一种仿生机械鸟的腿结构

本技术涉及仿生机械臂的，更具体地，涉及一种仿生机械鸟的腿结构。

背景技术：

1、无人机是一种利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的非载人飞行器，目前，无人机技术已经成熟的民用化，愈来愈多的用户通过搭载有图像获取装置的无人机进行拍照或者摄影。无人机在着陆时，一般是通过其底部的四个支撑点进行支撑着陆，此种结构无法使无人机停放在复杂地形中，这严重限制了无人机的适用范围。

2、现有技术公开了一种仿鸟腿辅助无人机全地形降落装置，包括固定于无人机的固定板、大腿运动件、小腿运动件、仿爪构件、第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置；所述大腿运动件与固定板铰接，所述小腿运动件一端与大腿运动件铰接，另一端与仿爪构件铰接。该方案结合鸟类动物飞行降落时鸟足抬放与鸟爪抓握的特点，采用了仿鸟腿运动设计的腿部运动件配合可收束的仿爪构件，可以适应复杂多样的降落环境并调整降落姿态，与地面贴合为无人机提供支撑，解决了现有技术对复杂地形降落的适应范围有局限性的问题。

3、然而现有技术中采用线驱动的方式控制鸟爪的抓握状态，仿爪构件为欠驱动结构，由于欠驱动结构中驱动数少于机构自由度数导致运动的不稳定性，因此仿爪构件无法对支撑物体施加足够的抓握力，影响无人机停靠的稳定性，存在抓握力不足、无法稳定抓握物体的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术中抓握力不足、无法稳定抓握物体的不足，提供一种仿生机械鸟的腿结构。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

3、提供一种仿生机械鸟的腿结构，包括从上到下依次转动装配的安装底座、大腿构件、小腿构件及爪部构件，还包括用于驱动所述大腿构件、小腿构件及爪部构件转动的驱动组件；所述爪部构件包括转动装配于所述小腿构件的爪掌部、分别设于爪掌部两侧的夹指、及设于所述爪掌部且用于驱动两侧所述夹指张合的驱动件；所述夹指的中间部位转动连接于爪掌部，两侧所述夹指靠近小腿构件的一端分别与驱动件的输出端连接，所述驱动件通过推动或拉动两侧夹指相对爪掌部转动、实现两侧夹指远离小腿构件的一端的张合。

4、本实用新型的一种仿生机械鸟的腿结构，在驱动组件的驱动下，大腿构件、小腿构件及爪部构件可分别相对安装底座、大腿构件及小腿构件转动，实现腿结构的弯曲和站立姿态；由于夹指的中间部位转动连接于爪掌部、两侧夹指靠近小腿构件的一端分别与驱动件的输出端连接，因此当驱动件推动或拉动两侧夹指相对爪掌部转动时，两侧夹指靠近小腿构件的一端就会相互靠近或远离，从而两侧夹指远离小腿构件的一端就会夹紧或开合，实现对物体施加强有力的抓握动作，帮助腿结构实现稳定停靠；本实用新型的夹指和爪掌部形成杠杆的结构，驱动件对两侧夹指的直接驱动使爪部结构可以对物体施加强有力的抓握，增强无人机停靠的稳定性，有效解决现有技术中抓握力不足、无法稳定抓握物体的技术问题。

5、进一步地，所述驱动件设有直线推杆，两侧所述夹指靠近小腿构件的一端分别与驱动件和直线推杆转动连接；所述爪掌部滑动设有限位件，所述直线推杆穿设于限位件，所述限位件相对爪掌部的滑动方向与直线推杆的轴心垂直。设置两侧夹指靠近小腿构件的一端分别与驱动件和直线推杆转动连接，当驱动件和直线推杆相对伸缩时，两侧夹指就会相对爪掌部同时转动；由于两侧夹指同时相对爪掌部发生转动时，会带动驱动件相对爪掌部运动，因此设置直线推杆穿设在滑动连接于爪掌部的限位件内，并且设置限位件相对爪掌部的滑动方向与直线推杆的轴心垂直，帮助实现驱动件与爪掌部之间的运动限位，使整体结构更稳定协调。

6、进一步地，所述夹指远离小腿构件的一端、且用于接触物体的一侧对称设有夹钳，两侧所述夹钳的相对侧用于接触物体、并分别夹持物体两侧。将夹钳对称设于夹指远离小腿构件的一端、且用于接触物体的一侧，可以提高对物体两侧的抓握支撑力，提高抓握的稳定性。

7、进一步地，所述夹钳和夹指之间设有调节件，所述调节件可转动固定于所述夹指，两侧所述夹钳分别可转动固定于调节件两侧。设置调节件可转动固定于夹指，便于在需要时调整调节件相对夹指的固定角度，改变抓握范围；设置夹钳可转动固定于调节件，便于在需要时调整夹钳相对调节件的固定角度，进一步增大可调整的抓握范围。

8、进一步地，所述夹钳用于接触物体的一侧开设有若干防滑槽。在夹钳用于接触物体的一侧开设有若干防滑槽，避免接触物体的棱角导致滑动，提高夹钳与物体接触的摩擦力。

9、进一步地，所述驱动件为微型液压缸，所述安装底座设有液压泵，所述液压缸与液压泵之间连通有液压管，所述液压管置于所述大腿构件和小腿构件内。微型液压缸具有结构小巧、输出力大的优点，能够在不对腿结构造成负载影响的前提下保证抓握力度的输出；将液压泵设置在安装底座，并将液压缸与液压泵之间的液压管置于所述大腿构件和小腿构件内，避免液压管对腿结构的运动造成干涉影响。

10、进一步地，所述驱动组件包括装配于所述安装底座且用于驱动大腿构件转动的第一驱动装置、装配于所述大腿构件且用于驱动小腿构件转动的第二驱动装置、及装配于所述小腿构件且用于驱动爪部构件转动的第三驱动装置。第一驱动装置、第二驱动装置及第三驱动装置分别驱动大腿构件、小腿构件及爪部构件独立运动，灵活控制爪部构件抓取物体，使腿结构的抓取姿态更丰富，更能适应刁钻的地形环境。

11、进一步地，所述第一驱动装置为固定于所述安装底座的舵机，所述舵机的输出轴连接有第一齿轮，所述大腿构件的转动轴固定有第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合。舵机的转动角度可以保持在驱动当中，稳定性好；利用齿轮进行传动，传动效率和精度高。

12、进一步地，所述第二驱动装置为固定于大腿构件的第一直线电机，所述第一直线电机设有第一伸缩杆；所述大腿构件与小腿构件之间设有第一连接板，所述第一连接板一端与小腿构件转动连接，另一端转动设有第一滑杆，所述第一滑杆连接于第一伸缩杆端部；所述大腿构件设有第一滑槽，所述第一滑杆滑动连接于第一滑槽，所述第一滑杆可随着第一伸缩杆的伸缩在第一滑槽内滑动。当第一直线电机推出第一伸缩杆，第一伸缩杆推动第一滑杆在第一滑槽内滑动远离第一直线电机，由于第一连接板一端转动连接于第一滑杆、另一端转动连接于小腿构件，因此第一连接板会推动小腿构件转动远离大腿构件实现站立姿态；当第一直线电机收缩第一伸缩杆，第一伸缩杆拉动第一滑杆在第一滑槽内滑动靠近第一直线电机，第一连接板会拉动小腿构件转动靠近大腿构件实现弯曲姿态。

13、进一步地，所述第三驱动装置为固定于小腿构件的第二直线电机，所述第二直线电机设有第二伸缩杆；所述小腿构件与爪掌部之间设有第二连接板，所述第二连接板一端与爪掌部转动连接，另一端转动设有第二滑杆，所述第二滑杆连接于第二伸缩杆端部；所述小腿构件设有第二滑槽，所述第二滑杆滑动连接于第二滑槽，所述第二滑杆可随着第二伸缩杆的伸缩在第二滑槽内滑动。当第二直线电机推出第二伸缩杆，第二伸缩杆推动第二滑杆在第二滑槽内滑动远离第二直线电机，由于第二连接板一端转动连接于第二滑杆、另一端转动连接于爪掌部，因此第二连接板会推动爪掌部转动远离小腿构件实现站立姿态；当第二直线电机收缩第二伸缩杆，第二伸缩杆拉动第二滑杆在第二滑槽内滑动靠近第二直线电机，第二连接板会拉动爪掌部转动靠近小腿构件实现弯曲姿态。

14、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

15、本实用新型的夹指和爪掌部形成杠杆的结构，驱动件对两侧夹指的直接驱动使爪部结构可以对物体施加强有力的抓握，增强无人机停靠的稳定性，有效解决现有技术中抓握力不足、无法稳定抓握物体的技术问题。