一种基于串联弹性驱动器的四足机器人

摘要

一种基于串联弹性驱动器的四足机器人，其特征在于该机器人包括四条机械腿和用于固定机械腿的机架；其中所述机械腿采用内膝肘式的对称结构布局；每条机械腿由髋关节架、髋关节、大腿、膝关节、小腿和足依次组成，并通过髋关节架固定在机架上；所述髋关节和膝关节均包括相同结构的具有主动柔性的基于串联弹性驱动器柔性关节主体，所述髋关节与膝关节分别由髋关节电机和膝关节电机驱动。

主权项

一种基于串联弹性驱动器的四足机器人，其特征在于该机器人包括四条机械腿和用于固定机械腿的机架；其中所述机械腿采用内膝肘式的对称结构布局；每条机械腿由髋关节架、髋关节、大腿、膝关节、小腿和足依次组成，并通过髋关节架固定在机架上；所述髋关节和膝关节均包括相同结构的具有主动柔性的基于串联弹性驱动器柔性关节主体，所述髋关节与膝关节分别由髋关节电机和膝关节电机驱动；所述柔性关节主体由输出盘、锥齿轮换向器、弹簧安装架和弹簧组成，所述锥齿轮换向器具有单输入轴与两个输出轴，输入轴从锥齿轮换向器侧壁伸出，两个输出轴同轴，其中一个输出轴上具有键槽用于安装弹簧安装架，所述弹簧安装架为四枝相同的十字型板状架，所述弹簧安装架中心处有带键槽的圆形安装孔，弹簧安装架通过平键安装在输出轴上；所述弹簧安装架的每枝的末端或接近末端具有向两侧伸出的垂直短齿，所述输出盘为环状圆盘，输出盘内壁均匀分布有四个向盘心平伸出的内凸板，内凸板顶端向两侧伸出弹簧固定齿，当弹簧安装架的四枝分别位于相邻两内凸板的中间位置时，短齿正好与弹簧固定齿相对，且此时位于同一枝上的短齿之间的连线及其与相邻弹簧固定齿的连线及其延长线能够组成正方形；八条弹簧分别安装于弹簧固定齿和短齿之间，当锥齿轮换向器输出轴转动时带动弹簧安装架旋转，对位于同一枝上两侧的弹簧分别进行压缩和拉伸，并通过弹簧的回复力带动输出盘转动，实现转矩的柔性输出；所述髋关节和膝关节中，柔性关节主体的锥齿轮换向器的输入轴分别与髋关节电机和膝关节电机串联连接形成串联弹性驱动器。