CN206085092U - 一种用于类人机器人髋关节上的转向机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于类人机器人髋关节上的转向机构，属于机器人技术领域。本实用新型包括一端设有开口，另一端设置有通孔的圆柱形外壳、安装于圆柱形外壳内部并位于开口处的行星齿轮系和舵机，该行星齿轮系包括太阳轮、至少一个行星轮和外齿轮，太阳轮和行星轮啮合，行星轮和外齿轮啮合，舵机设置于行星齿轮系和通孔之间，舵机一端与行星轮固定连接，另一端穿过通孔，该舵机与圆柱形外壳之间设置有轴承，通过利用行星齿轮系带动舵机转动达到了增加髋关节自由度的目的，避免了髋关节只有一个自由度导致的运动僵硬化现象的发生。

Description

一种用于类人机器人髋关节上的转向机构

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种用于类人机器人髋关节上的转向机构。

背景技术

类人机器人是智能机器人的一种，随着机械学和防生学的发展，研究类人机器人变得越来越热门。类人机器人利用仿生学原理，通过模拟人类的生理结构实现机器人类似于人类的运动，类人机器人下肢关节包括髋关节、膝关节和踝关节，在类人机器人运动过程中，髋关节起到了极其重要的作用，现有的类人机器人髋关节机构几乎都是只有一个自由度，因此机器人无法完成逼真的类人转向和行走动作，在行走和转向时往往显得僵硬化，用户体验差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于类人机器人髋关节上的转向机构，该机构能够为类人机器人的髋关节提供两个自由度。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于类人机器人髋关节上的转向机构，包括：

圆柱形外壳，其一端开口，另一端设置有通孔；

安装于所述圆柱形外壳内部并位于开口处的行星齿轮系，其包括太阳轮、至少一个行星轮和外齿轮，所述太阳轮和所述行星轮啮合，所述行星轮和所述外齿轮啮合；

舵机，其设置于所述行星齿轮系和所述通孔之间，所述舵机一端与所述行星轮固定连接，另一端穿过所述通孔，该舵机与所述圆柱形外壳之间设置有轴承。

作为优选，所述行星轮个数为三个，三个所述行星轮绕所述太阳轮呈环形阵列排布。

作为优选，所述圆柱形外壳外部设置有安装板。

作为优选，所述安装板上设置有安装孔。

作为优选，所述安装板与所述圆柱形外壳一体成型。

作为优选，所述轴承为向心轴承。

作为优选，所述轴承的个数为两个，两个所述轴承分别安装于所述圆柱形外壳内部的两端。

作为优选，所述舵机上设置有用于定位所述轴承的环形凸台。

作为优选，所述舵机与所述行星轮通过限位轴固定连接。

作为优选，所述行星齿轮系采用45号钢制成。

本实用新型的有益效果：

本实用新型所提供的用于类人机器人髋关节上的转向机构包括圆柱形外壳、行星齿轮系和舵机，圆柱形外壳的一端开口，另一端设置有通孔，行星齿轮系安装于圆柱形外壳内部并位于开口处，该行星齿轮系包括太阳轮、至少一个行星轮和外齿轮，太阳轮和行星轮啮合，行星轮和外齿轮啮合，舵机设置于行星齿轮系和通孔之间，舵机一端与行星轮固定连接，另一端穿过通孔，该舵机与圆柱形外壳之间设置有轴承，通过利用行星齿轮系带动舵机转动达到增加髋关节自由度的目的，克服了髋关节只有一个自由度导致的运动机械化的缺陷。

附图说明

图1是本实用新型的用于类人机器人髋关节上的转向机构的A-A剖面图；

图2是本实用新型的用于类人机器人髋关节上的转向机构的B-B剖面图。

图中：1、圆柱形外壳；101、通孔；102、安装板；103、安装孔；2、行星齿轮系；201、太阳轮；202、行星轮；203、限位轴；204、外齿轮；3、舵机；4、轴承；5、环形凸台。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1和图2所示的用于类人机器人髋关节上的转向机构包括圆柱形外壳1、行星齿轮系2和舵机3，圆柱形外壳1的一端开口，另一端设置有通孔101，通孔101的中心与其所在的圆柱形外壳1的底面中心重合，圆柱形外壳1在其外部均匀设置有多个安装板102，每一安装板102上设置有多个安装孔103，安装孔的个数可以为两个，安装板102和圆柱形外壳1可以采用一体成型的加工方式或者分别加工后焊接在一起的加工方式，一体成型的加工方式加工步骤少，且整体强度比较好。行星齿轮系2安装于圆柱形外壳1的内部并位于开口处，行星齿轮系2包括太阳轮201、至少一个行星轮202和外齿轮204，太阳轮201、行星轮202和外齿轮204齿厚均相等，太阳轮201和行星轮202相互啮合，行星轮202和外齿轮204相互啮合，电机驱动太阳轮201转动，太阳轮201带动行星轮202转动，行星轮202带动外齿轮204转动，太阳轮201经行星轮202将力传递到外齿轮204上，行星轮202的个数优选为3个，这样的设计有利于力传输的稳定性，行星齿轮系2的材料采用45号钢，45号钢既能满足使用要求，又相对比较便宜。舵机3设置于圆柱形外壳1的内部，舵机3一端与行星轮202固定连接，连接方式优先选择限位轴203固定连接，另一端穿过通孔101，舵机3与圆柱形外壳1之间设置有轴承4，轴承4可以采用向心轴承，在转动过程中转动顺滑且摩擦力小，轴承4通过位于舵机3上的环形凸台5定位，轴承4的个数优先选择两个，用于定位轴承4的环形凸台5同样为两个，两个轴承4分别安装于圆柱形外壳内部的两端，其中一个轴承4位于靠近通孔101的环形凸台5和通孔101所在的底面之间，另一个轴承4位于远离101的环形凸台5和行星轮202之间。

该机构位于机器人身体主干与大腿连接处，机器人身体主干内的电机可以驱动该机构和与该机构连接的大腿整体转动，当外齿轮204固定时，被太阳轮201驱动的行星轮202不仅自转还绕太阳轮201公转，与行星轮202通过限位轴203连接的舵机3被迫转动，从而使髋关节增加了一个自由度，达到了髋关节具有两个自由度的目的，两个自由度的设计有利于机器人运动的流畅性和美观，从而获得更好的用户体验。采用行星齿轮系2能够起到在有限的狭小空间内实现大传动比从并获得足够转向力矩的作用，且结构精简，装配方便，实体占用空间体积小，行星齿轮系2和舵机3的完美配合使机器人在舞动过程中动作连贯、流畅且极具美感，该机构全封闭的设计能够有效降低噪音，安全性能比较好。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。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。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于类人机器人髋关节上的转向机构，其特征在于，包括：

圆柱形外壳，其一端开口，另一端设置有通孔；

安装于所述圆柱形外壳内部并位于开口处的行星齿轮系，其包括太阳轮、至少一个行星轮和外齿轮，所述太阳轮和所述行星轮啮合，所述行星轮和所述外齿轮啮合；

舵机，其设置于所述行星齿轮系和所述通孔之间，所述舵机一端与所述行星轮固定连接，另一端穿过所述通孔，该舵机与所述圆柱形外壳之间设置有轴承。

2.根据权利要求1所述的用于类人机器人髋关节上的转向机构，其特征在于，所述行星轮个数为三个，三个所述行星轮绕所述太阳轮呈环形阵列排布。

3.根据权利要求1所述的用于类人机器人髋关节上的转向机构，其特征在于，所述圆柱形外壳外部设置有安装板。

4.根据权利要求3所述的用于类人机器人髋关节上的转向机构，其特征在于，所述安装板上设置有安装孔。

5.根据权利要求3或4任一所述的一种用于类人机器人髋关节上的转向机构，其特征在于，所述安装板与所述圆柱形外壳一体成型。

6.根据权利要求1所述的用于类人机器人髋关节上的转向机构，其特征在于，所述轴承为向心轴承。

7.根据权利要求1或6所述的用于类人机器人髋关节上的转向机构，其特征在于，所述轴承的个数为两个，两个所述轴承分别安装于所述圆柱形外壳内部的两端。

8.根据权利要求7所述的用于类人机器人髋关节上的转向机构，其特征在于，所述舵机上设置有用于定位所述轴承的环形凸台。

9.根据权利要求1所述的用于类人机器人髋关节上的转向机构，其特征在于，所述舵机与所述行星轮通过限位轴固定连接。

10.根据权利要求1所述的用于类人机器人髋关节上的转向机构，其特征在于，所述行星齿轮系采用45号钢制成。