一种自动移动的腿部机械支撑杆机构 |
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| 申请号 | CN201610177562.2 | 申请日 | 2016-03-23 | 公开(公告)号 | CN105945993A | 公开(公告)日 | 2016-09-21 |
| 申请人 | 合肥工业大学; | 发明人 | 张利; 刘恒; 赵健韬; 吴壮; 潘巧; 陈建军; 刘征宇; 徐娟; 毕翔; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种自动移动的腿部机械 支撑 杆机构，包括左右对称设置的支撑架，每侧支撑架顶部分别安装有支撑座，支撑架顶部还分别设有转动连接座，支撑座底面转动安装有 丝杠 ，丝杠上滑动安装有支撑杆，丝杠前端固定安装有锥 齿轮 一，支撑座前端下部连接有齿轮座，齿轮座上转动安装有复合齿轮机构，其中 锥齿轮 二位与丝杠上锥齿轮一传动 啮合 ，还包括一对可转动杆件，两可转动杆件前端分别通过 转轴 与连接座转动连接，每个可转动杆件前端转轴外端分别固定有扇形不完全齿轮，扇形不完全齿轮与圆柱 齿轮传动 啮合。本发明实现了无需增加 电机 使腿部支撑杆自动移动，结构稳定，控制方便，配合性好。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种自动移动的腿部机械支撑杆机构，包括左右对称设置的支撑架，其特征在于：每侧支撑架顶部分别安装有支撑座，支撑座前方的支撑架顶部上还分别设有转动连接座，支撑座底面转动安装有丝杠，所述丝杠中心轴沿前后水平方向设置，丝杠上滑动安装有通过螺纹通孔与丝杠构成丝杠螺母副的支撑杆，左、右侧支撑杆底面相向水平延伸，丝杠前端固定安装有锥齿轮一，所述支撑座前端下部连接有齿轮座，齿轮座上转动安装有复合齿轮机构，所述复合齿轮机构由共轴转动安装在齿轮座上的圆柱齿轮、锥齿轮二构成，其中锥齿轮二位于齿轮座内侧，且锥齿轮二与丝杠上锥齿轮一传动啮合，圆柱齿轮位于齿轮座外侧，还包括一对沿前后方向水平设置的可转动杆件，两可转动杆件一一对应水平置于支撑架顶部，且两可转动杆件前端分别通过转轴与对应的支撑架顶部转动连接座转动连接，每个可转动杆件前端转轴外端分别固定有扇形不完全齿轮，所述扇形不完全齿轮与齿轮座外侧的圆柱齿轮传动啮合。 |
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| 说明书全文 | 一种自动移动的腿部机械支撑杆机构技术领域[0001] 本发明涉及移动机构领域，具体是一种自动移动的腿部机械支撑杆机构。 背景技术[0002] 如今机器人的活动能力越来越强，通过一些复杂的机构控制，能够让机器人模拟人体作出步行的动作以及正常坐姿动作，机器人在坐姿时，腿部需要支撑杆进行固定，防止腿部机械关节处受力过大。机器人在步行运动时时需要支撑杆移动到不妨碍其腿部运动的位置。 [0003] 一般可以通过添加两个电机控制支撑杆运动，通过与机械腿部运动配合的控制指令，实现支撑杆的移动。但是成本增加，控制复杂。 [0004] 因此，设计一个能让机械腿部支撑杆自动移动的机构，使在不添加电机的情况下实现支撑杆按照顺序移，并且结构简单稳定，变得尤为重要。 发明内容[0005] 本发明的目的是提供一种自动移动的腿部机械支撑杆机构，实现在不添加电机的前提下，大腿杆件支撑杆位置随着大腿杆件的位置变化而变化，在大腿杆件处于坐姿时起支撑作用，在大腿杆件处于站姿时不干涉大腿杆件的运动。 [0006] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种自动移动的腿部机械支撑杆机构，包括左右对称设置的支撑架，其特征在于：每侧支撑架顶部分别安装有支撑座，支撑座前方的支撑架顶部上还分别设有转动连接座，支撑座底面转动安装有丝杠，所述丝杠中心轴沿前后水平方向设置，丝杠上滑动安装有通过螺纹通孔与丝杠构成丝杠螺母副的支撑杆，左、右侧支撑杆底面相向水平延伸，丝杠前端固定安装有锥齿轮一，所述支撑座前端下部连接有齿轮座，齿轮座上转动安装有复合齿轮机构，所述复合齿轮机构由共轴转动安装在齿轮座上的圆柱齿轮、锥齿轮二构成，其中锥齿轮二位于齿轮座内侧，且锥齿轮二与丝杠上锥齿轮一传动啮合，圆柱齿轮位于齿轮座外侧，还包括一对沿前后方向水平设置的可转动杆件，两可转动杆件一一对应水平置于支撑架顶部，且两可转动杆件前端分别通过转轴与对应的支撑架顶部转动连接座转动连接，每个可转动杆件前端转轴外端分别固定有扇形不完全齿轮，所述扇形不完全齿轮与齿轮座外侧的圆柱齿轮传动啮合。 [0007] 所述的一种自动移动的腿部机械支撑杆机构，其特征在于：丝杠前端锥齿轮一转动时，丝杠同步转动，带动支撑杆同步移动。 [0008] 所述的一种自动移动的腿部机械支撑杆机构，其特征在于：所述扇形不完全齿轮圆心角为120度。 [0009] 本发明无需添加多余电机控制支撑杆的移动，降低成本和减少控制过程；结构巧妙，齿轮之间配合紧凑，传动稳定；支撑杆通过丝杠方式移动，运行速度平稳，各零件安装位置与人体无接触区间，安全性能高。附图说明 [0010] 图1是本发明一种自动移动的腿部机械支撑杆机构具体结构示意图。 [0011] 图2是本发明一种自动移动的腿部机械支撑杆机构细节图。 [0012] 图3是本发明一种自动移动的腿部机械支撑杆机构细节图。 [0013] 图4是本发明一种自动移动的腿部机械支撑杆机构机构运动简图。 具体实施方式[0014] 如图1-图4所示，一种自动移动的腿部机械支撑杆机构，包括左右对称设置的支撑架8，每侧支撑架8顶部分别安装有支撑座9，支撑座9前方的支撑架8顶部上还分别设有转动连接座10，支撑座9底面转动安装有丝杠7，丝杠7中心轴沿前后水平方向设置，丝杠7上滑动安装有通过螺纹通孔与丝杠7构成丝杠螺母副的支撑杆5，左、右侧支撑杆5底面相向水平延伸，丝杠7前端固定安装有锥齿轮一4，支撑座9前端下部连接有齿轮座，齿轮座上转动安装有复合齿轮机构，复合齿轮机构由共轴转动安装在齿轮座上的圆柱齿轮6、锥齿轮二3构成，其中锥齿轮二3位于齿轮座内侧，且锥齿轮二3与丝杠7上锥齿轮一4传动啮合，圆柱齿轮6位于齿轮座外侧，还包括一对沿前后方向水平设置的可转动杆件1，两可转动杆件1一一对应水平置于支撑架8顶部，且两可转动杆件1前端分别通过转轴与对应的支撑架8顶部转动连接座10转动连接，每个可转动杆件1前端转轴外端分别固定有扇形不完全齿轮2，扇形不完全齿轮2与齿轮座外侧的圆柱齿轮6传动啮合。 [0015] 丝杠7前端锥齿轮一4转动时，丝杠7同步转动，带动支撑杆5同步移动。 [0016] 扇形不完全齿轮2圆心角为120度。 [0017] 本发明包括有左、右对称的支撑架8，支撑架8顶部设有可转动杆件1，可转动杆件1一端通过转轴与支撑架8上转动连接座转动连接，另一端也通过转动副与机器人大腿杆件相连，机器人大腿杆件通过可转动杆件与支撑架8相连，支撑架8上的支撑座9底面转动安装丝杠7，丝杠7前端固定锥齿轮一4，丝杠7与支撑座9底面平行，支撑座9底面前、后端分别固定轴座，丝杠7转动安装在两轴座中，并与锥齿轮一4同步转动，自支撑座9前端通过齿轮座转动安装复合齿轮机构，支撑杆5滑动安装在丝杠7上构成丝杠螺母副。 [0018] 复合齿轮机构中，锥齿轮二3位于齿轮座内侧，圆柱齿轮6位于齿轮座外侧。 [0019] 如图2所示，可转动杆件1一端通过转轴与支撑架8上转动连接座转动连接，当机器人大腿杆件向上或向下运动时，可转动杆件1绕着支撑架8上转动连接座转动。可转动杆件1与转动连接座连接的转轴外端固定一扇形不完全齿轮2，扇形不完全齿轮2圆心角120度，与可转动杆件1同轴转动。可转动杆件1转动时，不完全齿轮2其同步转动。 [0020] 如图3所示，支撑杆5通过螺纹孔与丝杠7螺纹配合构成丝杠螺母副，复合齿轮机构中锥齿轮二3与丝杠7上锥齿轮一4啮合，复合齿轮机构中圆柱齿轮6与可转动杆件1上扇形不完全齿轮2啮合。锥齿轮一4转动时，丝杠7同步转动，带动支撑杆5同步移动。 [0021] 如图4所示机构运动简图，当大腿杆件自坐态向站态变化时，可转动杆件1逆时针转动，扇形不完全齿轮2同步逆时针转动，带动复合齿轮机构中圆柱齿轮端6转动，复合齿轮机构中锥齿轮端二3同步转动，带动锥齿轮一4转动，丝杠7与锥齿轮一4同步转动，带动支撑杆5自前向后移动，实现了支撑杆5的自动移动过程。当大腿杆件自站态向坐态变化时，同理。 |
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