技术摘要：
本发明提供了一种四足仿生机器人单腿机构，包括驱动模块、髋关节单元、液压缸、大腿单元、膝关节、小腿单元；所述驱动模块、髋关节单元、大腿单元、膝关节、小腿单元依次可转动连接，驱动模块和大腿单元直接连接有液压缸。本发明液压缸带动膝关节处的多连杆机构，从而  全部
背景技术：
由于四足动物经过漫长的进化，对地形的适应能力较强，在复杂地形环境下能过 沟越壑、大步幅高速行走以及攀爬大角度陡坡，其结构和运动方式为四足仿生机器人的研 究提供了很好的借鉴。增大步行机器人的负载量，降低质量，提高步行机器人行走时的稳定 能力和应急反应能力，提升运动速度，增强其对地面环境的适应能力，降低步行过程中的能 量消耗等，日益成为各国机器人学界研究的热点。 目前国内外已经研发出不同构型的四足步行机器人样机。常用的驱动方式有液压 驱动、气动驱动、电机驱动等。传统的依赖液压系统设计的仿生关节具有输出力矩大，抗负 载能力强的特点，但是存在液压系统复杂，设计的关节摆动范围小等特点呢，难以适应大坡 度条件下行走大摆动关节范围的需要。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供了一种四足仿生机器人单腿机构，该四足仿生 机器人单腿机构结构紧凑，能在有限的安装空间内实现大幅度运动角度。 本发明通过以下技术方案得以实现。 本发明提供的一种四足仿生机器人单腿机构，包括驱动模块、髋关节单元、液压 缸、大腿单元、膝关节、小腿单元；所述驱动模块、髋关节单元、大腿单元、膝关节、小腿单元 依次可转动连接，驱动模块和大腿单元直接连接有液压缸；大腿单元和膝关节构成转动副， 膝关节和小腿单元构成转动副；液压缸驱动大腿单元绕髋关节单元和大腿单元的连接点转 动；驱动模块驱动髋关节单元旋转。 所述驱动模块包括液压马达、液压马达安装支座、安装螺栓、液压马达联轴块、平 键，液压马达通过安装螺栓固定在液压马达安装支座上，液压马达安装支座通过平键联接 于髋关节单元,安装在液压马达联轴块的键槽中，液压马达通过液压马达安装支座、平键带 动髋关节单元旋转。 所述髋关节单元包括横摆轴、连接块Ⅰ、连接块Ⅱ、髋关节轴Ⅰ、髋关节轴Ⅱ，横摆轴 前端转动限位于驱动模块，横摆轴紧固于连接块Ⅰ和连接块Ⅱ，髋关节轴Ⅰ固定在连接块Ⅰ下 端位置，髋关节轴Ⅱ固定在连接块Ⅱ下端位置，液压缸可转动安装在髋关节轴Ⅰ上，大腿单 元可转动安装在髋关节轴Ⅱ上。 所述髋关节轴Ⅰ和髋关节轴Ⅱ通过滚针推力轴承和深沟球轴承分别安装液压缸和 大腿单元，在滚针推力轴承和深沟球轴承之间有无油衬套套在髋关节轴Ⅰ和髋关节轴Ⅱ上， 髋关节轴Ⅰ和髋关节轴Ⅱ上安装液压缸和大腿单元的位置两侧还套装有轴向挡圈和O型密 封圈；所述连接块Ⅰ和连接块Ⅱ均通过六角头螺栓安装紧固；在髋关节轴Ⅰ和髋关节轴Ⅱ的 两端装有端盖。 4 CN 111591371 A 说　明　书 2/5 页 所述大腿单元包括销轴Ⅰ、一体化液压缸、销轴Ⅱ、连接杆、小腿转动轴，销轴Ⅰ上安 装液压缸，销轴Ⅰ固定于一体化液压缸，一体化液压缸一端固定于髋关节单元，另一端动作 端固定有销轴Ⅱ，连接杆一端安装在销轴Ⅱ上、另一端安装于小腿转动轴，小腿转动轴可转 动固定于小腿单元；销轴Ⅱ固定在直线轴承定位套筒上，直线轴承定位套筒固定在壳体端 部，壳体通过螺栓Ⅰ固定于一体化液压缸，壳体下端、小腿转动轴和膝关节构成多连杆机构。 所述销轴Ⅰ通过关节轴承Ⅰ安装液压缸；销轴Ⅱ通过关节轴承Ⅱ安装连接杆；小腿 转动轴通过关节轴承Ⅲ安装。 所述小腿单元包括小腿外筒、小腿、脚踝、足端，小腿外筒、小腿、脚踝、足端依次连 接安装，在脚踝和小腿外筒之间有六维力传感器固定于脚踝，在小腿外筒和六维力传感器 之间有圆柱螺旋压缩弹簧套装在小腿外筒上，小腿固定于六维力传感器；小腿外筒上端套 装在膝关节上。 所述膝关节包括膝关节转动轴、膝关节轴卡片，膝关节转动轴两端有膝关节转动 轴端盖，膝关节转动轴端盖通过螺栓Ⅱ固定于大腿单元的壳体，膝关节转动轴通过膝关节 滚针轴承安装于小腿单元；膝关节轴卡片设置于膝关节转动轴上靠端部内侧的位置，用于 限位。 本发明的有益效果在于：液压缸带动膝关节处的多连杆机构，从而实现小腿单元 的大角度摆动；在大腿单元增加一个直线轴承定位套筒，能防止一体化液压缸的活塞受到 非轴向力，对其起到直线运动定位的作用，提高一体化液压缸寿命；小腿单元设置有弹簧作 为降低能耗和缓冲减震结构，既能降低运动时能量消耗，又可减少对腿部的震动冲击；采用 液压马达驱动关节运动，结构简单、控制方便。 附图说明 图1是本发明的结构示意图； 图2是图1中驱动模块剖视图； 图3是图1中髋关节单元的结构示意图； 图4是图2中A-A面剖视图； 图5是图2中B-B面剖视图； 图6是图1中液压缸与大腿单元、膝关节与大腿单元、小腿单元之间连接结构的示 意图； 图7是图1中膝关节的结构示意图； 图8是图1中小腿单元的剖视结构示意图。 图中：1-驱动模块，2-髋关节单元，3-液压缸，4-大腿单元，5-膝关节，6-小腿单元， 7-液压马达，8-液压马达安装支座，9-安装螺栓，10-液压马达联轴块，11-平键，12-横摆轴， 13-连接块Ⅰ，14-六角头螺栓，15-连接块Ⅱ，16-端盖，17-滚针推力轴承，18-无油衬套，19- 深沟球轴承，20-髋关节轴Ⅰ，21-轴向挡圈，22-O型密封圈，23-髋关节轴Ⅱ，24-关节轴承Ⅰ， 25-销轴Ⅰ，26-一体化液压缸，27-螺栓Ⅰ，28-壳体，29-直线轴承定位套筒，30-关节轴承Ⅱ， 31-销轴Ⅱ，32-连接杆，33-关节轴承Ⅲ，34-小腿转动轴，35-膝关节转动轴，36-膝关节轴卡 片，37-膝关节滚针轴承，38-膝关节转动轴端盖，39-螺栓Ⅱ，40-螺栓Ⅳ，41-小腿外筒，42- 小腿，43-小腿螺母，44-圆柱螺旋压缩弹簧，45-六维力传感器，46-螺栓Ⅲ，47-脚踝，48-足 5 CN 111591371 A 说　明　书 3/5 页 端。