【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及機器人，具體涉及一種能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人。
技術(shù)介紹
1、人形機器人是一種模仿人類外形而設計的機器人，其通過各部件之間的傳動，能夠?qū)崿F(xiàn)站立、行走、轉(zhuǎn)向、跳躍等功能。現(xiàn)有技術(shù)中的人形機器人在直立時，也即機器人的大腿和小腿均伸直時，大腿和小腿之間的傳動角為0°，進而導致豎直方向的自由度丟失，部分關(guān)節(jié)會為了嘗試達到指定方向而導致瞬間速度無窮大，此時不存在雅可比矩陣的逆，使得機器人的運動不可控。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的人形機器人均采用彎腿站立、彎腿起步的方式，不夠接近真人形態(tài)。人形機器人集機、電、材料、計算機、控制技術(shù)等多門學科于一體，是一個國家高科技實力和發(fā)展水平的重要標志，如何使得人形機器人的動作更加逼真一直都是目前的研究熱門。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)的目的在于提供一種能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，使得人形機器人更加接近真人形態(tài)。
2、為解決上述問題，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案如下：一種能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，包括軀干組件、大腿組件、小腿組件和足部組件，所述軀干組件與所述大腿組件之間通過髖關(guān)節(jié)組件可轉(zhuǎn)動地連接，所述大腿組件和所述小腿組件之間通過膝關(guān)節(jié)組件可轉(zhuǎn)動地連接，所述小腿組件與所述足部組件之間通過踝關(guān)節(jié)組件可轉(zhuǎn)動地連接，所述大腿組件與所述小腿組件分別包括大腿骨架和小腿骨架，當所述大腿骨架與所述小腿骨架均伸直時，所述髖關(guān)節(jié)組件俯仰的回轉(zhuǎn)軸線與所述膝關(guān)節(jié)組件俯仰的回轉(zhuǎn)軸線不在同一豎直面上，所述膝關(guān)節(jié)組件俯
3、相比現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)的有益效果在于：本人形機器人在大腿骨架與小腿骨架均伸直時，髖關(guān)節(jié)組件俯仰的回轉(zhuǎn)軸線與膝關(guān)節(jié)組件俯仰的回轉(zhuǎn)軸線不在同一豎直面上，而膝關(guān)節(jié)組件俯仰的回轉(zhuǎn)軸線與踝關(guān)節(jié)組件俯仰的回轉(zhuǎn)軸線在同一豎直面上，保證了機器人大腿組件與小腿組件之間的傳動角不為0°，不會導致豎直方向上的自由度丟失，在保證機器人的運動正常可控的情況下，實現(xiàn)了機器人的直腿站立、直腿起步，使得機器人更加接近真人形態(tài)，對人形機器人的研究具有重要意義。
4、上述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，當所述大腿骨架與所述小腿骨架均伸直時，所述大腿骨架的第一側(cè)與所述小腿骨架的第一側(cè)均沿豎直方向延伸，且所述大腿骨架的第二側(cè)由上至下朝向所述大腿骨架的第一側(cè)傾斜延伸，所述小腿骨架的第二側(cè)由上至下朝向所述小腿骨架的第一側(cè)傾斜延伸。
5、上述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，所述大腿骨架的第一側(cè)與第二側(cè)之間的夾角為7°，所述小腿骨架的第一側(cè)與第二側(cè)之間的夾角為2°。
6、上述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，還包括行走腿足組件和跳躍腿足組件，所述行走腿足組件和所述跳躍腿足組件可替換地連接于所述小腿組件與所述足部組件之間；所述行走腿足組件包括行走推桿電機和伸縮桿，所述行走推桿電機的上端可轉(zhuǎn)動地連接所述小腿骨架，所述伸縮桿的上端固定連接所述行走推桿電機的輸出端，所述伸縮桿的下端可轉(zhuǎn)動地連接所述足部組件；所述跳躍腿足組件包括跳躍推桿電機、上抵接塊、彈簧和下抵接塊，所述跳躍推桿電機的上端可轉(zhuǎn)動地連接所述小腿骨架，所述上抵接塊固定連接所述跳躍推桿電機的輸出端，所述下抵接塊可轉(zhuǎn)動地連接所述足部組件，所述彈簧的上下兩端分別抵接所述上抵接塊和所述下抵接塊。
7、上述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，所述足部組件包括足部骨架，所述踝關(guān)節(jié)組件包括安裝于所述足部骨架上的第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸，所述足部骨架通過所述第一轉(zhuǎn)軸與所述小腿骨架可轉(zhuǎn)動地連接，所述足部骨架通過所述第二轉(zhuǎn)軸與所述伸縮桿或所述下抵接塊可轉(zhuǎn)動地連接。
8、上述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，所述髖關(guān)節(jié)組件包括上髖支架、下髖支架、髖關(guān)節(jié)滾動電機、髖關(guān)節(jié)偏航電機和髖關(guān)節(jié)俯仰電機；所述髖關(guān)節(jié)滾動電機安裝于所述軀干組件，且所述髖關(guān)節(jié)滾動電機的輸出端固定連接所述上髖支架，所述髖關(guān)節(jié)偏航電機安裝于所述上髖支架，且所述髖關(guān)節(jié)偏航電機的輸出端固定連接所述下髖支架，所述髖關(guān)節(jié)俯仰電機安裝于所述下髖支架，且所述髖關(guān)節(jié)俯仰電機的輸出端固定連接所述大腿骨架；所述髖關(guān)節(jié)滾動電機能夠驅(qū)使所述大腿組件、所述小腿組件以及所述足部組件一起相對所述軀干組件繞x軸旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)人形機器人的跨步動作；所述髖關(guān)節(jié)偏航電機能夠驅(qū)使所述大腿組件、所述小腿組件以及所述足部組件一起相對所述軀干組件繞z軸旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)人形機器人的轉(zhuǎn)向動作；所述髖關(guān)節(jié)俯仰電機能夠驅(qū)使所述大腿組件、所述小腿組件以及所述足部組件一起相對所述軀干組件繞y軸旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)人形機器人的抬放腿部動作。
9、上述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，所述膝關(guān)節(jié)組件包括膝關(guān)節(jié)俯仰電機、同步帶、主動帶輪和從動帶輪，所述膝關(guān)節(jié)俯仰電機安裝于所述大腿骨架，所述主動帶輪固定連接于所述膝關(guān)節(jié)俯仰電機的輸出端，所述大腿骨架與所述小腿骨架之間通過第三轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地連接，所述從動帶輪固定套接于所述第三轉(zhuǎn)軸，所述同步帶的兩端分別嚙合連接所述主動帶輪和所述從動帶輪。
10、上述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，所述軀干組件包括腹部主體，所述腹部主體內(nèi)設有硬件支板，所述硬件支板沿周向可拆卸地安裝有多個配重塊。
11、上述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，所述大腿骨架與所述小腿骨架均為u型骨架，所述u型骨架內(nèi)固定安裝有多個加固件，多個所述加固件沿所述大腿骨架與所述小腿骨架的長度方向延伸。
12、上述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，所述人形機器人的布線位置安裝有馬鞍座，所述馬鞍座用于固定接線。
13、下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本專利技術(shù)作進一步詳細說明。
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1.一種能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，其特征在于，包括軀干組件(100)、大腿組件(200)、小腿組件(300)和足部組件(400)，所述軀干組件(100)與所述大腿組件(200)之間通過髖關(guān)節(jié)組件(500)可轉(zhuǎn)動地連接，所述大腿組件(200)和所述小腿組件(300)之間通過膝關(guān)節(jié)組件(600)可轉(zhuǎn)動地連接，所述小腿組件(300)與所述足部組件(400)之間通過踝關(guān)節(jié)組件(700)可轉(zhuǎn)動地連接，所述大腿組件(200)與所述小腿組件(300)分別包括大腿骨架(210)和小腿骨架(310)，當所述大腿骨架(210)與所述小腿骨架(310)均伸直時，所述髖關(guān)節(jié)組件(500)俯仰的回轉(zhuǎn)軸線與所述膝關(guān)節(jié)組件(600)俯仰的回轉(zhuǎn)軸線不在同一豎直面上，所述膝關(guān)節(jié)組件(600)俯仰的回轉(zhuǎn)軸線與所述踝關(guān)節(jié)組件(700)俯仰的回轉(zhuǎn)軸線在同一豎直面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，其特征在于，當所述大腿骨架(210)與所述小腿骨架(310)均伸直時，所述大腿骨架(210)的第一側(cè)與所述小腿骨架(310)的第一側(cè)均沿豎直方向延伸，且所述大腿骨架(210)
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，其特征在于，所述大腿骨架(210)的第一側(cè)與第二側(cè)之間的夾角為7°，所述小腿骨架(310)的第一側(cè)與第二側(cè)之間的夾角為2°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，其特征在于，還包括行走腿足組件(800)和跳躍腿足組件(900)，所述行走腿足組件(800)和所述跳躍腿足組件(900)可替換地連接于所述小腿組件(300)與所述足部組件(400)之間；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，其特征在于，所述足部組件(400)包括足部骨架(410)，所述踝關(guān)節(jié)組件(700)包括安裝于所述足部骨架(410)上的第一轉(zhuǎn)軸(710)和第二轉(zhuǎn)軸(720)，所述足部骨架(410)通過所述第一轉(zhuǎn)軸(710)與所述小腿骨架(310)可轉(zhuǎn)動地連接，所述足部骨架(410)通過所述第二轉(zhuǎn)軸(720)與所述伸縮桿(820)/所述下抵接塊(940)可轉(zhuǎn)動地連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，其特征在于，所述髖關(guān)節(jié)組件(500)包括上髖支架(510)、下髖支架(520)、髖關(guān)節(jié)滾動電機(530)、髖關(guān)節(jié)偏航電機(540)和髖關(guān)節(jié)俯仰電機(550)；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，其特征在于，所述膝關(guān)節(jié)組件(600)包括膝關(guān)節(jié)俯仰電機(610)、同步帶(620)、主動帶輪(630)和從動帶輪(640)，所述膝關(guān)節(jié)俯仰電機(610)安裝于所述大腿骨架(210)，所述主動帶輪(630)固定連接于所述膝關(guān)節(jié)俯仰電機(610)的輸出端，所述大腿骨架(210)與所述小腿骨架(310)之間通過第三轉(zhuǎn)軸(650)可轉(zhuǎn)動地連接，所述從動帶輪(640)固定套接于所述第三轉(zhuǎn)軸(650)，所述同步帶(620)的兩端分別嚙合連接所述主動帶輪(630)和所述從動帶輪(640)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，其特征在于，所述軀干組件(100)包括腹部主體(110)，所述腹部主體(110)內(nèi)設有硬件支板(120)，所述硬件支板(120)沿周向可拆卸地安裝有多個配重塊(130)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，其特征在于，所述大腿骨架(210)與所述小腿骨架(310)均為U型骨架，所述U型骨架內(nèi)固定安裝有多個加固件(1000)，多個所述加固件(1000)沿所述大腿骨架(210)與所述小腿骨架(310)的長度方向延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，其特征在于，所述人形機器人的布線位置安裝有馬鞍座(2000)，所述馬鞍座(2000)用于固定接線。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，其特征在于，包括軀干組件(100)、大腿組件(200)、小腿組件(300)和足部組件(400)，所述軀干組件(100)與所述大腿組件(200)之間通過髖關(guān)節(jié)組件(500)可轉(zhuǎn)動地連接，所述大腿組件(200)和所述小腿組件(300)之間通過膝關(guān)節(jié)組件(600)可轉(zhuǎn)動地連接，所述小腿組件(300)與所述足部組件(400)之間通過踝關(guān)節(jié)組件(700)可轉(zhuǎn)動地連接，所述大腿組件(200)與所述小腿組件(300)分別包括大腿骨架(210)和小腿骨架(310)，當所述大腿骨架(210)與所述小腿骨架(310)均伸直時，所述髖關(guān)節(jié)組件(500)俯仰的回轉(zhuǎn)軸線與所述膝關(guān)節(jié)組件(600)俯仰的回轉(zhuǎn)軸線不在同一豎直面上，所述膝關(guān)節(jié)組件(600)俯仰的回轉(zhuǎn)軸線與所述踝關(guān)節(jié)組件(700)俯仰的回轉(zhuǎn)軸線在同一豎直面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，其特征在于，當所述大腿骨架(210)與所述小腿骨架(310)均伸直時，所述大腿骨架(210)的第一側(cè)與所述小腿骨架(310)的第一側(cè)均沿豎直方向延伸，且所述大腿骨架(210)的第二側(cè)由上至下朝向所述大腿骨架(210)的第一側(cè)傾斜延伸，所述小腿骨架(310)的第二側(cè)由上至下朝向所述小腿骨架(310)的第一側(cè)傾斜延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，其特征在于，所述大腿骨架(210)的第一側(cè)與第二側(cè)之間的夾角為7°，所述小腿骨架(310)的第一側(cè)與第二側(cè)之間的夾角為2°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，其特征在于，還包括行走腿足組件(800)和跳躍腿足組件(900)，所述行走腿足組件(800)和所述跳躍腿足組件(900)可替換地連接于所述小腿組件(300)與所述足部組件(400)之間；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的能夠直腿站立、直腿起步的人形機器人，其特征在于，所述足部組件(400)包括足部骨架(410)，所述踝關(guān)節(jié)組件(700)包括...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫士龍，王遠鵬，徐文福，
申請(專利權(quán))人：哈爾濱工業(yè)大學深圳哈爾濱工業(yè)大學深圳科技創(chuàng)新研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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