以X轴为转动轴线的转动运动，实现大腿件(髋部前摆支架4作为大腿件时)的前后摆动。

请参阅图1-图2，作为本申请提供的髋部结构的另一种具体实施方式，髋部前摆减速机102还包括固定连接于髋部前摆支架4与髋部前摆钢轮1021之间的髋部前摆壳体1026，髋部前摆钢轮1021通过髋部前摆壳体1026与髋部前摆支架4固定连接；髋部前摆壳体1026与髋部前摆转轴1025之间设有第二髋部前摆轴承1027；第二髋部前摆轴承1027的外圈安装于髋部前摆壳体1026，髋部前摆转轴1025安装于第二髋部前摆轴承1027的内圈。髋部前摆电机101通过髋部前摆传动机构103带动髋部前摆减速机102的髋部前摆转轴1025转动时，第二髋部前摆轴承1027可对髋部前摆转轴1025提供较好的支撑，髋部前摆转轴1025可稳定的转动，进而带动髋部前摆减速机102运转。

请参阅图2，作为本申请提供的髋部结构的另一种具体实施方式，髋部前摆转轴1025与髋部侧摆组件2之间设有第三髋部前摆轴承1028；第三髋部前摆轴承1028与第二髋部前摆轴承1027分别位于髋部前摆波发生器1024的相对的两侧；第三髋部前摆轴承1028的外圈安装于髋部侧摆组件2上，髋部前摆转轴1025安装于第三髋部前摆轴承1028的内圈。第三髋部前摆轴承1028与第二髋部前摆轴承1027分别于髋部前摆波发生器1024的相对的两侧对髋部前摆转轴1025进行支撑，使得髋部前摆转轴1025两端均具有支撑结构，进一步提升髋部前摆转轴1025转动的稳定性。

可选的，可在髋部侧摆组件2上开设有安装槽(例如髋部侧摆壳体202上)，将第三髋部前摆轴承1028安装于该安装槽内，当髋部前摆转轴1025远离髋部侧摆组件2的一端被髋部前摆传动机构103(例如髋部前摆从动轮1032)施加沿髋部前摆转轴1025的径向的压力时，髋部前摆转轴1025也不易于发生沿自身径向的偏转。

请参阅图1-图2，作为本申请提供的髋部结构的另一种具体实施方式，髋部前摆传动机构103包括安装于髋部前摆电机101的转轴的髋部前摆主动轮1031、安装于髋部前摆转轴1025的髋部前摆从动轮1032，以及设于髋部前摆主动轮1031与髋部前摆从动轮1032之间的髋部前摆传动带1033。髋部前摆电机101的转轴转动带动髋部前摆主动轮1031转动，髋部前摆主动轮1031通过髋部前摆传动带1033带动髋部前摆从动轮1032及髋部前摆转轴1025转动，进而带动髋部前摆波发生器1024(当髋部前摆减速机102为谐波减速机时)转动，实现驱动髋部前摆减速机102运转。

可选的，当髋部前摆主动轮1031及髋部前摆从动轮1032为带轮时，上述髋部前摆传动带1033可为、皮带、平皮带、圆皮带、V带或同步带；当髋部前摆主动轮1031及髋部前摆从动轮1032为链轮时，上述髋部前摆传动带1033可为链条。

可选的，还可设置调节结构，例如安装在髋部前摆支架4上，可调节髋部前摆传动带1033的张紧程度，使得髋部前摆传动机构103的传动效率高。

于其他实施例中，上述髋部前摆传动机构103也可为齿轮组件，进而将髋部前摆电机101的转轴的转动传递至髋部前摆转轴1025。

请参阅图1-图3，作为本申请提供的髋部结构的另一种具体实施方式，髋部旋转组件3与髋部侧摆组件2之间设有髋部安装支架10；参阅图3，髋部侧摆组件2包括输出端与髋部安装支架10固定连接的髋部侧摆减速机201、与髋部侧摆减速机201的固定端相连的髋部侧摆壳体202，以及设于髋部侧摆壳体202内且与髋部侧摆减速机201传动连接的髋部侧摆电机203；髋部前摆减速机102的输出端与髋部侧摆壳体202相连。髋部侧摆组件2带动髋部前摆组件1沿Y轴转动的过程为：髋部侧摆电机203的转轴带动髋部侧摆减速机201运转，由于髋部侧摆减速机201的输出端与髋部安装支架10固定连接，因此髋部侧摆减速机201运转时，髋部侧摆减速机201的固定端相对髋部侧摆减速机201的输出端转动，并带动髋部侧摆壳体202转动，由于髋部前摆减速机102的输出端与髋部侧摆壳体202相连，因此髋部侧摆壳体202转动时可带动髋部前摆组件1转动(沿Y轴)。

当髋部侧摆减速机201为谐波减速机时，髋部侧摆电机203的转轴带动髋部侧摆减速机201的髋部侧摆波发生器2014转动，髋部侧摆波发生器2014使得髋部侧摆柔轮2012发生形变，固定安装于髋部安装支架10的髋部侧摆钢轮2011与髋部侧摆柔轮2012相互作用，并使得二者发生相互转动。于此处，髋部侧摆柔轮2012作为输出转动的部分(髋部侧摆钢轮2011便于与髋部安装支架10固定连接)，髋部侧摆柔轮2012带动髋部侧摆壳体202转动。可知，当髋部侧摆减速机201为谐波减速机时，髋部侧摆减速机201的工作原理与上述髋部前摆减速机102的工作原理类似，区别在于二者输出转动的部分不同，一个为钢轮一个为柔轮，以减速机便于安装为选择。

可以理解的是，髋部侧摆组件2的髋部侧摆电机203及髋部侧摆减速机201为集成于髋部侧摆壳体202上，可为现有技术中的舵机，还包括必备的驱动器及编码器等部件，此处不赘述。

请参阅图3，作为本申请提供的髋部结构的另一种具体实施方式，髋部侧摆电机203具有与髋部侧摆减速机201相连的髋部侧摆转轴2031，髋部侧摆电机203通过髋部侧摆转轴2031带动髋部侧摆减速机201运转(髋部侧摆减速机201为谐波减速机时，髋部侧摆转轴2031带动髋部侧摆减速机201的髋部侧摆波发生器2014转动)。髋部侧摆转轴2031为中空轴；髋部侧摆组件2还包括贯穿髋部侧摆转轴2031及髋部侧摆壳体202的髋部侧摆中空走线管204，因此线材可通过髋部侧摆中空走线管204贯穿髋部侧摆壳体202，便于髋部结构及机器人的布线，实现髋部结构及机器人结构的紧凑化。

请参阅图1及图3，作为本申请提供的髋部结构的另一种具体实施方式，髋部安装支架10为U型架或C型架；髋部侧摆组件2安装于髋部安装支架10的内壁，髋部侧摆组件2可整***于髋部安装支架10的内部，提升髋部结构的紧凑化。

请参阅图3，作为本申请提供的髋部结构的另一种具体实施方式，髋部侧摆组件2还包括安装于髋部安装支架10的第一髋部侧摆轴承205，以及连接于第一髋部侧摆轴承205与髋部侧摆壳体202之间的髋部侧摆连接轴206；第一髋部侧摆轴承205的外圈安装于髋部安装支架10，髋部侧摆连接轴206的一端与第一髋部侧摆轴承205的内圈相连，髋部侧摆连接轴206的另一端与髋部侧摆壳体202相连。髋部侧摆减速机201为谐波减速机；髋部侧摆减速机201包括与髋部安装支架10固定连接的髋部侧摆钢轮2011、适配于髋部侧摆钢轮2011且与髋部侧摆壳体202相连的髋部侧摆柔轮2012、支撑于髋部侧摆钢轮2011与髋部侧摆柔轮2012之间的第二髋部侧摆轴承2013，以及适配于髋部侧摆柔轮2012的髋部侧摆波发生器2014；髋部侧摆电机203具有与髋部侧摆波发生器2014相连的髋部侧摆转轴2031。也即髋部侧摆壳体202远离髋部侧摆减速机201的固定端(髋部侧摆柔轮2012)的一端通过髋部侧摆连接轴206安装于髋部安装支架10上的第一髋部侧摆轴承205，而髋部侧摆柔轮2012与髋部侧摆钢轮2011之间设有第二髋部侧摆轴承2013，因此髋部侧摆壳体202相对的两端分别为第一髋部侧摆轴承205及第二髋部侧摆轴承2013支撑，髋部侧摆壳体202转动时可较为稳定。

请参阅图3，作为本申请提供的髋部结构的另一种具体实施方式，髋部侧摆连接轴206为中空轴，以便于线材的通过，便于髋部结构及机器人的布线；髋部侧摆连接轴206的内壁具有用于与髋部侧摆壳体202相连的髋部侧摆连接环2061，连接环与髋部侧摆壳体202之间通过螺钉固定连接，可提升连接的稳固性。

可选的，在一个实施例中，上述中空的髋部侧摆连接轴206与髋部侧摆中空走线管204相连通，便于线材完全穿过髋部侧摆组件2，便于布线，进一步实现髋部结构及机器人结构的紧凑度。可选的，中空的髋部侧摆连接轴206与髋部侧摆中空走线管204可为同轴设置，布线后线材不易于变形。

请参阅图1-图3，作为本申请提供的髋部结构的另一种具体实施方式，髋部侧摆减速机201的轴线与髋部前摆减速机102的轴线相互垂直，实现二者转轴的正交。

请参阅图2及图4，作为本申请提供的髋部结构的另一种具体实施方式，髋部前摆支架4具有第一髋部前摆支撑板401，以及与第一髋部前摆支撑板401相对且间隔设置的第二髋部前摆支撑板402(第一髋部前摆支撑板401与第二髋部前摆支撑板402凸出于髋部前摆支架4的主体)；髋部侧摆组件2位于第一髋部前摆支撑板401与第二髋部前摆支撑板402之间；髋部前摆减速机102的固定端与第一髋部前摆支撑板401相连，使得髋部侧摆组件2位于髋部前摆支架4的内部，实现髋部结构的紧凑化。髋部前摆减速机102的髋部前摆钢轮1021通过髋部前摆壳体1026与第一髋部前摆支撑板401相连，因此髋部前摆钢轮1021转动时可通过第一髋部前摆支撑板401带动髋部前摆支架4整体前后摆动(髋部前摆支架4的主体、第一髋部前摆支撑板401及第二髋部前摆支撑板402)。

请参阅图1-图2，作为本申请提供的髋部结构的另一种具体实施方式，髋部侧摆壳体202上设有髋部侧摆连接法兰2021，髋部前摆减速机102的输出端(髋部前摆柔轮1022)与髋部侧摆连接法兰2021固定连接，通过螺钉即可快速将髋部侧摆连接法兰2021与髋部前摆柔轮1022固定连接。髋部侧摆壳体202的背对髋部前摆减速机102的一侧转动安装于第二髋部前摆支撑板402上，也即髋部侧摆壳体202的相对的两侧分别被第二髋部前摆支撑板402及第一髋部前摆支撑板401上的髋部前摆减速机102转动支撑，髋部前摆支架4可较为稳定的相对髋部侧摆壳体202转动。

请参阅图2，作为本申请提供的髋部结构的另一种具体实施方式，第二髋部前摆支撑板402上安装有第四髋部前摆轴承104；第四髋部前摆轴承104的外圈安装于第二髋部前摆支撑板402(可通过轴承的内封圈及外封圈将第四髋部前摆轴承104安装)，髋部侧摆壳体202的背对髋部前摆减速机102的一侧与第四髋部前摆轴承104的内圈相连。髋部侧摆壳体202通过第四髋部前摆轴承104与第二髋部前摆支撑板402转动连接，同时髋部侧摆壳体202间接通过髋部前摆减速机102的第一髋部前摆轴承1023转动安装于髋部前摆减速机102上，保证髋部侧摆壳体202安装的稳定性的同时，还实现了髋部侧摆壳体202转动的顺畅性，降低了转动的摩擦力。

请参阅图2，作为本申请提供的髋部结构的另一种具体实施方式，髋部侧摆壳体202与第四髋部前摆轴承104的内圈之间连接有髋部前摆连接轴105，髋部前摆连接轴105为中空轴，便于线材的通过，以便于髋部结构及机器人的走线。

请参阅图1-图3，作为本申请提供的髋部结构的另一种具体实施方式，髋部旋转组件3与髋部侧摆组件2之间设有髋部安装支架10；髋部旋转组件3包括髋部旋转壳体301、固定端与髋部旋转壳体301相连的髋部旋转减速机302，以及设于髋部旋转壳体301内且与髋部旋转减速机302传动连接的髋部旋转电机303；髋部安装支架10与髋部旋转减速机302的输出端固定连接。髋部旋转电机303带动髋部旋转减速机302运转，髋部旋转减速机302带动髋部安装支架10旋转(以Z轴为轴)。

请参阅图3，作为本申请提供的髋部结构的另一种具体实施方式，髋部旋转减速机302为谐波减速机；髋部旋转减速机302包括与髋部安装支架10固定连接的髋部旋转钢轮3021、适配于髋部旋转钢轮3021且与髋部旋转壳体301相连的髋部旋转柔轮3022、支撑于髋部旋转钢轮3021与髋部旋转柔轮3022之间的第一髋部旋转轴承3023，以及适配于髋部旋转柔轮3022的髋部旋转波发生器3024；髋部旋转电机303具有与髋部旋转波发生器3024相连的髋部旋转转轴3031。髋部旋转减速机302为谐波减速机时，与上述髋部前摆减速机102为谐波减速机时的工作原理相同，此处不再赘述。

请参阅图3，作为本申请提供的髋部结构的另一种具体实施方式，髋部旋转电机303具有与髋部旋转减速机302相连的髋部旋转转轴3031(当髋部旋转减速机302为谐波减速机时，髋部旋转转轴3031与髋部旋转波发生器3024相连)，髋部旋转转轴3031为中空轴；髋部旋转组件3还包括贯穿髋部旋转转轴3031及髋部旋转壳体301的髋部旋转中空走线管304，便于线材的通过，因此线材可贯穿髋部旋转组件3，使得髋部旋转组件3处的线材布置更为紧凑，可简化髋部结构及机器人的结构。

请参阅图1，作为本申请提供的髋部结构的另一种具体实施方式，髋部前摆组件1转动的轴线与髋部侧摆组件2转动的轴线相互垂直，髋部前摆组件1转动的轴线与髋部旋转组件3转动的轴线相互垂直，髋部侧摆组件2转动的轴线与髋部旋转组件3转动的轴线相互垂直。髋部旋转组件3旋转的轴线为Z轴，髋部侧摆组件2旋转的轴线为Y轴，髋部前摆组件1转动的轴线为X轴。进而实现髋部结构在X、Y、Z轴为三轴正交结构。

本申请实施例提出了一种仿人机器人，包括上述任一项实施例中的髋部结构。由于髋部结构的更为紧凑，且在X轴方向的长度减小，使得仿人机器人的髋部结构更为紧凑，便于仿人机器人的结构设计。

可以理解的是，另一种具体实施方式中的方案可为在其他实施例的基础上进一步改进的可实现的实施方案。

显然，本申请的上述实施例仅仅是为了清楚说明本申请所作的举例，而并非是对本申请的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请权利要求的保护范围之内。

Claims (17)

1.髋部结构，其特征在于，包括髋部前摆组件，以及用于驱动所述髋部前摆组件侧摆的髋部侧摆组件；所述髋部前摆组件包括髋部前摆支架、固定安装于所述髋部前摆支架的髋部前摆电机、固定端安装于所述髋部前摆支架的髋部前摆减速机，以及设于所述髋部前摆电机与所述髋部前摆减速机之间的髋部前摆传动机构；所述髋部前摆减速机的输出端与所述髋部侧摆组件相连；所述髋部结构还包括与所述髋部侧摆组件相连的髋部安装支架；所述髋部侧摆组件包括输出端与所述髋部安装支架固定连接的髋部侧摆减速机、与所述髋部侧摆减速机的固定端相连的髋部侧摆壳体，以及设于所述髋部侧摆壳体内且与所述髋部侧摆减速机传动连接的髋部侧摆电机；所述髋部前摆减速机的输出端与所述髋部侧摆壳体相连；所述髋部侧摆电机具有与所述髋部侧摆减速机相连的髋部侧摆转轴，所述髋部侧摆转轴为中空轴；所述髋部侧摆组件还包括贯穿所述髋部侧摆转轴及所述髋部侧摆壳体的髋部侧摆中空走线管；所述髋部侧摆组件还包括安装于所述髋部安装支架的第一髋部侧摆轴承，以及连接于所述第一髋部侧摆轴承与所述髋部侧摆壳体之间的髋部侧摆连接轴；所述第一髋部侧摆轴承的外圈安装于所述髋部安装支架，所述髋部侧摆连接轴的一端与所述第一髋部侧摆轴承的内圈相连，所述髋部侧摆连接轴的另一端与所述髋部侧摆壳体相连；所述髋部侧摆连接轴为中空轴。

2.根据权利要求1所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部前摆减速机为谐波减速机，所述髋部前摆减速机包括与所述髋部前摆支架固定连接的髋部前摆钢轮、适配于所述髋部前摆钢轮且与所述髋部侧摆组件相连的髋部前摆柔轮、支撑于所述髋部前摆钢轮与所述髋部前摆柔轮之间的第一髋部前摆轴承、适配于所述髋部前摆柔轮的髋部前摆波发生器，以及与所述髋部前摆波发生器相连的髋部前摆转轴；所述髋部前摆转轴与所述髋部前摆传动机构相连。

3.根据权利要求2所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部前摆减速机还包括固定连接于所述髋部前摆支架与所述髋部前摆钢轮之间的髋部前摆壳体；所述髋部前摆壳体与所述髋部前摆转轴之间设有第二髋部前摆轴承；所述第二髋部前摆轴承的外圈安装于所述髋部前摆壳体，所述髋部前摆转轴安装于所述第二髋部前摆轴承的内圈。

4.根据权利要求3所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部前摆转轴与所述髋部侧摆组件之间设有第三髋部前摆轴承；所述第三髋部前摆轴承与所述第二髋部前摆轴承分别位于所述髋部前摆波发生器的相对的两侧；所述第三髋部前摆轴承的外圈安装于所述髋部侧摆组件上，所述髋部前摆转轴安装于所述第三髋部前摆轴承的内圈。

5.根据权利要求2所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部前摆传动机构包括安装于所述髋部前摆电机的转轴的髋部前摆主动轮、安装于所述髋部前摆转轴的髋部前摆从动轮，以及设于所述髋部前摆主动轮与所述髋部前摆从动轮之间的髋部前摆传动带。

6.根据权利要求1所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部安装支架为U型架或C型架；所述髋部侧摆组件安装于所述髋部安装支架的内壁。

7.根据权利要求1所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部侧摆减速机为谐波减速机；所述髋部侧摆减速机包括与所述髋部安装支架固定连接的髋部侧摆钢轮、适配于所述髋部侧摆钢轮且与所述髋部侧摆壳体相连的髋部侧摆柔轮、支撑于所述髋部侧摆钢轮与所述髋部侧摆柔轮之间的第二髋部侧摆轴承，以及适配于所述髋部侧摆柔轮的髋部侧摆波发生器；所述髋部侧摆电机具有与所述髋部侧摆波发生器相连的髋部侧摆转轴。

8.根据权利要求1所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部侧摆连接轴的内壁具有用于与所述髋部侧摆壳体相连的髋部侧摆连接环。

9.根据权利要求1所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部前摆支架具有第一髋部前摆支撑板，以及与所述第一髋部前摆支撑板相对且间隔设置的第二髋部前摆支撑板；所述髋部侧摆组件位于所述第一髋部前摆支撑板与所述第二髋部前摆支撑板之间；所述髋部前摆减速机的固定端与所述第一髋部前摆支撑板相连。

10.根据权利要求9所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部侧摆壳体上设有髋部侧摆连接法兰，所述髋部前摆减速机的输出端与所述髋部侧摆连接法兰固定连接，所述髋部侧摆壳体的背对所述髋部前摆减速机的一侧转动安装于所述第二髋部前摆支撑板上。

11.根据权利要求10所述的髋部结构，其特征在于，所述第二髋部前摆支撑板上安装有第四髋部前摆轴承；所述第四髋部前摆轴承的外圈安装于所述第二髋部前摆支撑板，所述髋部侧摆壳体的背对所述髋部前摆减速机的一侧与所述第四髋部前摆轴承的内圈相连。

12.根据权利要求11所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部侧摆壳体与所述第四髋部前摆轴承的内圈之间连接有髋部前摆连接轴，所述髋部前摆连接轴为中空轴。

13.根据权利要求1-5任一项所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部结构还包括用于驱动所述髋部侧摆组件旋转的髋部旋转组件，以及设于所述髋部旋转组件与所述髋部侧摆组件之间的髋部安装支架；所述髋部旋转组件包括髋部旋转壳体、固定端与所述髋部旋转壳体相连的髋部旋转减速机，以及设于所述髋部旋转壳体内且与所述髋部旋转减速机传动连接的髋部旋转电机；所述髋部安装支架与所述髋部旋转减速机的输出端固定连接。

14.根据权利要求13所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部旋转电机具有与所述髋部旋转减速机相连的髋部旋转转轴，所述髋部旋转转轴为中空轴；所述髋部旋转组件还包括贯穿所述髋部旋转转轴及所述髋部旋转壳体的髋部旋转中空走线管。

15.根据权利要求13所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部旋转减速机为谐波减速机；所述髋部旋转减速机包括与所述髋部安装支架固定连接的髋部旋转钢轮、适配于所述髋部旋转钢轮且与所述髋部旋转壳体相连的髋部旋转柔轮、支撑于所述髋部旋转钢轮与所述髋部旋转柔轮之间的第一髋部旋转轴承，以及适配于所述髋部旋转柔轮的髋部旋转波发生器；所述髋部旋转电机具有与所述髋部旋转波发生器相连的髋部旋转转轴。

16.根据权利要求13所述的髋部结构，其特征在于，所述髋部前摆组件转动的轴线与所述髋部侧摆组件转动的轴线相互垂直，所述髋部前摆组件转动的轴线与所述髋部旋转组件转动的轴线相互垂直，所述髋部侧摆组件转动的轴线与所述髋部旋转组件转动的轴线相互垂直。

17.机器人，其特征在于，包括如权利要求1-16任一项所述的髋部结构。

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