一种机器人踝关节的驱动机构及机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人领域，特别是一种机器人踝关节的驱动机构及机器人。

背景技术：

现阶段的双足机器人踝关节大多是两个单自由度关节组合而成,使用两个单自由度串联的方案需要两个伺服控制器，不仅控制复杂，结构也十分繁琐。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在的上述问题，提供一种机器人踝关节的驱动机构及机器人。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种机器人踝关节的驱动机构，包括驱动电路、第一电机和第二电机，所述第一电机用于和机器人的第一推杆相连接，所述第二电机用于和机器人的第二推杆相连接，所述驱动电路包括第一输出端、第二输出端和第三输出端，所述第一输出端分别与所述第一电机的第一端、所述第二电机的第一端相连接，所述第二输出端与所述第一电机的第二端相连接，所述第三输出端与所述第二电机的第二端相连接。

本实用新型所述的一种机器人踝关节的驱动结构，通过一个驱动电路就能驱动两个电机进行正转或者反转，从而转化为机器人推杆的竖直运动，使机器人踝关节实现双自由度运动，简化了控制结构。

作为本实用新型的优选方案，所述驱动电路包括三相全桥电路，用于控制第一电机和第二电机的转向转速，从而使得机器人踝关节进行双自由度运动。

本实用新型还公开了一种机器人，包括膝关节和足部，所述膝关节和所述足部之间连接有腿部运动机构，所述腿部运动机构包括定杆、第一推杆和第二推杆；所述第一推杆的一端与所述膝关节铰接，另一端安装有第一杆端关节轴承，并通过所述第一杆端关节轴承与所述足部铰接；所述第一推杆的安装位置位于所述足部的后端；所述第二推杆的一端安装有第二杆端关节轴承，通过所述第二杆端关节轴承与所述膝关节铰接，另一端安装有第三杆端关节轴承，通过所述第三杆端关节轴承与所述足部铰接；所述第二推杆的安装位置位于所述足部的后端；所述定杆的一端与所述膝关节固定连接，另一端安装有第四杆端关节轴承，并通过所述第四杆端关节轴承与所述足部铰接；所述定杆的安装位置位于所述足部的前端；所述第一推杆和上述的一种机器人踝关节的驱动机构的第一电机相连接，所述第二推杆和上述的一种机器人踝关节的驱动机构的第二电机相连接。

通过上述的一种机器人踝关节的驱动机构控制本实用新型所述机器人的结构，从而使得该机器人能够进行足部运动，进一步实现踝关节双自由度运动。

作为本实用新型的优选方案，所述第一推杆包括滑动连接的第一套筒和第一伸缩杆，所述第二推杆包括滑动连接的第二套筒和第二伸缩杆。

作为本实用新型的优选方案，所述机器人还包括第一竖式标尺和第二竖式标尺，所述第一竖式标尺包括第一尺杆，以及与所述第一尺杆滑动连接的第一滑块，所述第二竖式标尺包括第二尺杆，以及与所述第二尺杆滑动连接的第二滑块，所述第一尺杆与所述第一套筒固定连接，所述第一滑块与所述第一伸缩杆固定连接，所述第二尺杆与所述第二套筒固定连接，所述第二滑块与所述第二伸缩杆固定连接。在推杆进行伸缩变化时，第一竖式标尺和第二竖式标尺能够分别记录第一推杆和第二推杆变化的长度。

作为本实用新型的优选方案，所述第一竖式标尺和所述第二竖式标尺均为数显竖式标尺。数显竖式标尺通过测量机器人推杆长度的伸缩变化，以及通过其他手段测量得到机器人足部运动角度，从而可以进行分析得到推杆长度的变化与机器人足部运动角度的对应关系。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型利用驱动电路对两个电机进行控制，从而控制机器人的腿部推杆进行运动，且采用杆端关节轴承作为踝关节与机器人足部连接，能够控制机器人的踝关节实现双自由度运动，且控制结构简单。

本实用新型利用竖式标尺与机器人的推杆固定连接，使推杆的不同长度映射不同的足部运动角度。

附图说明

图1是本实用新型实施例1所述的一种机器人踝关节的驱动机构的结构示意图。

图2是本实用新型实施例2所述的一种机器人的后视图。

图3是本实用新型实施例2所述的一种机器人的右视图。

图中标记：1-驱动电路，11-第一输出端，12-第二输出端，13-第三输出端，2-第一电机，3-第二电机，4-膝关节，5-足部，6-定杆，61-第四杆端关节轴承，7-第一推杆，71-第一杆端关节轴承，8-第二推杆，81-第二杆端关节轴承，82-第三杆端关节轴承，91-第一竖式标尺，92-第二竖式标尺。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1所示，一种机器人踝关节的驱动机构，包括驱动电路1、第一电机2和第二电机3，所述第一电机2用于和机器人的第一推杆相连接，所述第二电机3用于和机器人的第二推杆相连接，所述驱动电路1包括第一输出端11、第二输出端12和第三输13出端，所述第一输出端11分别与所述第一电机2的第一端、所述第二电机3的第一端相连接，所述第二输出端12与所述第一电机2的第二端相连接，所述第三输出端13与所述第二电机3的第二端相连接。

本实施例中，所述驱动电路1包括三相全桥电路，用于控制第一电机2和第二电机3的转向。

当第一电机2与第二电机3的负极端共同连接在驱动电路1的第一输出端11时，第一电机2的正极端连接驱动电路1的第二输出端12，第二电机3的正极端连接驱动电路1的第三输出端13，控制第一输出端11输出24v电压，第二输出端12和第三输出端13输出48v电压，此时第一电机2与第二电机3正转，足部的后端向下运动；当第二输出端12和第三输出端13输出0v电压，此时第一电机2与第二电机3反转，足部的后端向上运动。因此，当第一电机2和第二电机3同速同方向转动，驱动踝关节在竖直平面转动，从而使足部在竖直平面发生前后转动。

当控制第一输出端11输出24v电压，第二输出端12输出48v电压，第三输出端13输出0v，此时第一电机2正转，第一推杆向下运动，第二电机3反转，第二推杆向上运动，使踝关节能够向左或者向右转动，足部能够随着踝关节向左或者向右转动。

本实施例通过利用一个三相全桥电路控制两个电机的转向，从而使得机器人的踝关节实现双自由度运动，控制结构较为简单。

实施例2

如图2-3所示，本实施例公开了一种机器人，包括膝关节4和足部5，所述膝关节4和所述足部5之间连接有腿部运动机构，所述腿部运动机构包括定杆6、第一推杆7和第二推杆8；所述第一推杆7的一端与所述膝关节4铰接，另一端安装有第一杆端关节轴承71，并通过所述第一杆端关节轴承71与所述足部5铰接；所述第一推杆7的安装位置位于所述足部5的后端；所述第二推杆8的一端安装有第二杆端关节轴承81，并通过所述第二杆端关节轴承81与所述膝关节4铰接，另一端安装有第三杆端关节轴承82，并通过所述第三杆端关节轴承82与所述足部5铰接；所述第二推杆8的安装位置位于所述足部5的后端；所述定杆6的一端与所述膝关节4固定连接，另一端安装有第四杆端关节轴承61，并通过所述第四杆端关节轴承61与所述足部5铰接；所述定杆6的安装位置位于所述足部5的前端；所述第一推杆7和如实施例1所述的一种机器人踝关节的驱动机构的第一电机2相连接，所述第二推杆8和如实施例1所述的一种机器人踝关节的驱动机构的第二电机3相连接。

本实施例中，所述第一推杆7包括滑动连接的第一套筒和第一伸缩杆，所述第二推杆8包括滑动连接的第二套筒和第二伸缩杆。

本实施例中，在机器人上还设有第一竖式标尺91和第二竖式标尺92，所述第一竖式标尺91包括第一尺杆，以及与所述第一尺杆滑动连接的第一滑块，所述第二竖式标尺92包括第二尺杆，以及与所述第二尺杆滑动连接的第二滑块，所述第一尺杆与所述第一套筒固定连接，所述第一滑块与所述第一伸缩杆固定连接，所述第二尺杆与所述第二套筒固定连接，所述第二滑块与所述第二伸缩杆固定连接。

第一竖式标尺91和第二竖式标尺92在使用时先标定零位，当第一电机2和第二电机3分别控制第一推杆7和第二推杆8产生伸缩后，第一竖式标尺91和第二竖式标尺92会记录第一推杆7和第二推杆8的伸缩长度，工作人员可以根据采集到的伸缩长度与运用实验仪器测量得到的机器人足部5运动角度进行分析，从而得到推杆伸缩长度变化与足部5运动角度的关系。

本实施例中，所述第一竖式标尺91和所述第二竖式标尺92均为数显竖式标尺，数显竖式标尺可以实时显示伸缩长度变化。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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的保护范围之内。