WO2025123771A1 - 一种人形机器人的腿部动力结构和人形机器人 - Google Patents

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thigh
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王兴兴
李小龙
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Hangzhou Yushu Technology Co Ltd
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location or kind of gearing
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of humanoid robots, and in particular to a leg power structure of a humanoid robot and the humanoid robot.
  • the third object of the present invention is to provide a leg power structure of a humanoid robot and a humanoid robot.
  • a leg power structure of a humanoid robot and a humanoid robot By setting a first thigh body, a calf body and a foot support and corresponding hip joint drive units, knee joint drive units, and ankle drive units, various anthropomorphic leg and foot movements can be performed, thereby well meeting the requirements of the humanoid robot to achieve various action postures, and the entire leg power structure is reasonably designed, compact in structure, and has a good anthropomorphic effect, which is convenient for the promotion and use of humanoid robots.
  • the first technical solution of the present invention is:
  • a hip joint driving unit is provided on the upper part of the first thigh body to drive the first thigh body to swing left and right, thereby driving the entire leg power structure to swing left and right;
  • a first driving unit is provided between the first thigh body and the second thigh body to realize relative circumferential rotation of the first thigh body and the second thigh body;
  • a knee joint driving unit is provided between the thigh body component or the thigh body component and the calf body component to enable the thigh body component and the calf body to swing forward and backward relative to each other;
  • the calf body is provided with an ankle driving unit, the output end of the ankle driving unit is provided with a connecting rod, and the connecting rod is connected with the foot supporting member to drive the foot supporting member to swing in up and down and left and right directions.
  • the present invention drives the entire leg to swing left and right through the hip joint driving unit arranged at the waist of the humanoid robot, thereby realizing the left and right lateral movement of the humanoid robot; drives the whole composed of the calf body component and the foot component to rotate around its own axis through the first driving unit arranged at the first thigh body or between the first thigh body and the second thigh body, thereby realizing the turning of the humanoid robot; drives the calf body component to swing back and forth relative to the thigh body component through the knee joint driving unit, thereby realizing the bending movement of the knee joint of the humanoid robot; drives the rocker arm and the connecting rod through the ankle driving unit arranged on the calf body, and then drives the foot component, thereby realizing the up and down and left and right swing of the humanoid robot; therefore, the present invention can make various anthropomorphic leg and foot movements, which can well meet the requirements of the humanoid robot to realize various action
  • the first drive unit is fixed to the first thigh body through a first hoop member, and a first axial structure for limiting the axial movement of the first drive unit and a first circumferential structure for limiting the circumferential rotation of the first drive unit are provided between the first hoop member and the first drive unit; the first axial structure and the first circumferential structure are a combined structure or two separate structures;
  • the knee joint drive unit is fixed to the second thigh body via a second clamping member, and a second axial structure for limiting the axial movement of the knee joint drive unit and a second circumferential structure for limiting the circumferential movement of the knee joint drive unit are provided between the second clamping member and the knee joint drive unit; the second axial structure and the second circumferential structure are a combined structure or two separate structures;
  • the hip joint drive unit is fixed to the rotating end of the stride drive unit through a third hoop; a third axial structure for limiting the axial movement of the hip joint drive unit and a third circumferential structure for limiting the circumferential movement of the hip joint drive unit are provided between the third hoop and the hip joint drive unit; the third axial structure and the third circumferential structure are a combined structure or two separate structures;
  • the stride drive unit is assembled on the waist and abdomen part through a sixth clamping member; a sixth axial structure for limiting the axial movement of the stride drive unit and a sixth circumferential structure for limiting the circumferential movement of the stride drive unit are provided between the sixth clamping member and the stride drive unit; the sixth axial structure and the sixth circumferential structure are a combined structure or two separate structures.
  • the drive unit of the present invention is fixed by a clamp, which can effectively fix the drive unit on the leg body to prevent the drive unit from slipping. At the same time, it can effectively reduce the use of fasteners (screws or bolts), improve the disassembly and assembly efficiency, and compared with the screw or bolt fixing structure, the structure is more beautiful.
  • the first axial structure includes a first annular boss provided on the inner ring of the first hoop member, and a first annular groove provided on the first drive unit and matched with the first annular boss;
  • the first circumferential structure includes a first boss provided on the inner ring of the first hoop member, and a first groove provided on the first drive unit and matched with the first boss;
  • the second axial structure includes a second annular boss provided on the inner ring of the second hoop member, and a second annular groove provided on the knee joint drive unit and matched with the second annular boss;
  • the second circumferential structure includes a second boss provided on the inner ring of the second hoop member, and a second groove provided on the knee joint drive unit and matched with the second boss;
  • the third axial structure includes a third annular boss provided on the inner ring of the third clamping member, and a third annular groove provided on the hip joint driving unit and matching with the third annular boss;
  • the third circumferential structure includes a third boss provided on the inner ring of the third clamping member, and a third groove provided on the hip joint driving unit and matching with the third boss.
  • the sixth axial structure includes a sixth annular boss arranged on the inner ring of the sixth clamp member, and a sixth annular groove arranged on the step drive unit and matched with the sixth annular boss;
  • the sixth circumferential structure includes a sixth boss arranged on the inner ring of the sixth clamp member, and a sixth groove arranged on the step drive unit and matched with the sixth boss.
  • the first drive unit, the knee joint drive unit, the hip joint drive unit, and the stride drive unit are all or one or more of them are fixed to the corresponding first thigh body, the second thigh body and the waist of the humanoid robot through a quickly detachable clamp structure, so that the axial and circumferential displacement of the drive unit on the leg body is limited by the stopping structure of the boss and the groove.
  • disassembly it is only necessary to loosen the mutually locked clamps. Disassembly is convenient and quick, and fixation is reliable.
  • the first hoop member, the second hoop member, the third hoop member and the sixth hoop member each include two hoops equally divided in half and mutually cooperating and locking;
  • the first hoop member, the second hoop member, and the sixth hoop member are respectively semicircular arc structures, with connecting holes for assembling fasteners at both ends thereof
  • the third hoop member includes two hoop ring bodies that can cooperate and lock with each other; the corresponding first thigh body, second thigh body, and waist and abdomen part have a concave arc structure, and their end faces are provided with assembly holes for fixing fasteners; the semicircular arc structure and the concave arc structure are screwed together to form a complete covering structure.
  • the covering structure ensures that the size and area of the leg power structure of the humanoid robot will not increase due to the addition of the clamping hoop.
  • the present invention only needs to manufacture half of the clamping hoop, thereby making the manufacturing of the clamping hoop of the present invention simpler and low in manufacturing cost, and can make the leg power structure of the humanoid robot more beautiful.
  • the ankle driving unit includes a first ankle driving unit and a second ankle driving unit, and the first ankle driving unit and the second ankle driving unit are arranged up and down on the calf body;
  • the output end of the first ankle driving unit is connected to the first rocker arm and the first connecting rod in sequence
  • the output end of the second ankle driving unit is connected to the second rocker arm and the second connecting rod in sequence.
  • the first connecting rod and the second connecting rod constitute a front fork arm, and are movably connected to the foot support member through a front bearing seat to drive the foot support member to swing up and down and left and right.
  • the structure is simple and practical, easy to produce and manufacture, and reduces manufacturing costs.
  • a rear fork arm is provided at the lower end of the calf body and is movably connected to the foot support member through a rear bearing seat to cooperate with the first connecting rod and the second connecting rod to complete the swing of the foot support member in the up and down and left and right directions.
  • the second thigh body is provided with a heat conducting member in contact with the knee joint driving unit;
  • the front side or the rear side of the calf body is provided with an elastic protective cover which is buckled with the calf body;
  • the bottom of the foot support is covered with a foot buffer, thereby effectively preventing the foot support from being worn and extending the service life of the foot structure.
  • a heat conducting member and/or a heat dissipating member is provided on or around the second thigh body and/or calf body and/or waist and abdomen part, and the heat conducting member is a metal sheet or a heat pipe or a coolant or a metal wire or a fin; the heat dissipating member is a blower or a fan or a heat dissipating fin, thereby effectively accelerating the heat dissipation of the second thigh body and calf body, avoiding overheating of the internal parts of the second thigh body and calf body, and affecting their normal operation.
  • the knee joint driving unit is mounted on the thigh body component, and drives the calf body component to swing forward and backward relative to the thigh body component through a rod-shaped structure;
  • the stride drive unit, hip joint drive unit, first drive unit, knee joint drive unit, and ankle drive unit are respectively rotary motors or motors with reducers.
  • a leg power structure of a humanoid robot comprising a stride drive unit for assembly on the humanoid robot, a first thigh body, a calf body and a foot support;
  • the stride drive unit is used to drive the first thigh to swing forward and backward, thereby driving the entire leg power structure to swing forward and backward;
  • the first thigh body is equipped with a hip joint driving unit to drive the first thigh body to swing left and right, and is used to drive the entire leg power structure to swing left and right;
  • the first thigh body or between the first thigh body and the calf body, is equipped with a knee joint drive unit to drive the calf body to swing relative to the first thigh body;
  • the calf body or between the calf body and the foot support, is equipped with an ankle drive unit to drive the foot support to swing.
  • the present invention can make various anthropomorphic leg and foot movements by setting a first thigh body, a calf body and a foot support and corresponding hip joint drive units, knee joint drive units, and ankle drive units, thereby being able to well meet the requirements of humanoid robots to achieve various action postures, and the entire leg power structure is reasonably designed, compact in structure, and has a good anthropomorphic effect, which is convenient for the promotion and use of humanoid robots.
  • the first thigh body is connected to the knee joint driving unit through the second thigh body;
  • a first driving unit, an input connector and an output connector are provided between the first thigh body and the second thigh body to realize the relative circumferential rotation of the first thigh body and the second thigh body;
  • the fixed end of the hip joint driving unit is fixedly connected to the rotating end of a stride driving unit, and the stride driving unit is assembled on the waist and abdomen component;
  • the fixed end of the first driving unit is fixed to the first thigh body through a first clamping member, and one of the first clamping member and the fixed end of the first driving unit is provided with a concave hole 1, and the other is provided with a convex body 1; the cross-sectional shape of the concave hole 1 matches the cross-sectional shape of the convex body 1;
  • the fixed end of the knee joint driving unit is fixed to the second thigh body through a second clamping hoop, and one of the second clamping hoop and the fixed end of the knee joint driving unit is provided with a second concave hole, and the other is provided with a second convex body; the cross-sectional shape of the second concave hole matches the cross-sectional shape of the second convex body;
  • the fixed end of the hip joint driving unit is fixed to the rotating end of the stride driving unit through a third hoop; one of the third hoop and the fixed end of the hip joint driving unit is provided with a concave hole three, and the other is provided with a convex body three; the cross-sectional shape of the concave hole three matches the cross-sectional shape of the convex body three;
  • the first hoop member, the second hoop member, the fourth hoop member and the sixth hoop member are respectively semicircular arc structures, with connecting holes for assembling fasteners at both ends;
  • the corresponding first thigh body, the second thigh body, the calf body and the waist and abdomen member are concave arc structures or square sheet structures, and their end faces are provided with assembly holes for fixing fasteners;
  • the semicircular arc structure and the concave arc structure are screwed together to form a complete leg covering structure; the leg covering structure ensures that the size and area of the leg power structure of the humanoid robot will not be increased due to the addition of hoop members.
  • concave hole one, concave hole two, concave hole three, concave hole four, and concave hole six are respectively square concave holes or circular concave holes or variable diameter concave holes or trapezoidal concave holes or triangular concave holes;
  • the corresponding convex body one, convex body two, convex body three, convex body four, and convex body six are respectively square convex bodies or circular convex bodies or variable diameter convex bodies or trapezoidal convex bodies or triangular convex bodies;
  • the first hoop member or/and the second hoop member or/and the third hoop member or/and the fourth hoop member or/and the fifth hoop member, the sixth hoop member is a semicircular arc structure or an annular structure or a fan-shaped structure or a strip structure, and connecting holes for assembling fasteners are provided at both ends thereof;
  • the first thigh body or/and the second thigh body or/and the waist and abdomen part or/and the calf body is a concave arc structure or a square sheet structure or a rod-shaped structure or a columnar structure or a sleeve structure, and the end surface thereof is provided with an assembly hole for fixing the fasteners;
  • the foot support is a shoe-like structure or a sheet-like structure or a human foot-like structure or a block-like structure.
  • the third technical solution of the present invention is:
  • a humanoid robot has the above-mentioned leg power structure of the humanoid robot arranged at its waist.
  • the present invention provides a leg power structure of a humanoid robot, which drives the entire leg to swing left and right through a hip joint driving unit arranged at the waist of the humanoid robot, thereby realizing the left and right lateral movement of the humanoid robot; drives the whole composed of a calf body component and a foot component to rotate around its own axis through a first driving unit arranged between a first thigh body and a second thigh body, thereby realizing the turning of the humanoid robot; drives the calf body component to swing back and forth relative to the thigh body component through a knee joint driving unit, thereby realizing the bending movement of the knee joint of the humanoid robot; drives the rocker arm and the connecting rod through an ankle driving unit arranged on the calf body, and then drives the foot component, thereby realizing the swing of the humanoid robot in the up and down directions and left and right directions; the entire leg power structure is reasonably designed and compact in structure, and well meets the requirements of the
  • the humanoid robot has a leg power structure that drives the entire leg to swing left and right through a hip joint driving unit arranged at the waist of the humanoid robot, thereby realizing the left and right lateral movement of the humanoid robot; drives the entire body composed of a calf body component and a foot component to rotate around its own axis through a first driving unit arranged between a first thigh body and a second thigh body, thereby realizing the turning of the humanoid robot; drives the calf body component to swing back and forth relative to the thigh body component through a knee joint driving unit, thereby realizing the bending movement of the knee joint of the humanoid robot; drives the rocker arm and the connecting rod through an ankle driving unit arranged on the calf body, thereby driving the foot component to swing up and down and left and right directions of the humanoid robot; the entire leg power structure is reasonably designed and compact in structure, and well meets the requirements of the humanoid robot to realize various action
  • the present invention can perform various anthropomorphic leg and foot movements by providing a first thigh body, a calf body and a foot support and corresponding hip joint drive units, knee joint drive units and ankle drive units, thereby being able to well meet the requirements of humanoid robots to achieve various action postures, and the entire leg power structure is reasonably designed, compact in structure, and has a good anthropomorphic effect, which is convenient for the promotion and use of humanoid robots.
  • FIG1 is a schematic diagram of a double-leg structure of a leg power structure of a humanoid robot according to the present invention
  • FIG2 is an exploded schematic diagram of a double-leg structure of a leg power structure of a humanoid robot according to the present invention
  • FIG3 is an axial schematic diagram of a leg power structure of a humanoid robot according to the present invention.
  • FIG4 is a schematic diagram of a rear axle side view of a leg power structure of a humanoid robot according to the present invention.
  • FIG5 is a side view of a leg power structure of a humanoid robot according to the present invention.
  • FIG6 is a rear view of a leg power structure of a humanoid robot according to the present invention.
  • FIG7 is a full cross-sectional view of a leg power structure of a humanoid robot according to the present invention.
  • FIG9 is a partial enlarged view of a portion B of a leg power structure of a humanoid robot according to the present invention.
  • FIG10 is a partial enlarged view of a portion C of a leg power structure of a humanoid robot according to the present invention.
  • the first specific embodiment of the leg power structure of the humanoid robot of the present invention is as follows:
  • a leg power structure of a humanoid robot comprising a stride drive unit 52 for assembly on the humanoid robot, a first thigh body 11, a calf body 21 and a foot support 31;
  • the stride drive unit 52 is used to drive the first thigh body 11 to swing forward and backward, thereby driving the entire leg power structure to swing forward and backward;
  • the first thigh body 11 is equipped with a hip joint drive unit 13 to drive the first thigh body 11 to swing left and right, thereby driving the entire leg power structure to swing left and right;
  • the first thigh body 11, or between the first thigh body 11 and the calf body 21, is equipped with a knee joint driving unit 15 to drive the calf body 21 to swing relative to the first thigh body 11;
  • the calf body 21 or between the calf body 21 and the foot support 31 is equipped with an ankle driving unit to drive the foot support 31 to swing.
  • the fixed end of the knee joint driving unit 15 is fixed to the second thigh body 12 through a second hoop 49.
  • One of the second hoop 49 and the fixed end of the knee joint driving unit 15 is provided with a second concave hole, and the other is provided with a second convex body; the cross-sectional shape of the second concave hole matches the cross-sectional shape of the second convex body;
  • the fixed end of the hip joint drive unit 13 is fixed to the rotating end of the stride drive unit 52 through the third hoop 62; one of the third hoop 62 and the fixed end of the hip joint drive unit 13 is provided with a concave hole 3, and the other is provided with a convex body 3; the cross-sectional shape of the concave hole 3 matches the cross-sectional shape of the convex body 3;
  • the input connector 59 and the output connector 60 are fixed by a fifth clamp 61 .
  • the stride drive unit 52 is assembled on the waist and abdomen part 53 through the sixth clamping hoop 54.
  • One of the fixed ends of the sixth clamping hoop 54 and the stride drive unit 52 is provided with a concave hole six, and the other is provided with a convex body six; the cross-sectional shape of the concave hole six matches the cross-sectional shape of the convex body six.
  • the first clamp member 4, the second clamp member 49, and the sixth clamp member 54 are respectively semicircular arc structures, and connection holes 63 for assembling fasteners are provided at both ends thereof;
  • the corresponding first thigh body 11, the second thigh body 12, and the waist and abdomen part 53 have a concave arc structure, and the end surface thereof is provided with an assembly hole 64 for fixing the fasteners;
  • the semicircular arc structure and the concave arc structure are screwed together to form a complete leg covering structure.
  • the third clamping hoop component 62 and the fifth clamping hoop component 61 respectively include two clamping hoops equally divided in half and cooperating and locking with each other.
  • the concave hole 1, the concave hole 2, the concave hole 3 and the concave hole 6 are respectively square concave holes; the corresponding convex body 1, the convex body 2, the convex body 3 and the convex body 6 are respectively square convex bodies.
  • the foot support 31 is a human foot-shaped structure.
  • a leg power structure of a humanoid robot comprising a stride drive unit 52, a thigh body component 1, a calf body 21 component 2 and a foot component 3, which are arranged at the waist of the humanoid robot and are connected in sequence, wherein the thigh body component 1 includes a first thigh body 11 and a second thigh body 12, the calf body 21 component 2 includes a calf body 21, and the foot component 3 includes a foot support 31; the stride drive unit 52 is used to drive the first thigh body 11 to swing forward and backward, thereby driving the entire leg power structure to swing forward and backward; a hip joint drive unit 13 is provided on the upper part of the first thigh body 11 to drive the first thigh body 11 to swing left and right, thereby driving the entire leg power structure to swing forward and backward; The leg power structure swings left and right; a first driving unit 14 is provided between the first thigh body 11 and the second thigh body 12 to drive the first thigh body 11 and
  • the first drive unit 14 is fixed to the first thigh body 11 through the first clamping member 4, and a first axial structure for limiting the axial movement of the first drive unit 14 and a first circumferential structure for limiting the circumferential rotation of the first drive unit 14 are provided between the first clamping member 4 and the first drive unit 14; the first axial structure and the first circumferential structure are a combined structure or two separate structures; the knee joint drive unit 15 is fixed to the second thigh body 12 through the second clamping member 49, and a second axial structure for limiting the axial movement of the knee joint drive unit 15 and a second circumferential structure for limiting the circumferential movement of the knee joint drive unit 15 are provided between the second clamping member 49 and the knee joint drive unit 15; the second axial structure and the second circumferential structure are a combined structure or two separate structures.
  • the hip joint drive unit 13 is fixed to the rotating end of the stride drive unit 52 by a third clamping member 62; a third axial structure for limiting the axial movement of the hip joint drive unit 13 and a third circumferential structure for limiting the circumferential movement of the hip joint drive unit 13 are provided between the third clamping member 62 and the hip joint drive unit 13; the third axial structure and the third circumferential structure are a combined structure or two separate structures.
  • the stride drive unit 52 is assembled on the waist and abdomen part 53 through the sixth clamping part 54; a sixth axial structure for limiting the axial movement of the stride drive unit 52 and a sixth circumferential structure for limiting the circumferential movement of the stride drive unit 52 are provided between the sixth clamping part 54 and the stride drive unit 52; the sixth axial structure and the sixth circumferential structure are a combined structure or two separate structures.
  • the first axial structure includes a first annular boss 41 provided on the inner ring of the first clamping member 4, and a first annular groove 42 provided on the first driving unit 14 and cooperating with the first annular boss 41;
  • the first circumferential structure includes a first boss 43 provided on the inner ring of the first clamping member 4, and a first groove 44 provided on the first driving unit 14 and cooperating with the first boss 43;
  • the second axial structure includes a second annular boss 45 provided on the inner ring of the second clamping member 49, and a second annular groove 46 provided on the knee joint driving unit 15 and cooperating with the second annular boss 45;
  • the second circumferential structure includes a second boss 47 provided on the inner ring of the second clamping member 49, and a second groove 48 provided on the knee joint driving unit 15 and cooperating with the second boss 47.
  • the first clamp assembly and the second clamp assembly are both arc-shaped clamps.
  • the first motor and reducer unit and the knee joint motor and reducer unit are fixed to the first thigh rod and the second thigh rod through a quickly detachable clamp structure.
  • the axial and circumferential displacement of the first motor and reducer unit on the first thigh rod and the axial and circumferential displacement of the knee joint motor and reducer unit on the second thigh rod are limited by the stop structure of the boss and the groove.
  • a humanoid robot has the above-mentioned leg power structure of the humanoid robot arranged at its waist.
  • the fixing method may be screw connection, welding, riveting, plug connection, or connection through other components, and those skilled in the art may select the method according to the actual situation.

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Abstract

本发明涉及人形机器人技术领域，公开了一种人形机器人的腿部动力结构和人形机器人。本发明的一种人形机器人的腿部动力结构，包括设于人形机器人腰部的，依次连接的跨步驱动单元、大腿体组件、小腿体组件和脚部组件，所述跨步驱动单元，用于带动整个腿部动力结构前后摆动；大腿体组件包括第一大腿体、第二大腿体，小腿体组件包括小腿体，脚部组件包括脚部支撑件；第一大腿体上部设有髋关节驱动单元，以带动整个腿部动力结构左右摆动；第一大腿体和所述第二大腿体之间设有第一驱动单元，以实现第一大腿体与第二大腿体相对周向转动。本发明整个腿部动力结构设计合理，结构紧凑，很好的满足了人形机器人实现各种动作姿态的要求。

Description

一种人形机器人的腿部动力结构和人形机器人 技术领域
本发明涉及人形机器人技术领域，尤其涉及了一种人形机器人的腿部动力结构和人形机器人。
 背景技术
近年来机器人产业发展迅速，尤其人形机器人成为国内外机器人技术领域的焦点之一，而人形机器人的腿部动力结构又为人形机器人设计的重点。
进一步，中国专利（公布号CN111098951A）公开了一种类人形服务机器人的行走结构及机器人。该行走结构中，髋部与躯干部之间配置有两组脚连接件与连杆，髋部、躯干部、一组的脚连接件与连杆构成四杆机构，髋部相对固定不动，髋舵机能够驱动躯干部相对于髋部摆动，使连杆与脚连接件联动。两个脚连接件分别固定至两个脚舵机的输出轴，每组四杆机构与对应的脚舵机作为一个腿部。
但上述方案利用四杆机构与一个髋舵机，实现髋部与腿部的运动形态，能够做出的动作比较少，无法满足人形机器人要实现各种姿态、动作的要求，拟人效果不好，不利于人形机器人的推广使用。
进一步，上述方案中，人形机器人的腿部动力结构设计以及布局不够合理，整体结构比较臃肿，不够紧凑。
本背景技术中公开的信息仅用于理解本发明构思的背景，因此它可以包括不构成现有技术的信息。
 技术解决方案
针对上述问题或上述问题之一，本发明的目的一在于提供一种人形机器人的腿部动力结构，能满足人形机器人实现各种姿态、动作的要求，结构简单紧凑。
针对上述问题或上述问题之一，本发明的目的二在于提供一种人形机器人，其腿部动力结构能满足人形机器人实现各种姿态、动作的要求，结构简单紧凑。
针对上述问题或上述问题之一，本发明的目的三在于提供一种人形机器人的腿部动力结构和人形机器人，通过设置第一大腿体、小腿体和脚部支撑件以及相应的髋关节驱动单元、膝关节驱动单元、脚踝驱动单元，可以做出各种拟人化的腿部以及脚部动作，因而可以很好的满足人形机器人需要实现各种动作姿态的要求，并且整个腿部动力结构设计合理，结构紧凑，拟人效果好，便于人形机器人的推广使用。
为实现上述目的之一，本发明的第一种技术方案为：
一种人形机器人的腿部动力结构，包括设于人形机器人腰部的，依次连接的跨步驱动单元、大腿体组件、小腿体组件和脚部组件，所述大腿体组件包括第一大腿体、第二大腿体，所述小腿体组件包括小腿体，所述脚部组件包括脚部支撑件；
所述跨步驱动单元，用于驱动所述第一大腿体前后摆动，进而带动整个腿部动力结构前后摆动；
所述第一大腿体上部设有髋关节驱动单元，以驱动所述第一大腿体左右摆动进而带动整个腿部动力结构左右摆动；
所述第一大腿体和所述第二大腿体之间，设有第一驱动单元，以实现所述第一大腿体与所述第二大腿体相对周向转动；
所述大腿体组件，或大腿体组件与所述小腿体组件之间，设有膝关节驱动单元，以实现所述大腿体组件与所述小腿体相对前后摆动；
所述小腿体上设有脚踝驱动单元，所述脚踝驱动单元的输出端设有连杆，所述连杆与所述脚部支撑件连接，以带动所述脚部支撑件作上下、左右方向的摆动。
本发明经过不断探索以及试验，通过设于人形机器人腰部的髋关节驱动单元驱动整条腿的左右摆动，实现人形机器人左右侧移的动作；通过设于第一大腿体或设于第一大腿体和第二大腿体之间的第一驱动单元，驱动小腿体组件和脚部组件组成的整体绕自身轴线转动，实现人形机器人的转向；通过膝关节驱动单元驱动小腿体组件相对大腿体组件的前后摆动，实现人形机器人膝关节处的弯曲动作；通过设于小腿体上的脚踝驱动单元，带动摇臂和连杆，进而驱动脚部组件，实现人形机器人的上下、左右方向的摆动；因而本发明可以做出各种拟人化的腿部以及脚部动作，可以很好的满足人形机器人需要实现各种动作姿态的要求，并且整个腿部动力结构设计合理，结构紧凑，拟人效果好，便于人形机器人的推广使用。
作为优选技术措施：
所述第一驱动单元通过第一抱箍件固定于所述第一大腿体上，所述第一抱箍件与所述第一驱动单元之间设有限制所述第一驱动单元轴向运动的第一轴向结构，以及限制所述第一驱动单元周向转动的第一周向结构；所述第一轴向结构和第一周向结构为一个合体结构或两个分体式结构；
或/和，所述膝关节驱动单元通过第二抱箍件固定于所述第二大腿体上，所述第二抱箍件与所述膝关节驱动单元之间设有限制所述膝关节驱动单元轴向运动的第二轴向结构，以及限制所述膝关节驱动单元周向运动的第二周向结构；所述第二轴向结构和第二周向结构为一个合体结构或两个分体式结构；
或/和，所述髋关节驱动单元通过第三抱箍件固定在跨步驱动单元的旋转端上；所述第三抱箍件与所述髋关节驱动单元之间设有限制髋关节驱动单元轴向运动的第三轴向结构，以及限制所述髋关节驱动单元周向运动的第三周向结构；所述第三轴向结构和第三周向结构为一个合体结构或两个分体式结构；
或/和，所述跨步驱动单元通过第六抱箍件装配在腰腹部件上；所述第六抱箍件与所述跨步驱动单元之间设有限制跨步驱动单元轴向运动的第六轴向结构，以及限制所述跨步驱动单元周向运动的第六周向结构；所述第六轴向结构和第六周向结构为一个合体结构或两个分体式结构。
本发明的驱动单元通过抱箍件进行固定，能够将驱动单元进行有效固定在腿体上，避免驱动单元打滑，同时可以有效减少紧固件（螺钉或螺栓）的使用，提高拆装效率，并且相比螺钉或螺栓固定结构，结构上更加美观。
作为优选技术措施：
所述第一轴向结构包括设于所述第一抱箍件内圈上的第一环形凸台、与所述第一环形凸台相配合的设于所述第一驱动单元上的第一环形凹槽；所述第一周向结构包括设于所述第一抱箍件内圈上的第一凸台、与所述第一凸台相配合的设于所述第一驱动单元上的第一凹槽；
或/和，所述第二轴向结构包括设于所述第二抱箍件内圈上的第二环形凸台、与所述第二环形凸台相配合的设于所述膝关节驱动单元上的第二环形凹槽；所述第二周向结构包括设于所述第二抱箍件内圈上的第二凸台、与所述第二凸台相配合的设于所述膝关节驱动单元上的第二凹槽；
或/和，所述第三轴向结构包括设于所述第三抱箍件内圈上的第三环形凸台、与所述第三环形凸台相配合的设于所述髋关节驱动单元上的第三环形凹槽；所述第三周向结构包括设于所述第三抱箍件内圈上的第三凸台、与所述第三凸台相配合的设于髋关节驱动单元上的第三凹槽。
所述第六轴向结构包括设于所述第六抱箍件内圈上的第六环形凸台、与所述第六环形凸台相配合的设于所述跨步驱动单元上的第六环形凹槽；所述第六周向结构包括设于所述第六抱箍件内圈上的第六凸台、与所述第六凸台相配合的设于跨步驱动单元上的第六凹槽。
第一驱动单元、膝关节驱动单元、髋关节驱动单元、跨步驱动单元全部或选择其中一个或多个通过可快速拆卸的抱箍结构固定在相应的第一大腿体、第二大腿体以及人形机器人的腰部上，因而通过凸台和凹槽的止动结构，限制驱动单元在腿体上的轴向和周向位移，当需要拆卸时，只需松开相互对锁的抱箍即可，拆卸方便快捷，固定可靠。
作为优选技术措施：
所述第一抱箍件、所述第二抱箍件、所述第三抱箍件和第六抱箍件均包括两个对半均分、相互配合对锁的抱箍；
或，第一抱箍件、第二抱箍件、第六抱箍件分别为半圆形弧形结构，其两端开设用于装配紧固件的连接孔，所述第三抱箍件包括两个能相互配合对锁的抱箍环体；相应的第一大腿体、第二大腿体、腰腹部件具有凹弧状结构，其端面设有用于固定紧固件的装配孔；半圆形弧形结构与凹弧状结构螺接在一起，形成完整的包覆结构。
包覆结构使得人形机器人的腿部动力结构不会因为增加抱箍件而增大尺寸面积，同时相比现有的圆环状的抱箍结构，本发明只需要制造半个抱箍就可以，从而使得本发明抱箍件的制造更加简单，制造成本低，并能使得人形机器人的腿部动力结构更加美观。
作为优选技术措施：所述脚踝驱动单元包括第一脚踝驱动单元和第二脚踝驱动单元，所述第一脚踝驱动单元和所述第二脚踝驱动单元上下排列于所述小腿体上；
所述第一脚踝驱动单元的输出端依次连接有第一摇臂和第一连动杆，所述第二脚踝驱动单元的输出端依次连接有第二摇臂和第二连动杆，所述第一连动杆和第二连动杆构成前叉臂，并通过前轴承座与所述脚部支撑件活动连接，以驱动所述脚部支撑件作上下、左右方向的摆动，结构简单、实用，便于生产制造，降低制造成本。
所述小腿体下端设有后叉臂，并通过后轴承座与所述脚部支撑件活动连接，以配合所述第一连动杆和所述第二连动杆完成所述脚部支撑件作上下、左右方向的摆动。
作为优选技术措施：
所述第二大腿体设有与所述膝关节驱动单元相接触的导热件；
或，所述小腿体前侧或后侧设有与所述小腿体扣合的弹性保护罩；
或，所述脚部支撑件脚底部覆有脚部缓冲件，从而可以有效避免脚部支撑件磨损，延长脚部结构的使用寿命。
或，所述第二大腿体或/和小腿体或/和腰腹部件上或其周边设有导热件或/和散热件，所述导热件为金属片或热管或冷却液或金属丝或翅片；所述散热件为风机或风扇或散热翅片，从而可以有效加快第二大腿体和小腿体的散热，避免第二大腿体和小腿体内部部件过热，影响其正常工作。
或，所述膝关节驱动单元装配在所述大腿体组件上，并通过杆状结构驱动所述小腿体组件相对于所述大腿体组件前后摆动；
或，所述跨步驱动单元、髋关节驱动单元、第一驱动单元、膝关节驱动单元、脚踝驱动单元分别为旋转电机或具有减速器的电机。
为实现上述目的之一，本发明的第二种技术方案为：
一种人形机器人的腿部动力结构，包括用于装配于人形机器人的跨步驱动单元、第一大腿体、小腿体和脚部支撑件；
所述跨步驱动单元，用于驱动所述第一大腿体前后摆动，进而带动整个腿部动力结构前后摆动；
所述第一大腿体装配髋关节驱动单元，以驱动所述第一大腿体左右摆动，用于带动整个腿部动力结构左右摆动；
第一大腿体，或在第一大腿体与小腿体之间，装配膝关节驱动单元，以驱动小腿体相对于第一大腿体摆动；
所述小腿体，或在小腿体与脚部支撑件之间，装配脚踝驱动单元，以带动脚部支撑件摆动。
本发明经过不断探索以及试验，通过设置第一大腿体、小腿体和脚部支撑件以及相应的髋关节驱动单元、膝关节驱动单元、脚踝驱动单元，可以做出各种拟人化的腿部以及脚部动作，因而可以很好的满足人形机器人需要实现各种动作姿态的要求，并且整个腿部动力结构设计合理，结构紧凑，拟人效果好，便于人形机器人的推广使用。
作为优选技术措施：
第一大腿体通过第二大腿体与膝关节驱动单元相连接；
所述第一大腿体和所述第二大腿体之间，设有第一驱动单元、输入连接件以及输出连接件，以实现所述第一大腿体与所述第二大腿体相对周向转动；髋关节驱动单元的固定端固接在一跨步驱动单元的旋转端上，所述跨步驱动单元装配在腰腹部件上；
或/和，所述第一驱动单元的固定端通过第一抱箍件固定于所述第一大腿体上，所述第一抱箍件与所述第一驱动单元的固定端择一设置凹孔一，另一个设置凸体一；所述凹孔一的截面形状与凸体一的截面形状相匹配；
或/和，所述膝关节驱动单元的固定端通过第二抱箍件固定于所述第二大腿体上，所述第二抱箍件与所述膝关节驱动单元的固定端择一设置凹孔二，另一个设置凸体二；所述凹孔二的截面形状与凸体二的截面形状相匹配；
或/和，所述髋关节驱动单元的固定端通过第三抱箍件固定在跨步驱动单元的旋转端上；所述第三抱箍件与所述髋关节驱动单元的固定端择一设置凹孔三，另一个设置凸体三；所述凹孔三的截面形状与凸体三的截面形状相匹配；
或/和，脚踝驱动单元的固定端通过第四抱箍件固定于小腿体上，所述第四抱箍件与所述脚踝驱动单元的固定端择一设置凹孔四，另一个设置凸体四；所述凹孔四的截面形状与凸体四的截面形状相匹配；或脚踝驱动单元的固定端直接通过螺栓或螺钉固定于小腿体上。或/和，所述输入连接件和输出连接件通过第五抱箍件进行固定；
所述跨步驱动单元通过第六抱箍件装配在腰腹部件上，所述第六抱箍件与所述跨步驱动单元的固定端择一设置凹孔六，另一个设置凸体六；所述凹孔六的截面形状与凸体六的截面形状相匹配。
作为优选技术措施：
第一抱箍件、第二抱箍件、第四抱箍件、第六抱箍件分别为半圆形弧形结构，其两端开设用于装配紧固件的连接孔；相应的第一大腿体、第二大腿体、小腿体、腰腹部件为凹弧状结构或方形片状结构，其端面设有用于固定紧固件的装配孔；半圆形弧形结构与凹弧状结构螺接在一起，形成完整的腿部包覆结构；腿部包覆结构使得人形机器人的腿部动力结构不会因为增加抱箍件而增大尺寸面积，同时相比现有的圆环状的抱箍结构，本发明只需要制造半个抱箍就可以，从而使得本发明抱箍件的制造更加简单，制造成本低，并能使得人形机器人的腿部动力结构更加美观。
第三抱箍件、第五抱箍件分别包括两个能相互配合对锁的抱箍环体；
或/和，凹孔一、凹孔二、凹孔三、凹孔四、凹孔六分别为方形凹孔或圆形凹孔或变径凹孔或梯形凹孔或三角形凹孔；相应的凸体一、凸体二、凸体三、凸体四、凸体六分别为方形凸体或圆形凸体或变径凸体或梯形凸体或三角形凸体；通过设置凹孔和凸体结构可以直接对驱动单元进行轴向和周向限位，结构上更加简单，根据需要，凹孔和凸体的数量可以是多个，进一步增加对驱动单元的限位可靠性。
或，第一抱箍件或/和第二抱箍件或/和第三抱箍件或/和第四抱箍件或/和第五抱箍件、第六抱箍件为半圆形弧形结构或环状结构或扇形结构或条状结构，其两端开设用于装配紧固件的连接孔；第一大腿体或/和第二大腿体或/和腰腹部件或/和小腿体为凹弧状结构或方形片状结构或杆状结构或柱状结构或套筒结构，其端面设有用于固定紧固件的装配孔；
或/和，所述脚部支撑件为鞋状结构或片状结构或人脚状结构或块状结构。
为实现上述目的之一，本发明的第三种技术方案为：
一种人形机器人，其腰部设有上述的一种人形机器人的腿部动力结构。
 有益效果
本发明提供的一种人形机器人的腿部动力结构，通过设于人形机器人腰部的髋关节驱动单元驱动整条腿的左右摆动，实现人形机器人左右侧移的动作；通过设于第一大腿体和第二大腿体之间的第一驱动单元，驱动小腿体组件和脚部组件组成的整体绕自身轴线转动，实现人形机器人的转向；通过膝关节驱动单元驱动小腿体组件相对大腿体组件的前后摆动，实现人形机器人膝关节处的弯曲动作；通过设于小腿体上的脚踝驱动单元，带动摇臂和连杆，进而驱动脚部组件，实现人形机器人的上下、左右方向的摆动；整个腿部动力结构设计合理，结构紧凑，很好的满足了人形机器人实现各种动作姿态的要求。
本发明提供的人形机器人，其腿部动力结构，通过设于人形机器人腰部的髋关节驱动单元驱动整条腿的左右摆动，实现人形机器人左右侧移的动作；通过设于第一大腿体和第二大腿体之间的第一驱动单元，驱动小腿体组件和脚部组件组成的整体绕自身轴线转动，实现人形机器人的转向；通过膝关节驱动单元驱动小腿体组件相对大腿体组件的前后摆动，实现人形机器人膝关节处的弯曲动作；通过设于小腿体上的脚踝驱动单元，带动摇臂和连杆，进而驱动脚部组件，实现人形机器人的上下、左右方向的摆动；整个腿部动力结构设计合理，结构紧凑，很好的满足了人形机器人实现各种动作姿态的要求。
进一步，本发明通过设置第一大腿体、小腿体和脚部支撑件以及相应的髋关节驱动单元、膝关节驱动单元、脚踝驱动单元，可以做出各种拟人化的腿部以及脚部动作，因而可以很好的满足人形机器人需要实现各种动作姿态的要求，并且整个腿部动力结构设计合理，结构紧凑，拟人效果好，便于人形机器人的推广使用。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
 附图说明
图1是本发明一种人形机器人的腿部动力结构的一种双腿结构示意图；
图2是本发明一种人形机器人的腿部动力结构的一种双腿结构爆炸示意图；
图3是本发明一种人形机器人的腿部动力结构的一种轴侧示意图；
图4是本发明一种人形机器人的腿部动力结构的一种后轴侧示意图；
图5是本发明一种人形机器人的腿部动力结构的一种侧视图；
图6是本发明一种人形机器人的腿部动力结构的一种后视图；
图7是本发明一种人形机器人的腿部动力结构的一种全剖图；
图8是本发明一种人形机器人的腿部动力结构的一种爆炸图；
图9是本发明一种人形机器人的腿部动力结构B部分的一种局部放大图；
图10是本发明一种人形机器人的腿部动力结构C部分的一种局部放大图；
图11是本发明一种人形机器人的腿部动力结构D部分的一种局部放大图。
图中：1、大腿体组件；11、第一大腿体；12、第二大腿体；13、髋关节驱动单元；14、第一驱动单元；15、膝关节驱动单元；2、小腿体组件；21、小腿体；22、第一脚踝驱动单元；23、第二脚踝驱动单元；24、第一摇臂；25、第一连动杆；26、第二摇臂；27、第二连动杆；28、弹性保护罩；29、导热件；30、后叉臂；3、脚部组件；31、脚部支撑件；32、脚部缓冲件；4、第一抱箍件；41、第一环形凸台；42、第一环形凹槽；43、第一凸台；44、第一凹槽；45、第二环形凸台；46、第二环形凹槽；47、第二凸台；48、第二凹槽；49、第二抱箍件；50、前轴承座；51、后轴承座；52、跨步驱动单元；53、腰腹部件、54、第六抱箍件；55、第六环形凹槽；56、第六环形凸台；57、第六凹槽；58、第六凸台；59、输入连接件；60、输出连接件；61、第五抱箍件；62、第三抱箍件；63、连接孔；64、装配孔；65、第三环形凹槽；66、第三环形凸台；67、第三凸台；68、第三凹槽；69、散热件。
 本发明的实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
需要说明的是，当两个元件“固定连接”或“摆动连接”时，两个元件可以直接连接或者也可以存在居中的元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“左”、“右”、“前”、“后”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。
如图1-图11所示，本发明人形机器人的腿部动力结构的第一种具体实施例：
一种人形机器人的腿部动力结构，包括用于装配于人形机器人的跨步驱动单元52、第一大腿体11、小腿体21和脚部支撑件31；
所述跨步驱动单元52，用于驱动所述第一大腿体11前后摆动，进而带动整个腿部动力结构前后摆动；所述第一大腿体11装配髋关节驱动单元13，以驱动所述第一大腿体11左右摆动，用于带动整个腿部动力结构左右摆动；
第一大腿体11，或在第一大腿体11与小腿体21之间，装配膝关节驱动单元15，以驱动小腿体21相对于第一大腿体11摆动；
所述小腿体21，或在小腿体21与脚部支撑件31之间，装配脚踝驱动单元，以带动脚部支撑件31摆动。
本实施例中：第一大腿体11通过第二大腿体12与膝关节驱动单元15相连接；
所述第一大腿体11和所述第二大腿体12之间，设有第一驱动单元14、输入连接件59以及输出连接件60，以实现所述第一大腿体11与所述第二大腿体12相对周向转动；髋关节驱动单元13的固定端固接在一跨步驱动单元52的旋转端上，所述跨步驱动单元52装配在腰腹部件53上。
所述第一驱动单元14的固定端通过第一抱箍件4固定于所述第一大腿体11上，所述第一抱箍件4与所述第一驱动单元14的固定端择一设置凹孔一，另一个设置凸体一；所述凹孔一的截面形状与凸体一的截面形状相匹配；
所述膝关节驱动单元15的固定端通过第二抱箍件49固定于所述第二大腿体12上，所述第二抱箍件49与所述膝关节驱动单元15的固定端择一设置凹孔二，另一个设置凸体二；所述凹孔二的截面形状与凸体二的截面形状相匹配；
所述髋关节驱动单元13的固定端通过第三抱箍件62固定在跨步驱动单元52的旋转端上；所述第三抱箍件62与所述髋关节驱动单元13的固定端择一设置凹孔三，另一个设置凸体三；所述凹孔三的截面形状与凸体三的截面形状相匹配；
所述输入连接件59和输出连接件60通过第五抱箍件61进行固定。
所述跨步驱动单元52通过第六抱箍件54装配在腰腹部件53上，所述第六抱箍件54与所述跨步驱动单元52的固定端择一设置凹孔六，另一个设置凸体六；所述凹孔六的截面形状与凸体六的截面形状相匹配。
本实施例中：第一抱箍件4、第二抱箍件49、第六抱箍件54分别为半圆形弧形结构，其两端开设用于装配紧固件的连接孔63；相应的第一大腿体11、第二大腿体12、腰腹部件53具有凹弧状结构，其端面设有用于固定紧固件的装配孔64；半圆形弧形结构与凹弧状结构螺接在一起，形成完整的腿部包覆结构。
第三抱箍件62、第五抱箍件61分别包括两个对半均分、相互配合对锁的抱箍。
凹孔一、凹孔二、凹孔三、凹孔六分别为方形凹孔；相应的凸体一、凸体二、凸体三、凸体六分别为方形凸体。
所述脚部支撑件31为人脚状结构。
本发明人形机器人的腿部动力结构的第二种具体实施例：
一种人形机器人的腿部动力结构，包括设于人形机器人腰部的，依次连接的跨步驱动单元52、大腿体组件1、小腿体21组件2和脚部组件3，所述大腿体组件1包括第一大腿体11、第二大腿体12，所述小腿体21组件2包括小腿体21，所述脚部组件3包括脚部支撑件31；所述跨步驱动单元52，用于驱动所述第一大腿体11前后摆动，进而带动整个腿部动力结构前后摆动；所述第一大腿体11上部设有髋关节驱动单元13，以驱动所述第一大腿体11左右摆动进而带动整个腿部动力结构左右摆动；所述第一大腿体11和所述第二大腿体12之间设有第一驱动单元14，以驱动所述第一大腿体11与所述第二大腿体12相对周向转动；所述大腿体组件1与所述小腿体21组件2之间设有膝关节驱动单元15，以驱动所述大腿体组件1和所述小腿体21组件2相对前后摆动；所述小腿体21上设有脚踝驱动单元，所述脚踝驱动单元的输出端设有依次连接的摇臂和连杆，所述连杆与所述脚部支撑件31连接，以带动所述脚部支撑件31作上下、左右方向的摆动。
本实施例中：所述第一驱动单元14通过第一抱箍件4固定于所述第一大腿体11上，所述第一抱箍件4与所述第一驱动单元14之间设有限制所述第一驱动单元14轴向运动的第一轴向结构，以及限制所述第一驱动单元14周向转动的第一周向结构；所述第一轴向结构和第一周向结构为一个合体结构或两个分体式结构；所述膝关节驱动单元15通过第二抱箍件49固定于所述第二大腿体12上，所述第二抱箍件49与所述膝关节驱动单元15之间设有限制所述膝关节驱动单元15轴向运动的第二轴向结构，以及限制所述膝关节驱动单元15周向运动的第二周向结构；所述第二轴向结构和第二周向结构为一个合体结构或两个分体式结构。
所述髋关节驱动单元13通过第三抱箍件62固定在跨步驱动单元52的旋转端上；所述第三抱箍件62与所述髋关节驱动单元13之间设有限制髋关节驱动单元13轴向运动的第三轴向结构，以及限制所述髋关节驱动单元13周向运动的第三周向结构；所述第三轴向结构和第三周向结构为一个合体结构或两个分体式结构。
所述跨步驱动单元52通过第六抱箍件54装配在腰腹部件53上；所述第六抱箍件54与所述跨步驱动单元52之间设有限制跨步驱动单元52轴向运动的第六轴向结构，以及限制所述跨步驱动单元52周向运动的第六周向结构；所述第六轴向结构和第六周向结构为一个合体结构或两个分体式结构。
本实施例中：所述第一轴向结构包括设于所述第一抱箍件4内圈上的第一环形凸台41、与所述第一环形凸台41相配合的设于所述第一驱动单元14上的第一环形凹槽42；所述第一周向结构包括设于所述第一抱箍件4内圈上的第一凸台43、与所述第一凸台43相配合的设于所述第一驱动单元14上的第一凹槽44；所述第二轴向结构包括设于所述第二抱箍件49内圈上的第二环形凸台45、与所述第二环形凸台45相配合的设于所述膝关节驱动单元15上的第二环形凹槽46；所述第二周向结构包括设于所述第二抱箍件49内圈上的第二凸台47、与所述第二凸台47相配合的设于所述膝关节驱动单元15上的第二凹槽48。
第一驱动单元14和膝关节驱动单元15均通过可快速拆卸的抱箍结构固定在第一大腿体11和第二大腿体12上，通过凸台和凹槽的止动结构，限制第一驱动单元14在第一大腿体11上的轴向和周向位移、膝关节驱动单元15在第二大腿体12上的轴向和周向位移，当需要拆卸时，只需松开相互对锁的抱箍即可，拆卸方便快捷，固定可靠。
所述第三轴向结构包括设于所述第三抱箍件62内圈上的第三环形凸台66、与所述第三环形凸台66相配合的设于所述髋关节驱动单元13上的第三环形凹槽65；所述第三周向结构包括设于所述第三抱箍件62内圈上的第三凸台67、与所述第三凸台67相配合的设于髋关节驱动单元13上的第三凹槽68；
所述第六轴向结构包括设于所述第六抱箍件54内圈上的第六环形凸台56、与所述第六环形凸台56相配合的设于所述跨步驱动单元52上的第六环形凹槽55；所述第六周向结构包括设于所述第六抱箍件54内圈上的第六凸台58、与所述第六凸台58相配合的设于跨步驱动单元52上的第六凹槽57。
本实施例中：第一抱箍件4、第二抱箍件49和所述第六抱箍件54分别为半圆形弧形结构，其两端开设用于装配紧固件的连接孔63；相应的第一大腿体11、第二大腿体12和腰腹部件53具有凹弧状结构，其端面设有用于固定紧固件的装配孔64；半圆形弧形结构与凹弧状结构螺接在一起，形成完整的包覆结构。
本实施例中：所述脚踝驱动单元包括第一脚踝驱动单元22和第二脚踝驱动单元23，所述第一脚踝驱动单元22和所述第二脚踝驱动单元23上下排列于所述小腿体21上；所述第一脚踝驱动单元22的输出端依次连接有第一摇臂24和第一连动杆25，所述第二脚踝驱动单元23的输出端依次连接有第二摇臂26和第二连动杆27，所述第一连动杆25和第二连动杆27构成前叉臂，并通过前轴承座50与所述脚部支撑件31活动连接，以驱动所述脚部支撑件31作上下、左右方向的摆动；所述小腿体21下端设有后叉臂30，并通过后轴承座51与所述脚部支撑件31活动连接，以配合所述第一连动杆25和所述第二连动杆27完成所述脚部支撑件31作上下、左右方向的摆动。
本实施例中：所述第二大腿体12设有与所述膝关节驱动单元15相接触的导热件29。所述小腿体21前侧或后侧设有与所述小腿体21扣合的弹性保护罩28。所述脚部支撑件（31）脚底部覆有脚部缓冲件32。所述膝关节驱动单元15装配在所述大腿体组件1上，并通过杆状结构驱动所述小腿体21组件2相对于所述大腿体组件1前后摆动。所述跨步驱动单元52、髋关节驱动单元13、第一驱动单元14、膝关节驱动单元15、脚踝驱动单元分别为旋转电机或具有减速器的电机。
进一步，所述第二大腿体12或/和小腿体21或/和腰腹部件53上或其周边设有导热件29或/和散热件69，所述导热件29为金属片或热管或冷却液或金属丝或翅片；所述散热件69为风机或风扇或散热翅片，用于对驱动单元进行散热。
本发明人形机器人的腿部动力结构的第三种具体实施例：
一种人形机器人的腿部动力结构，包括设于人形机器人腰部的，依次连接的跨步驱动单元52、大腿杆组件、小腿杆组件和脚部组件3，所述大腿杆组件包括第一大腿杆、第二大腿杆，所述小腿杆组件包括小腿杆，所述脚部组件3包括脚部支撑件31；所述跨步驱动单元52，用于驱动所述第一大腿体11前后摆动，进而带动整个腿部动力结构前后摆动；所述第一大腿杆上部设有髋关节电机及减速器单元，以驱动所述第一大腿杆左右摆动进而带动整个腿部动力结构左右摆动；所述第一大腿杆和所述第二大腿杆之间设有第一电机及减速器单元，以驱动所述第一大腿杆与所述第二大腿杆相对周向转动；所述大腿杆组件与所述小腿杆组件之间设有膝关节电机及减速器单元，以驱动所述大腿杆组件和所述小腿杆组件相对前后摆动；所述小腿杆上设有脚踝电机及减速器单元，所述脚踝电机及减速器单元的输出端设有依次连接的摇臂和连杆，所述连杆与所述脚部支撑件31连接，以带动所述脚部支撑件31作上下、左右方向的摆动。
本实施例中：所述第一电机及减速器单元通过第一抱箍组件固定于所述第一大腿杆上，所述第一抱箍组件与所述第一电机及减速器单元之间设有限制所述第一电机及减速器单元轴向运动的第一轴向结构，以及限制所述第一电机及减速器单元周向转动的第一周向结构；所述第一轴向结构和第一周向结构为一个合体结构或两个分体式结构；所述膝关节电机及减速器单元通过第二抱箍组件固定于所述第二大腿杆上，所述第二抱箍组件与所述膝关节电机及减速器单元之间设有限制所述膝关节电机及减速器单元轴向运动的第二轴向结构，以及限制所述膝关节电机及减速器单元周向运动的第二周向结构。
本实施例中：所述第一轴向结构包括设于所述第一抱箍组件内圈上的第一环形凸台41、与所述第一环形凸台41相配合的设于所述第一电机及减速器单元上的第一环形凹槽42；所述第一周向结构包括设于所述第一抱箍组件内圈上的第一凸台43、与所述第一凸台43相配合的设于所述第一电机及减速器单元上的第一凹槽44；所述第二轴向结构包括设于所述第二抱箍组件内圈上的第二环形凸台45、与所述第二环形凸台45相配合的设于所述膝关节电机及减速器单元上的第二环形凹槽46；所述第二周向结构包括设于所述第二抱箍组件内圈上的第二凸台47、与所述第二凸台47相配合的设于所述膝关节电机及减速器单元上的第二凹槽48。
本实施例中：所述第一抱箍组件和所述第二抱箍组件均弧形抱箍。第一电机及减速器单元和膝关节电机及减速器单元均通过可快速拆卸的抱箍结构固定在第一大腿杆和第二大腿杆上，通过凸台和凹槽的止动结构，限制第一电机及减速器单元在第一大腿杆上的轴向和周向位移、膝关节电机及减速器单元在第二大腿杆上的轴向和周向位移，当需要拆卸时，只需松开相互对锁的抱箍即可，拆卸方便快捷，固定可靠。
本实施例中：所述脚踝电机及减速器单元包括第一脚踝电机及减速器单元和第二脚踝电机及减速器单元，所述第一脚踝电机及减速器单元和所述第二脚踝电机及减速器单元上下排列于所述小腿杆上；所述第一脚踝电机及减速器单元的输出端依次连接有第一摇臂24和第一连动杆25，所述第二脚踝电机及减速器单元的输出端依次连接有第二摇臂26和第二连动杆27，所述第一连动杆25和第二连动杆27构成前叉臂，并通过前轴承座50与所述脚部支撑件31活动连接，以驱动所述脚部支撑件31作上下、左右方向的摆动；所述小腿杆下端设有后叉臂30，并通过后轴承座51与所述脚部支撑件31活动连接，以配合所述第一连动杆25和所述第二连动杆27完成所述脚部支撑件31作上下、左右方向的摆动。
本发明人形机器人的一种具体实施例：
一种人形机器人，其腰部设有上述的一种人形机器人的腿部动力结构。
本申请中，固接方式可以为螺接或焊接或铆接或插接或通过其他部件进行连接，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

  1. 一种人形机器人的腿部动力结构，其特征在于，
    包括设于人形机器人腰部的，依次连接的跨步驱动单元（52）、大腿体组件（1）、小腿体（21）组件（2）和脚部组件（3），所述大腿体组件（1）包括第一大腿体（11）、第二大腿体（12），所述小腿体（21）组件（2）包括小腿体（21），所述脚部组件（3）包括脚部支撑件（31）；
    所述跨步驱动单元（52），用于驱动所述第一大腿体（11）前后摆动，进而带动整个腿部动力结构前后摆动；
    所述第一大腿体（11）上部设有髋关节驱动单元（13），以驱动所述第一大腿体（11）左右摆动，进而带动整个腿部动力结构左右摆动；
    所述第一大腿体（11）和所述第二大腿体（12）之间，设有第一驱动单元（14），以实现所述第一大腿体（11）与所述第二大腿体（12）相对周向转动；
    所述大腿体组件（1），或大腿体组件（1）与所述小腿体（21）组件（2）之间，设有膝关节驱动单元（15），以实现所述大腿体组件（1）与所述小腿体（21）相对前后摆动；
    所述小腿体（21）上设有脚踝驱动单元，所述脚踝驱动单元的输出端设有连杆，所述连杆与所述脚部支撑件（31）连接，以带动所述脚部支撑件（31）作上下、左右方向的摆动。
  2. 如权利要求1所述的一种人形机器人的腿部动力结构，其特征在于，
    所述第一驱动单元（14）通过第一抱箍件（4）固定于所述第一大腿体（11）上，所述第一抱箍件（4）与所述第一驱动单元（14）之间设有限制所述第一驱动单元（14）轴向运动的第一轴向结构，以及限制所述第一驱动单元（14）周向转动的第一周向结构；所述第一轴向结构和第一周向结构为一个合体结构或两个分体式结构；
    或/和，所述膝关节驱动单元（15）通过第二抱箍件（49）固定于所述第二大腿体（12）上，所述第二抱箍件（49）与所述膝关节驱动单元（15）之间设有限制所述膝关节驱动单元（15）轴向运动的第二轴向结构，以及限制所述膝关节驱动单元（15）周向运动的第二周向结构；所述第二轴向结构和第二周向结构为一个合体结构或两个分体式结构；
    或/和，所述髋关节驱动单元（13）通过第三抱箍件（62）固定在跨步驱动单元（52）的旋转端上；所述第三抱箍件（62）与所述髋关节驱动单元（13）之间设有限制髋关节驱动单元（13）轴向运动的第三轴向结构，以及限制所述髋关节驱动单元（13）周向运动的第三周向结构；所述第三轴向结构和第三周向结构为一个合体结构或两个分体式结构；
    或/和，所述跨步驱动单元（52）通过第六抱箍件（54）装配在腰腹部件（53）上；所述第六抱箍件（54）与所述跨步驱动单元（52）之间设有限制跨步驱动单元（52）轴向运动的第六轴向结构，以及限制所述跨步驱动单元（52）周向运动的第六周向结构；所述第六轴向结构和第六周向结构为一个合体结构或两个分体式结构。
  3. 如权利要求2所述的一种人形机器人的腿部动力结构，其特征在于，
    所述第一轴向结构包括设于所述第一抱箍件（4）内圈上的第一环形凸台（41）、与所述第一环形凸台（41）相配合的设于所述第一驱动单元（14）上的第一环形凹槽（42）；所述第一周向结构包括设于所述第一抱箍件（4）内圈上的第一凸台（43）、与所述第一凸台（43）相配合的设于所述第一驱动单元（14）上的第一凹槽（44）；
    或/和，所述第二轴向结构包括设于所述第二抱箍件（49）内圈上的第二环形凸台（45）、与所述第二环形凸台（45）相配合的设于所述膝关节驱动单元（15）上的第二环形凹槽（46）；所述第二周向结构包括设于所述第二抱箍件（49）内圈上的第二凸台（47）、与所述第二凸台（47）相配合的设于所述膝关节驱动单元（15）上的第二凹槽（48）；
    或/和，所述第三轴向结构包括设于所述第三抱箍件（62）内圈上的第三环形凸台（66）、与所述第三环形凸台（66）相配合的设于所述髋关节驱动单元（13）上的第三环形凹槽（65）；所述第三周向结构包括设于所述第三抱箍件（62）内圈上的第三凸台（67）、与所述第三凸台（67）相配合的设于髋关节驱动单元（13）上的第三凹槽（68）；
    所述第六轴向结构包括设于所述第六抱箍件（54）内圈上的第六环形凸台（56）、与所述第六环形凸台（56）相配合的设于所述跨步驱动单元（52）上的第六环形凹槽（55）；所述第六周向结构包括设于所述第六抱箍件（54）内圈上的第六凸台（58）、与所述第六凸台（58）相配合的设于跨步驱动单元（52）上的第六凹槽（57）。
  4. 如权利要求3所述的一种人形机器人的腿部动力结构，其特征在于，
    所述第一抱箍件（4）、所述第二抱箍件（49）、所述第三抱箍件（62）和第六抱箍件（54）均包括两个对半均分、相互配合对锁的抱箍；
    或，第一抱箍件（4）、第二抱箍件（49）、第六抱箍件（54）分别为半圆形弧形结构，其两端开设用于装配紧固件的连接孔（63），所述第三抱箍件（62）分别包括两个能相互配合对锁的抱箍环体；相应的第一大腿体（11）、第二大腿体（12）、腰腹部件（53）具有凹弧状结构，其端面设有用于固定紧固件的装配孔（64）；半圆形弧形结构与凹弧状结构螺接在一起，形成完整的包覆结构。
  5. 如权利要求1-4任一所述的一种人形机器人的腿部动力结构，其特征在于，所述脚踝驱动单元包括第一脚踝驱动单元（22）和第二脚踝驱动单元（23），所述第一脚踝驱动单元（22）和所述第二脚踝驱动单元（23）上下排列于所述小腿体（21）上；
    所述第一脚踝驱动单元（22）的输出端依次连接有第一摇臂（24）和第一连动杆（25），所述第二脚踝驱动单元（23）的输出端依次连接有第二摇臂（26）和第二连动杆（27），所述第一连动杆（25）和第二连动杆（27）构成前叉臂，并通过前轴承座（50）与所述脚部支撑件（31）活动连接，以驱动所述脚部支撑件（31）作上下、左右方向的摆动；
    所述小腿体（21）下端设有后叉臂（30），并通过后轴承座（51）与所述脚部支撑件（31）活动连接，以配合所述第一连动杆（25）和所述第二连动杆（27）完成所述脚部支撑件（31）作上下、左右方向的摆动。
  6. 如权利要求5所述的一种人形机器人的腿部动力结构，其特征在于，
    所述第二大腿体（12）设有与所述膝关节驱动单元（15）相接触的导热件（29）；
    或，所述小腿体（21）前侧或后侧设有与所述小腿体（21）扣合的弹性保护罩（28）；
    或，所述脚部支撑件（31）脚底部覆有脚部缓冲件（32）；
    或，所述第二大腿体（12）或/和小腿体（21）或/和腰腹部件（53）上或其周边设有导热件（29）或/和散热件（69），所述导热件（29）为金属片或热管或冷却液或金属丝或翅片；所述散热件（69）为风机或风扇或散热翅片；
    或，所述膝关节驱动单元（15）装配在所述大腿体组件（1）上，并通过杆状结构驱动所述小腿体（21）组件（2）相对于所述大腿体组件（1）前后摆动；
    或，所述跨步驱动单元（52）、髋关节驱动单元（13）、第一驱动单元（14）、膝关节驱动单元（15）、脚踝驱动单元分别为旋转电机或具有减速器的电机。
  7. 一种人形机器人的腿部动力结构，其特征在于，
    包括用于装配于人形机器人的跨步驱动单元（52）、第一大腿体（11）、小腿体（21）和脚部支撑件（31）；
    所述跨步驱动单元（52），用于驱动所述第一大腿体（11）前后摆动，进而带动整个腿部动力结构前后摆动；
    所述第一大腿体（11）装配髋关节驱动单元（13），以驱动所述第一大腿体（11）左右摆动，用于带动整个腿部动力结构左右摆动；
    第一大腿体（11），或在第一大腿体（11）与小腿体（21）之间，装配膝关节驱动单元（15），以驱动小腿体（21）相对于第一大腿体（11）摆动；
    所述小腿体（21），或在小腿体（21）与脚部支撑件（31）之间，装配脚踝驱动单元，以带动脚部支撑件（31）摆动。
  8. 如权利要求7所述的一种人形机器人的腿部动力结构，其特征在于，
    第一大腿体（11）通过第二大腿体（12）与膝关节驱动单元（15）相连接；
    所述第一大腿体（11）和所述第二大腿体（12）之间，设有第一驱动单元（14）、输入连接件（59）以及输出连接件（60），以实现所述第一大腿体（11）与所述第二大腿体（12）相对周向转动；髋关节驱动单元（13）的固定端固接在一跨步驱动单元（52）的旋转端上，所述跨步驱动单元（52）装配在腰腹部件（53）上；
    或/和，所述第一驱动单元（14）的固定端通过第一抱箍件（4）固定于所述第一大腿体（11）上，所述第一抱箍件（4）与所述第一驱动单元（14）的固定端择一设置凹孔一，另一个设置凸体一；所述凹孔一的截面形状与凸体一的截面形状相匹配；
    或/和，所述膝关节驱动单元（15）的固定端通过第二抱箍件（49）固定于所述第二大腿体（12）上，所述第二抱箍件（49）与所述膝关节驱动单元（15）的固定端择一设置凹孔二，另一个设置凸体二；所述凹孔二的截面形状与凸体二的截面形状相匹配；
    或/和，所述髋关节驱动单元（13）的固定端通过第三抱箍件（62）固定在跨步驱动单元（52）的旋转端上；所述第三抱箍件（62）与所述髋关节驱动单元（13）的固定端择一设置凹孔三，另一个设置凸体三；所述凹孔三的截面形状与凸体三的截面形状相匹配；
    或/和，脚踝驱动单元的固定端通过第四抱箍件固定于小腿体（21）上，所述第四抱箍件与所述脚踝驱动单元的固定端择一设置凹孔四，另一个设置凸体四；所述凹孔四的截面形状与凸体四的截面形状相匹配；
    或/和，所述输入连接件（59）和输出连接件（60）通过第五抱箍件（61）进行固定；
    所述跨步驱动单元（52）通过第六抱箍件（54）装配在腰腹部件（53）上，所述第六抱箍件（54）与所述跨步驱动单元（52）的固定端择一设置凹孔六，另一个设置凸体六；所述凹孔六的截面形状与凸体六的截面形状相匹配。
  9. 如权利要求8所述的一种人形机器人的腿部动力结构，其特征在于，
    第一抱箍件（4）、第二抱箍件（49）、第四抱箍件、第六抱箍件（54）分别为半圆形弧形结构，其两端开设用于装配紧固件的连接孔（63）；相应的第一大腿体（11）、第二大腿体（12）、小腿体（21）、腰腹部件（53）为凹弧状结构或方形片状结构，其端面设有用于固定紧固件的装配孔（64）；半圆形弧形结构与凹弧状结构螺接在一起，形成完整的腿部包覆结构；
    第三抱箍件（62）、第五抱箍件（61）分别包括两个能相互配合对锁的抱箍环体；
    或/和，凹孔一、凹孔二、凹孔三、凹孔四、凹孔六分别为方形凹孔或圆形凹孔或变径凹孔或梯形凹孔或三角形凹孔；相应的凸体一、凸体二、凸体三、凸体四、凸体六分别为方形凸体或圆形凸体或变径凸体或梯形凸体或三角形凸体；
    或，第一抱箍件（4）或/和第二抱箍件（49）或/和第三抱箍件（62）或/和第四抱箍件或/和第五抱箍件（61）、第六抱箍件（54）为半圆形弧形结构或环状结构或扇形结构或条状结构，其两端开设用于装配紧固件的连接孔（63）；第一大腿体（11）或/和第二大腿体（12）或/和腰腹部件（53）或/和小腿体（21）为凹弧状结构或方形片状结构或杆状结构或柱状结构或套筒结构，其端面设有用于固定紧固件的装配孔（64）；
    或/和，所述脚部支撑件（31）为鞋状结构或片状结构或人脚状结构或块状结构。
  10. 一种人形机器人，其特征在于，其腰部设有如权利要求1-9任一所述的一种人形机器人的腿部动力结构。
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