CN117446050A - 传动结构及小腿、足的驱动机构、人形机器人、机器人 - Google Patents

Abstract

本申请涉及机器人技术领域，公开了一种传动结构及小腿、足的驱动机构、人形机器人、机器人，包括曲柄、摇杆及驱动曲柄摇杆的关节模组，曲柄具有相互同轴设置法兰盘与支撑端，关节模组包括具有输出法兰的减速器，以及支撑件。支撑件与关节模组相对固定设置，法兰盘与输出法兰固定连接，支撑端与的支撑件可转动地固定连接。工作时曲柄受到的冲击力可以分散至输出法兰和支撑端，也即抵消了偏离关节模组输出法兰的转动轴的力矩，解决了现有技术中因长期存该偏心力矩而导致的减速器工作时异常发热和异响的问题，延长关节模组的有效工作寿命。

Description

传动结构及小腿、足的驱动机构、人形机器人、机器人

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，涉及一种传动结构及小腿、足的驱动机构、人形机器人、机器人。

背景技术

机器人技术中，研发具有仿人形双足机器人是行业的热点。双足机器人的下肢常具有仿人下肢的双腿，包括大腿、小腿、足，整个腿结构通常可以左右摆动和绕竖直方向转动，大腿、小腿及足均可以独立的转动，如此通过各部分的配合运动，实现双足机器人的仿人形行走。

其中，双足机器人各自由度的运动通常需要通过如关节模组等驱动元件及如曲柄摇杆等传动机构实现传动，例如，通过在待驱动部分的支撑结构上固定设置关节模组，关节模组的输出端连曲柄摇杆机构的曲柄一端连接，通过摇杆与待驱动部分连接，进而可以通过关节模组驱动曲柄转动，通过摇杆带动待驱动的部分运动。

人形机器人整体质量大，行走时的力矩输出高，常采用由齿轮组构成的行星减速器作为减速器，行星减速器一般包作为输入端的太阳轮和作为输出端的行星架，行星架上设置有若干与太阳轮啮合的行星轮，通过电机与行星减速器的太阳轮输入端连接，驱动太阳轮转动，太阳轮驱动行星轮与外侧齿圈啮合，呈环绕太阳轮的形式转动，从而带动行星架转动，由此可实现减速传动，行星架的输出端一般为可与待驱动部件连接的输出法兰。

现有技术中，对于采用曲柄摇杆机构控制小腿运动的人形机器人而言，一般将曲柄呈悬臂状固定在关节模组的输出端上，即曲柄安装端一侧与关节模组的输出法兰固定，另一侧悬空无支撑。

如此，在机器人站立和行走时，均会产生一偏离小腿关节模组输出法兰的转动轴的力，且随机器人进行的复杂运动及行走触地受到的冲击力，形成方向不断交变的力，在该力的长期作用下，会导致与输出法兰连接的轴承和减速器的行星轮受损，进而导致减速器转动时产生异响、关节模组的有效工作寿命下降等问题。

发明内容

本申请提供了一种双足机器人的传动结构及小腿、足的驱动机构、人形机器人、机器人，旨在解决现有双足机器人采用曲柄摇杆机构驱动机器人运动时，关节模组的减速器齿轮易受损，导致关节模组转动时产生异响、有效工作寿命下降等问题。

在一个方案中，提供了一种双足机器人的传动结构，包括：

构造有法兰盘与支撑端的曲柄，

与曲柄铰接的摇杆，

用于驱动曲柄转动的关节模组，关节模组包括具有输出法兰的减速器；及

支撑件，支撑件与关节模组相对固定设置；

其中，法兰盘与输出法兰固定连接，支撑端与的支撑件可转动地固定连接，支撑端与输出法兰的转动轴同轴。

在一个方案中，法兰盘及支撑端内设置一贯通的空腔。

在一个方案中，双足机器人的传动结构还包括：

轴承，

支撑端大致呈圆柱状，支撑件构造有一圆形槽，

轴承的内环与支撑端抵接，轴承的外环嵌入圆形槽设置。

在一个方案中，双足机器人的传动结构还包括：

轴承，

支撑端之内构造有一圆形槽，支撑件具有大致呈圆柱状的固定位，

轴承的内环与固定位抵接，轴承的外环嵌入圆形槽设置。

在一个方案中，双足机器人的传动结构还包括：

延伸段，延伸段大致呈中空圆柱型，延伸段的两端分别与法兰盘和支撑端同轴的固定连接，及

连杆段，连杆段与法兰盘、或与法兰盘及延伸段固定连接，连杆段具有双支撑结构，双支撑结构与摇杆的一端的两侧通过连接件同时铰接；

连杆段与延伸段在延伸段径向上的投影大致重叠。

在一个方案中，连杆段包括内连杆翼及外连杆翼，

内连杆翼与外连杆翼大致呈片状，内连杆翼包括一体成型的第一延伸翼与第一连杆翼，外连杆翼包括一体成型的第二延伸翼与第二连杆翼，第一延伸翼与法兰盘、或与法兰盘及延伸段固定连接，第二延伸翼与延伸段相对临近支撑端的位置固定连接；

内连杆翼与外连杆翼在法兰盘轴向上的投影大致重叠。

在一个方案中，双足机器人的传动结构还包括：连接段，

连接段设置于第一延伸翼与第二延伸翼之间，且分别与第一延伸翼与第二延伸翼固定连接，并与延伸段固定连接。

在一个方案中，双足机器人的传动结构还包括：

第一延伸翼、第二延伸翼及法兰盘在法兰盘的轴向上构造有至少一个贯通的安装孔。

在一个方案中，提供了一种双足机器人的小腿驱动机构，包括：

构造有第一法兰盘与第一支撑端的小腿曲柄，

与小腿曲柄铰接的小腿摇杆，

用于驱动小腿曲柄转动的小腿关节模组，小腿关节模组包括具有小腿关节模组输出法兰的小腿关节减速器；及

大腿，小腿关节模组与大腿固定连接；

其中，第一法兰盘与小腿关节模组输出法兰固定连接，第一支撑端与的大腿可转动地固定连接，第一支撑端与小腿关节模组输出法兰的转动轴同轴。

在一个方案中，双足机器人的小腿驱动机构还包括：

第一轴承，第一支撑端大致呈圆柱状，大腿构造有一第一圆形槽，第一轴承的内环与第一支撑端抵接，第一轴承的外环嵌入第一圆形槽设置；

第一延伸段，延伸段大致呈中空圆柱型，第一延伸段的两端分别与第一法兰盘和第一支撑端同轴的固定连接；及

第一连杆段，第一连杆段与第一法兰盘、或与第一法兰盘及第一延伸段固定连接，第一连杆段具有双支撑结构，双支撑结构与小腿摇杆的一端的两侧通过第一连接件同时铰接；第一连杆段与第一延伸段在第一延伸段径向上的投影大致重叠；

第一连杆段包括第一内连杆翼及第一外连杆翼，第一内连杆翼与第一外连杆翼大致呈片状，第一内连杆翼包括一体成型的小腿第一延伸翼与小腿第一连杆翼，外连杆翼包括一体成型的小腿第二延伸翼与小腿第二连杆翼，小腿第一延伸翼与第一法兰盘、或与第一法兰盘及第一延伸段固定连接，小腿第二连杆翼与第一延伸段相对临近第一支撑端的位置固定连接；第一内连杆翼与第一外连杆翼在第一法兰盘轴向上的投影大致重叠；

第一连接段，第一连接段设置于小腿第一延伸翼与小腿第二延伸翼之间，且分别与小腿第一延伸翼与小腿第二延伸翼固定连接，并与第一延伸段固定连接；

小腿第一延伸翼、小腿第二延伸翼及第一法兰盘在第一法兰盘的轴向上构造有至少一个贯通的第一安装孔；

第一法兰盘、第一延伸段及第一支撑端内设置一贯通的第一空腔。

在一个方案中，双足机器人的小腿驱动机构还包括：

限位件，限位件包括第一限位部与第二限位部，第一限位部与第二限位部分别与小腿关节模组相对固定，

通过第一内连杆翼与第一外连杆翼临近第一延伸段的两侧的外延限定有第一止挡部与第二止挡部；

第一止挡部运动至第一限位位置时与第一限位部抵接，第二止挡部运动至第二限位位置时与第二限位部抵接。

在一个方案中，提供一种双足机器人的足驱动机构，包括：

构造有第二法兰盘与第二支撑端的足曲柄，

与足曲柄铰接的足摇杆，

用于驱动足曲柄转动的足关节模组，足关节模组包括具有足关节模组输出法兰的足关节减速器；及

小腿，足关节模组与小腿固定连接；

其中，第二法兰盘与足关节模组输出法兰固定连接，第二支撑端与的小腿可转动地固定连接，第二支撑端与足关节模组输出法兰的转动轴同轴。

在一个方案中，双足机器人的足驱动机构还包括：

第二轴承及支撑座，

第二法兰盘背离足关节模组输出法兰的一侧设置第二支撑端，第二支撑端大致呈圆柱状；

支撑座与小腿临近足曲柄的一侧固定连接，支撑座上设置有一第二圆形槽；

第二轴承的内环与第二支撑端抵接，第二轴承的外环嵌入第二圆形槽设置。

在一个方案中，双足机器人的足驱动机构还包括：

支撑座包括一体成型的大致呈弧形的固定部及支撑部，固定部与支撑部大致同轴，固定部与小腿临近足曲柄的一侧固定连接，第二圆形槽构造于支撑部之上。

在一个方案中，提供一种人形机器人，包括：

前述方案双足机器人的传动结构、双足机器人的小腿驱动机构或双足机器人的足驱动机构。

在一个方案中，提供一种机器人，包括：

前述方案双足机器人的传动结构、双足机器人的小腿驱动机构或双足机器人的足驱动机构。

本申请的有益效果：

本申请通过将曲柄一侧通过法兰盘与关节模组输出法兰固定、另一侧通过支撑端可转动的固定，形成双侧支撑结构，如此，曲柄承受的冲击力可以分散至输出法兰和支撑端，抵消了偏离关节模组输出法兰的转动轴的力矩，解决了现有技术中因长期存该偏心力矩而导致的减速器工作时异常发热和异响的问题，延长关节模组的有效工作寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本申请一实施例中现有技术中曲柄与关节模组的配合示意图；

图2本申请一实施例中现有技术中曲柄与关节模组受力分析示意图；

图3本申请一实施例中双足机器人的传动结构的结构示意图；

图4是本申请一实施例中双足机器人的传动结构的结构示意图；

图5是本申请一实施例中双足机器人的传动结构受力分析示意图；

图6是本申请一实施例中双足机器人的传动结构剖面结构示意图；

图7是本申请一实施例中双足机器人的传动结构立体示意图；

图8是本申请一实施例中小腿曲柄结构的立体示意图；

图9是本申请一实施例中的小腿曲柄的主视示意图；

图10是本申请一实施例中的小腿曲柄摇杆结构示意图；

图11是本申请一实施例中双足机器人的腿部结构示意图；

图12是本申请一实施例中小腿曲柄与限位件的示意图；

图13是本申请一实施例中小腿传动结构的剖面示意图；

图14是本申请一实施例中足曲柄摇杆结构的爆炸示意图；

图15是本申请一实施例中足曲柄摇杆结构的剖面结构示意图；

图16是本申请一实施例中人形机器人示意图；

图中各附图标记：

1、曲柄；101、法兰盘；102、支撑端；1021、圆形槽；103、空腔；104、延伸段；

105、连杆段；1051、内连杆翼；10511、第一延伸翼；10512、第一连杆翼；1052、外连杆翼；10521、第二延伸翼；10522、第二连杆翼；

106、安装孔；107、连接段；

2、摇杆；

3、关节模组；301、输出法兰；302、减速器；

4、支撑件；401、固定位；402、圆形槽；

5、轴承；

6、连接件；

7、小腿曲柄；701、第一法兰盘；702、第一支撑端；703、第一延伸段；704、第一连杆段；7041、第一内连杆翼；70411、小腿第一延伸翼；70412、小腿第一连杆翼；70413、第一止挡部；7042、第一外连杆翼；70421、小腿第二延伸翼；70422、小腿第二连杆翼；70423、第二止挡部；705、第一连接段；706、第一安装孔；707、第一空腔；

8、小腿摇杆；

9、小腿关节模组；901、小腿关节模组输出法兰；902、小腿关节减速器；

10、大腿；1001、第一圆形槽；

11、第一轴承；

12、限位件；1201、第一限位部；1202、第二限位部；

13、足曲柄；1301、第二法兰盘；1302、第二支撑端；

14、足摇杆；

15、足关节模组；1501、足关节模组输出法兰；1502、足关节减速器；

16、小腿；

17、第二轴承；

18、支撑座；1801、第二圆形槽；1802、固定部；1803、支撑部。

A1、曲柄；A2、输出端轴承；A3、减速器；A31、行星轮；A32、行星架；A321、输出法兰；A34、太阳轮；A4、关节模组；

限定轴线B为关节模组输出法兰的转动轴；限定轴线C为小腿关节模组输出法兰的转动轴；限定轴线D为足关节模组输出法兰的转动轴；限定方向X为法兰盘的轴向，限定方向X1为第一法兰盘的轴向；限定方向Y为延伸段的径向；限定方向Y1为第一延伸段的径向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本发明中，"大致呈"这一概念描述了一个整体结构或形状的主要特征。在描述物体形状时，这意味着物体主要呈现某种特定形状，但在非功能性的细节上可能有所不同。这些细节差异不影响整体特征，因此可以归类为"大致呈"某种形状。例如，描述圆形物体时，表述为"大致呈圆形"，意味着物体整体形状为圆形，但在某些非功能性细节上存在差异。同样地，描述立方体时，表述为"大致呈立方体"，意味着物体整体形状为立方体，但在某些非功能性细节上存在差异。

在现有技术中，如图1和图2所示，关节模组A4包括减速器A3及输出端轴承A2，减速器A3包括太阳轮A34、行星轮A31、行星架A32及输出法兰A321。对于采用曲柄摇杆机构控制小腿运动的人形机器人而言，将曲柄A1与输出法兰A321固定连接，输出端轴承A2至行星轮A31的力臂为L₂，输出端轴承A2至曲柄A1外端的距离为L₁，即使得行星架A32形成以输出端轴承A2为支点的杠杆。

在站立和行走时，在曲柄A1与摇杆2的连接端施加或者承受冲击力F₁时，会在关节模组3的行星轮A31处形成作用力F₂，即会产生一个偏离减速器A3的输出法兰的转动轴B的力距，在该力矩的长期作用下，会导致减速器A3之内的行星轮A31受损，进而导致减速器A3转动时产生异响、异常发热等问题，导致关节模组3的寿命下降。

基于此，本申请进行改进创新，提出如下实施例。

在一些实施方式中，请参阅图3-图5，提供了一种双足机器人的传动结构，包括：

构造有法兰盘101与支撑端102的曲柄1，与曲柄1铰接的摇杆2，用于驱动曲柄1转动的关节模组3，关节模组3包括具有输出法兰301的减速器302；及支撑件4，支撑件4与关节模组3相对固定设置。

其中，法兰盘101与输出法兰301固定连接，支撑端102与的支撑件4可转动地固定连接，支撑位置例如图5中的O₁和O₂，支撑端102与输出法兰301的转动轴B同轴。

支撑件4为关节模组3提供安装和固定的位置，关节模组3固定在支撑件4之上，曲柄1的法兰盘101与关节模组3的输出法兰301固定连接，设置在法兰盘101另一侧的支撑端102再与支撑件4可转动的固定连接，如此，通过将待驱动部件与支撑件4相互铰接，再将摇杆2相对于曲柄1的另一端与转动件铰接，可以通过关节模组3和曲柄摇杆机构驱动转动件转动。且此时曲柄1呈一侧由输出法兰301支撑，另一侧由支撑端102进行支撑的状态。

此时，曲柄1不再是如现有技术中呈悬臂、仅由关节模组3的输出端轴承支撑的状态，而是两侧都具有支撑结构，即通过关节模组3的输出端轴承和支撑端102共同支撑曲柄1的状态。

如此，如图5所示，双足机器人行走或者站立时，自摇杆2传递至曲柄的反作用力或者冲击力分别由关节模组3的输出端轴承A2和支撑端102共同承受，不会形成偏离关节模组3的输出法兰301轴向的力矩，即消除了对关节模组减速器302的行星轮A31部分产生冲击的力矩，确保减速器302传动结构正常运转，解决了该力矩长期存在而导致的齿轮磨损，进而导致的减速器工作时异常发热和异响的问题，显然也可以延长关节模组3有效工作寿命。

在一些实施方式中，曲柄1的支撑端102可通过多种方式与支撑件4可转动的固定连接，以确保支撑端102与输出法兰301可以同轴的转动且稳固连接为基础。例如，可以通过设置轴承实现支撑端102与支撑件4的可转动连接，也可以在支撑端102与支撑件4之间设置铜套进行可转动连接，或者是在两者之间设置滚轮、滚珠或者滚柱等方式可转动连接，在此不再一一列举。

在一些实施方式中，请参阅图3、图6，法兰盘101及支撑端102内设置一贯通的空腔103，即法兰盘101和支撑端102均设置为中空结构，一方面可以降低曲柄1的自重，降低曲柄1转动时的惯量，降低控制难度及能耗，另一方面，该空腔103可以供机器人的线缆走线、布线，即将需要经过曲柄1的线缆从该空腔103穿过即可，结构更为紧凑，且便利。

在一些实施方式中，请参阅图3，双足机器人的传动结构还包括：

轴承5，支撑端102大致呈圆柱状，与输出法兰301同轴设置，支撑件4构造有一圆形槽402，轴承5的内环与支撑端102抵接，轴承5的外环嵌入圆形槽402设置。

曲柄1一侧通过法兰盘101与关节模组3的输出法兰301固定连接，另一端由轴承5对支撑端102进行支撑，进而使曲柄1呈一侧由关节模组3的输出端轴承进行支撑，另一侧由轴承5支撑的状态。

从而实现在双足机器人行走或者站立时，自摇杆2传递至曲柄1的反作用力或者冲击力，分别由关节模组3的输出端轴承和支撑端102共同承受的目的，消除了对关节模组3减速器302的行星轮部分产生冲击的力矩，确保减速器302传动结构正常运转，解决了因长期存在该力矩而导致的减速器齿轮结构磨损、产生异响、异常发热的问题，显然也可以延长关节模组3有效工作寿命。

在一些实施方式中，请参阅图4，双足机器人的传动结构还包括：

轴承5，支撑端102之内构造有一圆形槽1021，支撑件4具有大致呈圆柱状的固定位401，轴承5的内环与固定位401抵接，轴承5的外环嵌入圆形槽1021设置。

曲柄1一侧通过法兰盘101与关节模组3的输出法兰301固定连接，另一端通过圆形槽1021与轴承5的外环抵接，由轴承5对支撑端102进行支撑，进而使曲柄1呈一侧由关节模组3的输出端轴承进行支撑，另一侧由轴承5支撑的状态。

从而实现双足机器人站立或者行走时，分别由关节模组3的输出端轴承和支撑端102共同承受冲击力和反作用力的目的，消除了对关节模组3减速器302的行星轮部分产生冲击的力矩，也避免前述的减速器的齿轮结构磨损、产生异响、发热异常等问题，显然也可以延长关节模组3的有效工作寿命。

在一些实施方式中，请参阅图3-图6，双足机器人的传动结构还包括：

延伸段104，延伸段104大致呈中空圆柱型，延伸段104的两端分别与法兰盘101和支撑端102同轴的固定连接，以及连杆段105，连杆段105与法兰盘101、或与法兰盘101及延伸段104固定连接，连杆段105具有双支撑结构，双支撑结构与摇杆2的一端的两侧通过连接件6同时铰接。

连杆段105的上端与法兰盘101或者与法兰盘101及延伸段104固定连接，或者一体成型设置，确保曲柄1自身的结构强度，曲柄1的下端设置有双支撑结构，可以将摇杆2的上端嵌入双支撑结构设置，通过连接件6将双支撑结构与摇杆2上端同时铰接设置。

如此，曲柄1与摇杆2可以包覆式配合，或者摇杆2上端可以隐藏在曲柄1之内，可以使传动结构更为紧凑。另一方面，在连杆段105分别与法兰盘101及延伸段104固定连接的情况下，曲柄1驱动摇杆2时的作用力，或者机器人行走时产生的冲击力，可以通过双支撑结构分别分散至法兰盘101和延伸段104，避免受力集中在曲柄1一处，进而避免了曲柄结构受损的问题。

在一些实施方式中，请参阅图6、图7，连杆段105与延伸段104在延伸段104径向上的投影大致重叠，即连杆段105与延伸段104在延伸段104的轴向上的宽度与延伸段104的轴向长度大致相同，一是使曲柄1结构更为紧凑，二是使连杆段105大致居中设置在法兰盘101与支撑端102之间，确保所受的力可以均匀分散至法兰盘101和支撑端102之上，即曲柄1的应力分散性更好。

在一些实施方式中，请参阅图6、图7，连杆段105包括内连杆翼1051及外连杆翼1052，内连杆翼1051与外连杆翼1052大致呈片状，内连杆翼1051包括一体成型的第一延伸翼10511与第一连杆翼10512，外连杆翼1052包括一体成型的第二延伸翼10521与第二连杆翼10522，第一延伸翼10511与法兰盘101、或与法兰盘101及延伸段104固定连接，第二延伸翼10521与延伸段104相对临近支撑端102的位置固定连接，内连杆翼1051与外连杆翼1052在法兰盘101轴向上的投影大致重叠。

第一延伸翼10511与法兰盘101或者分别与法兰盘101及延伸段104一体成型设置，第二延伸翼10521与延伸段104一体成型设置，形成连杆段105的结构基础，第一延伸翼10511与第二延伸翼10521的下端分别一体成型设置第一连杆翼10512和第二连杆翼10522，作为与摇杆2连接的部分，由此形成内连杆翼1051更加靠近法兰盘101一侧、外连杆翼1052更加靠近外端部的结构。

可见，如图5，曲柄1在驱动过程或者受力时，由摇杆2传递的力分别由内连杆翼1051和外连杆翼1052进行分散，例如机器人行走时，足底触地产生的冲击力F₁由摇杆2传递至曲柄1时，该力先由第一连杆翼10512和第二连杆翼10522分散为两部分，如图5中的F₁₁和F₁₂，而后通过第一延伸翼10511与第二延伸翼10521分别传递至法兰盘101和延伸段104靠近支撑端102的一侧上，而不是集中于曲柄1单个位置。

如此，可以降低对法兰盘101的强度要求。在相同受力条件下，可以将法兰盘101做得更薄，减小尺寸，或者镂空设置减重孔，进而降低法兰盘101的质量。或是在相同尺寸的前提下，可以提升曲柄1的强度和使用寿命，减少维护频次，这对与机器人产品来说是即为有利的。

在一些实施方式中，请参阅图8-图10，双足机器人的传动结构还包括：连接段107，

连接段107设置于第一延伸翼10511与第二延伸翼10521之间，且分别与第一延伸翼10511与第二延伸翼10521固定连接，并与延伸段104固定连接，使第一延伸翼10511与第二延伸翼10521得以稳固连接，提升曲柄1的结构强度，其中，连接段107可以与第一延伸翼10511、第二延伸翼10521及延伸段104一体成型设置。

在一个方案中，请参阅图8-图10，双足机器人的传动结构还包括：第一延伸翼10511、第二延伸翼10521及法兰盘101在法兰盘101的轴向上构造有至少一个贯通的安装孔106。

法兰盘101与关节模组的输出法兰301通过紧固件连接，需设置安装孔106，通常是呈环绕法兰盘101的轴向呈圆形阵列设置，第一延伸翼10511与第二延伸翼10521与法兰盘101一体成型设置，在法兰盘101轴向上第一延伸翼10511与第二延伸翼10521及法兰盘101的投影大致相重叠，此时，部分安装孔106贯穿第一延伸翼10511与第二延伸翼10521及法兰盘101设置，提供了环绕设置紧固件的位置，确保曲柄1安装结构稳定可靠。

在一些实施方式中，请参阅图8-图10，提供了一种双足机器人的小腿驱动机构，包括：构造有第一法兰盘701与第一支撑端702的小腿曲柄7，与小腿曲柄7铰接的小腿摇杆8，用于驱动小腿曲柄7转动的小腿关节模组9，小腿关节模组9包括具有小腿关节模组输出法兰901的小腿关节减速器902；及大腿10，小腿关节模组9与大腿10固定连接；

其中，如图13所示，第一法兰盘701与小腿关节模组输出法兰901固定连接，第一支撑端702与的大腿10可转动地固定连接，第一支撑端702与小腿关节模组输出法兰901的转动轴C同轴。

大腿10为小腿和小腿关节模组9提供安装和固定的位置，小腿与大腿10相互铰接，小腿关节模组9固定在大腿10之上，小腿曲柄7的第一法兰盘701与小腿关节模组输出法兰901固定连接，设置在第一法兰盘701另一侧的第一支撑端702再与大腿10可转动的固定连接，小腿摇杆8相对于小腿曲柄7的另一端与小腿铰接，使小腿曲柄7呈一侧由小腿关节模组输出法兰901支撑，另一侧由第一支撑端702进行支撑的状态。

此时，小腿曲柄7两侧都具有支撑结构，而不是呈悬臂状态。通过小腿关节模组9的输出端轴承和第一支撑端702共同支撑小腿曲柄7的状态。双足机器人行走或者站立时，自小腿摇杆8传递至小腿曲柄7的反作用力或者冲击力分别由小腿关节模组9的输出端轴承和第一支撑端702共同承受，不会形成偏离小腿关节模组输出法兰901的转动轴C轴向的力矩。

如此，消除了对小腿关节减速器902的行星轮部分产生冲击的力矩，也即抵消了偏离小腿关节模组输出法兰901的轴向的力矩，避免长期存在该力矩而导致的减速器齿轮结构磨损、产生异响、发热异常等问题，延长了小腿关节模组9的有效工作寿命。

在一些实施方式中，请参阅图8、图9、图10，双足机器人的小腿驱动机构还包括：

第一轴承11，第一支撑端702大致呈圆柱状，大腿10构造有一第一圆形槽1001，第一轴承11的内环与第一支撑端702抵接，第一轴承11的外环嵌入第一圆形槽1001设置。小腿曲柄7一侧通过第一法兰盘701与小腿关节模组输出法兰901固定连接，另一端由第一轴承11对第一支撑端702进行支撑，进而使小腿曲柄7呈一侧由小腿关节模组9的输出端轴承进行支撑，另一侧由第一轴承11支撑的状态。

从而在双足机器人行走或者站立时，自小腿摇杆8传递至小腿曲柄7的反作用力或者冲击力，分别由小腿关节模组输出法兰901的支撑轴承和第一支撑端702共同承受，消除了对小腿关节减速器902的行星轮部分产生冲击的力矩，也即抵消了偏离小腿关节模组输出法兰901的力矩，避免长期存在该力矩磨损齿轮结构的问题，从而避免了小腿关节模组9产生异响、发热异常等问题。

第一延伸段703，第一延伸段703大致呈中空圆柱型，第一延伸段703的两端分别与第一法兰盘701和第一支撑端702同轴的固定连接；及第一连杆段704，第一连杆段704与第一法兰盘701、或与第一法兰盘701及第一延伸段703固定连接，第一连杆段704具有双支撑结构，双支撑结构与小腿摇杆8的一端的两侧通过第一连接件同时铰接；第一连杆段704与第一延伸段703在第一延伸段703径向上的投影大致重叠。

第一连杆段704的上端与第一法兰盘701或者与第一法兰盘701及第一延伸段703固定连接，或者一体成型设置，确保小腿曲柄7自身的结构强度，小腿曲柄7的下端设置有双支撑结构，可以将小腿摇杆8的上端嵌入双支撑结构设置，通过第一连接件将双支撑结构与小腿摇杆8上端同时铰接设置。

如此，小腿曲柄7与小腿摇杆8可以包覆式配合，或者小腿摇杆8上端可以隐藏在小腿曲柄7之内，可以使小腿的传动结构更为紧凑。另一方面，在第一连杆段704分别与第一法兰盘701及第一延伸段703固定连接的情况下，小腿曲柄7驱动小腿摇杆8时的作用力，或者机器人行走时产生的冲击力，可以通过双支撑结构分别分散至第一法兰盘701和第一延伸段703，避免受力集中在小腿曲柄7一处，导致结构受损的问题。

第一连杆段704包括第一内连杆翼7041及第一外连杆翼7042，第一内连杆翼7041与第一外连杆翼7042大致呈片状，第一内连杆翼7041包括一体成型的小腿第一延伸翼70411与小腿第一连杆翼70412，第一外连杆翼7042包括一体成型的小腿第二延伸翼70421与小腿第二连杆翼70422，小腿第一延伸翼70411与第一法兰盘701、或与第一法兰盘701及第一延伸段703固定连接，小腿第二连杆翼70422与第一延伸段703相对临近第一支撑端702的位置固定连接；第一内连杆翼7041与第一外连杆翼7042在第一法兰盘701轴向上的投影大致重叠。

小腿第一延伸翼70411与第一法兰盘701或者分别与第一法兰盘701及第一延伸段703一体成型设置，小腿第二延伸翼70421与第一延伸段703一体成型设置，形成第一连杆段704的结构基础，小腿第一延伸翼70411与小腿第二延伸翼70421的下端分别一体成型设置小腿第一连杆翼70412和小腿第二连杆翼70422，作为与小腿摇杆8连接的部分，由此形成第一内连杆翼7041更加靠近第一法兰盘701一侧、第一外连杆翼更加靠近第一外端部的结构。

可见，如图8-图12，小腿曲柄7在驱动过程或者受力时，由小腿摇杆8传递的力分别由第一内连杆翼7041和第一外连杆翼进行分散，例如机器人行走时，足底触地产生的冲击力由小腿摇杆8传递至小腿曲柄7时，该力先由小腿第一连杆翼70412和小腿第二连杆翼70422分散为两部分，而后通过小腿第一延伸翼70411与小腿第二延伸翼70421分别传递至第一法兰盘701和第一延伸段703靠近第一支撑端702的一侧上，而不是集中于小腿曲柄7单个位置。

如此，可以降低对第一法兰盘701的强度要求。在相同受力条件下，可以将第一法兰盘做得更薄，减小尺寸，或者镂空设置减重孔，进而降低第一法兰盘701的质量。或是在相同尺寸的前提下，可以提升小腿曲柄7的强度和使用寿命，减少维护频次，这对与机器人产品来说是即为有利的。

第一连接段705，第一连接段705设置于小腿第一延伸翼70411与小腿第二延伸翼70421之间，且分别与小腿第一延伸翼70411与小腿第二延伸翼70421固定连接，并与第一延伸段703固定连接，使第一延伸翼70411与第二延伸翼70421得以稳固连接，提升小腿曲柄7的结构强度。其中，第一连接段705可以与第一延伸翼70411、第二延伸翼70421及第一延伸段703一体成型设置。

小腿第一延伸翼70411、小腿第二延伸翼70421及第一法兰盘701在第一法兰盘701的轴向上构造有至少一个贯通的第一安装孔706。第一法兰盘701与小腿关节模组输出法兰901通过紧固件连接，需设置第一安装孔706，通常是呈环绕第一法兰盘701的轴向呈圆形阵列设置。

小腿第一延伸翼70411与小腿第二延伸翼70421与第一法兰盘701一体成型设置，在第一法兰盘701轴向上小腿第一延伸翼70411与小腿第二延伸翼70421及第一法兰盘701的投影大致相重叠，此时，部分第一安装孔706贯穿小腿第一延伸翼70411与小腿第二延伸翼70421及第一法兰盘701设置，提供了环绕设置紧固件的位置，确保小腿曲柄7安装结构稳定可靠。

第一法兰盘701、第一延伸段703及第一支撑端702内设置一贯通的第一空腔707，一方面可以降低小腿曲柄7的自重，降低控制难度及能耗，另一方面可以供机器人腿结构的线缆走线、布线，即将需要经过小腿曲柄7的线缆从该第一空腔707穿过即可，结构更为紧凑，且便利。

在一个方案中，双足机器人的小腿驱动机构还包括：限位件12，限位件12包括第一限位部1201与第二限位部1202，第一限位部1201与第二限位部1202分别与小腿关节模组9相对固定，通过第一内连杆翼7041与第一外连杆翼临近第一延伸段703的两侧的外延限定有第一止挡部70413与第二止挡部70423。第一止挡部70413运动至第一限位位置时与第一限位部1201抵接，第二止挡部70423运动至第二限位位置时与第二限位部1202抵接，进而可以实现对小腿曲柄7的止挡限位，避免小腿曲柄摇杆机构转动过位发生卡死、失效等问题。

在一些实施方式中，请参阅图11、图14、图15及图16，提供一种双足机器人的足驱动机构，包括：

构造有第二法兰盘1301与第二支撑端1302的足曲柄13；与足曲柄13铰接的足摇杆14；用于驱动足曲柄13转动的足关节模组15，足关节模组15包括具有足关节模组输出法兰1501的足关节减速器1502；及小腿16，足关节模组15与小腿16固定连接。

其中，第二法兰盘1301与足关节模组输出法兰1501固定连接，第二支撑端1302与的小腿16可转动地固定连接，第二支撑端1302与足关节模组输出法兰的转动轴D同轴。

小腿16为足和足关节模组15提供安装和固定的位置，足与小腿16相互铰接，足关节模组15固定在小腿16之上，足曲柄13的第二法兰盘1301与足关节模组输出法兰1501固定连接，设置在第二法兰盘1301另一侧的第二支撑端1302再与大腿10可转动的固定连接，足摇杆14相对于足曲柄13的另一端与足铰接，使足曲柄13呈一侧由足关节模组输出法兰1501支撑，另一侧由第二支撑端1302进行支撑的状态。

此时，足曲柄13两侧都具有支撑结构，而不是呈悬臂状态。通过足关节模组15的输出端轴承和第二支撑端1302共同支撑足曲柄13的状态。双足机器人行走或者站立时，自足摇杆14传递至足曲柄13的反作用力或者冲击力分别由足关节模组的输出端轴承和第二支撑端1302共同承受，不会形成偏离足关节模组输出法兰1501的转动轴D轴向的力矩。

也即抵消了偏离足关节模组输出法兰1501的力矩，消除了对足关节减速器1502的行星轮部分产生冲击的力矩，解决了现有技术中因长期存在该力矩而导致的减速器齿轮结构磨损、异响、发热异常等问题，有利于延长足关节模组15的有效工作寿命。

在一些实施方式中，请参阅图14-图16，双足机器人的足驱动机构还包括：

第二轴承17及支撑座18，第二法兰盘1301背离足关节模组输出法兰1501的一侧设置第二支撑端1302，第二支撑端1302大致呈圆柱状；支撑座18与小腿16临近足曲柄13的一侧固定连接，支撑座18上设置有一第二圆形槽1801；第二轴承17的内环与第二支撑端1302抵接，第二轴承17的外环嵌入第二圆形槽1801设置。

足曲柄13一侧通过第二法兰盘1301与足关节模组输出法兰1501固定连接，另一端由第二轴承17对第二支撑端1302进行支撑，当然第二轴承17与足关节模组输出法兰1501同轴设置，进而使足曲柄13呈一侧由足关节模组15的输出端轴承进行支撑，另一侧由第二轴承17支撑的状态，转动时保持同轴转动。

从而在双足机器人行走或者站立时，自足摇杆14传递至足曲柄13的反作用力或者冲击力，分别由足关节模组15的输出端轴承和第二轴承17共同承受，消除了对足关节减速器1502的行星轮部分产生冲击的力矩，达到前述的避免齿轮结构磨损、产生异响、发热异常等问题，也实现延长足关节模组15的有效工作寿命的目的。

在一些实施方式中，请参阅图14-图16，双足机器人的足驱动机构还包括：

支撑座18包括一体成型的大致呈弧形的固定部1802及支撑部1803，固定部1802与支撑部1803大致同轴，固定部1802与足临近足曲柄13的一侧固定连接，第二圆形槽1801构造于支撑部1803之上。

固定部1802之上可以间隔设置若干安装孔与小腿16一侧可拆卸的固定，通过在支撑部1803上开设第二圆形槽1801，可以设置第二轴承17对第二支撑端1302进行支撑，达到同时对足曲柄13进行支撑、消除偏心力矩的目的，实现保护足关节模组15、延长其使用寿命的效果，且便于支撑座18的拆装维护。

在一些实施方式中，请参阅图16，提供一种人形机器人，包括：前述实施例的双足机器人的传动结构、双足机器人的足驱动机构或双足机器人的足驱动机构。

在一些实施方式中，提供一种机器人，包括：前述实施例的双足机器人的传动结构、双足机器人的足驱动机构或双足机器人的足驱动机构。

以上仅为本申请的可选的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (16)

1.双足机器人的传动结构，其特征在于，包括：

构造有法兰盘与支撑端的曲柄，

与所述曲柄铰接的摇杆，

用于驱动所述曲柄转动的关节模组，所述关节模组包括具有输出法兰的减速器；及

支撑件，所述支撑件与所述关节模组相对固定设置；

其中，所述法兰盘与所述输出法兰固定连接，所述支撑端与的所述支撑件可转动地固定连接，所述支撑端与所述输出法兰的转动轴同轴。

2.根据权利要求1所述的传动结构，其特征在于，

所述法兰盘及所述支撑端内设置一贯通的空腔。

3.根据权利要求1所述的传动结构，其特征在于，还包括：

轴承，

所述支撑端大致呈圆柱状，所述支撑件构造有一圆形槽，

所述轴承的内环与所述支撑端抵接，所述轴承的外环嵌入所述圆形槽设置。

4.根据权利要求1所述的传动结构，其特征在于，还包括：

轴承，

所述支撑端之内构造有一圆形槽，所述支撑件具有大致呈圆柱状的固定位，

所述轴承的内环与所述固定位抵接，所述轴承的外环嵌入所述圆形槽设置。

5.根据权利要求1所述的传动结构，其特征在于，所述曲柄还包括：

延伸段，所述延伸段大致呈中空圆柱型，所述延伸段的两端分别与所述法兰盘和所述支撑端同轴的固定连接，及

连杆段，所述连杆段与所述法兰盘、或与所述法兰盘及所述延伸段固定连接，所述连杆段具有双支撑结构，所述双支撑结构与所述摇杆的一端的两侧通过连接件同时铰接；

所述连杆段与所述延伸段在所述延伸段的径向上的投影大致重叠。

6.根据权利要求5所述的传动结构，其特征在于，

所述连杆段包括内连杆翼及外连杆翼，

所述内连杆翼与所述外连杆翼大致呈片状，所述内连杆翼包括一体成型的第一延伸翼与第一连杆翼，所述外连杆翼包括一体成型的第二延伸翼与第二连杆翼，所述第一延伸翼与所述法兰盘、或与所述法兰盘及所述延伸段固定连接，所述第二延伸翼与所述延伸段相对临近所述支撑端的位置固定连接；

所述内连杆翼与外连杆翼在所述法兰盘的轴向上的投影大致重叠。

7.根据权利要求6所述的传动结构，其特征在于，还包括：

连接段，

所述连接段设置于所述第一延伸翼与所述第二延伸翼之间，且分别与所述第一延伸翼与所述第二延伸翼固定连接，并与所述延伸段固定连接。

8.根据权利要求7所述的传动结构，其特征在于，还包括：

所述第一延伸翼、所述第二延伸翼及所述法兰盘在所述法兰盘的轴向上构造有至少一个贯通的安装孔。

9.双足机器人的小腿驱动机构，其特征在于，包括：

构造有第一法兰盘与第一支撑端的小腿曲柄，

与所述小腿曲柄铰接的小腿摇杆，

用于驱动所述小腿曲柄转动的小腿关节模组，所述小腿关节模组包括具有小腿关节模组输出法兰的小腿关节减速器；及

大腿，所述小腿关节模组与所述大腿固定连接；

其中，所述第一法兰盘与所述小腿关节模组输出法兰固定连接，所述第一支撑端与的所述大腿可转动地固定连接，所述第一支撑端与所述小腿关节模组输出法兰的转动轴同轴。

10.根据权利要求9所述的小腿驱动机构，其特征在于，还包括：

第一轴承，所述第一支撑端大致呈圆柱状，所述大腿构造有一第一圆形槽，所述第一轴承的内环与所述第一支撑端抵接，所述第一轴承的外环嵌入所述第一圆形槽设置；

第一延伸段，所述延伸段大致呈中空圆柱型，所述第一延伸段的两端分别与所述第一法兰盘和所述第一支撑端同轴的固定连接；及

第一连杆段，所述第一连杆段与所述第一法兰盘、或与所述第一法兰盘及所述第一延伸段固定连接，所述第一连杆段具有双支撑结构，所述双支撑结构与所述小腿摇杆的一端的两侧通过第一连接件同时铰接；所述第一连杆段与所述第一延伸段在所述第一延伸段径向上的投影大致重叠；

所述第一连杆段包括第一内连杆翼及第一外连杆翼，所述第一内连杆翼与所述第一外连杆翼大致呈片状，所述第一内连杆翼包括一体成型的小腿第一延伸翼与小腿第一连杆翼，所述外连杆翼包括一体成型的小腿第二延伸翼与小腿第二连杆翼，所述小腿第一延伸翼与所述第一法兰盘、或与所述第一法兰盘及所述第一延伸段固定连接，所述小腿第二连杆翼与所述第一延伸段相对临近所述第一支撑端的位置固定连接；所述第一内连杆翼与第一外连杆翼在所述第一法兰盘轴向上的投影大致重叠；

第一连接段，所述第一连接段设置于所述小腿第一延伸翼与所述小腿第二延伸翼之间，且分别与所述小腿第一延伸翼与所述小腿第二延伸翼固定连接，并与所述第一延伸段固定连接；

所述小腿第一延伸翼、所述小腿第二延伸翼及所述第一法兰盘在所述第一法兰盘的轴向上构造有至少一个贯通的第一安装孔；

所述第一法兰盘、所述第一延伸段及所述第一支撑端内设置一贯通的第一空腔。

11.根据权利要求10所述的小腿驱动机构，其特征在于，还包括：

限位件，所述限位件包括第一限位部与第二限位部，所述第一限位部与所述第二限位部分别与所述小腿关节模组相对固定，

通过所述第一内连杆翼与所述第一外连杆翼临近所述第一延伸段的两侧的外延限定有第一止挡部与第二止挡部；

所述第一止挡部运动至第一限位位置时与所述第一限位部抵接，所述第二止挡部运动至第二限位位置时与所述第二限位部抵接。

12.双足机器人的足驱动机构，其特征在于，包括：

构造有第二法兰盘与第二支撑端的足曲柄，

与所述足曲柄铰接的足摇杆，

用于驱动所述足曲柄转动的足关节模组，所述足关节模组包括具有足关节模组输出法兰的足关节减速器；及

小腿，所述足关节模组与所述小腿固定连接；

其中，所述第二法兰盘与所述足关节模组输出法兰固定连接，所述第二支撑端与的所述小腿可转动地固定连接，所述第二支撑端与所述足关节模组输出法兰的转动轴同轴。

13.根据权利要求12所述的足驱动机构，其特征在于，还包括：

第二轴承及支撑座，

所述第二法兰盘背离所述足关节模组输出法兰的一侧设置第二支撑端，所述第二支撑端大致呈圆柱状；

所述支撑座与所述小腿临近所述足曲柄的一侧固定连接，所述支撑座上设置有一第二圆形槽；

所述第二轴承的内环与所述第二支撑端抵接，所述第二轴承的外环嵌入所述第二圆形槽设置。

14.根据权利要求13所述的足驱动机构，其特征在于，

所述支撑座包括一体成型的大致呈弧形的固定部及支撑部，所述固定部与所述支撑部大致同轴，所述固定部与所述小腿临近所述足曲柄的一侧固定连接，所述第二圆形槽构造于所述支撑部之上。

15.人形机器人，其特征在于，包括：

如权利要求1-8任一项所述的双足机器人的传动结构、权利要求9-11任一项所述的双足机器人的小腿驱动机构或权利要求12-14任一项所述的双足机器人的足驱动机构。

16.机器人，其特征在于，包括：

如权利要求1-8任一项所述的双足机器人的传动结构、权利要求9-11任一项所述的双足机器人的小腿驱动机构或权利要求12-14任一项所述的双足机器人的足驱动机构。