本实用新型涉及自动化设备零部件领域，特别涉及一种步行机器人及其关节结构、仿关节传动轴保护装置。
背景技术：
在步行机器人的运动中，步足频繁交替进行规律的周期性上下运动，在此过程中现有设计中驱动步足运动的传动轴将受到侧向撞击力，长期承受此力，传动轴存在弯曲或者断裂的风险。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种仿关节传动轴保护装置，以缓解传动轴收到的侧向撞击力，达到保护传动轴的目的。
本实用新型的第二个目的在于提供一种基于上述仿关节传动轴保护装置的步行机器人关节结构及步行机器人。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种仿关节传动轴保护装置，包括：
轴配合件，所述轴配合件上设置有环形凹槽以及轴安装孔，所述环形凹槽环绕所述轴安装孔；
用于设置于传动轴的端部的轴端配合件；
缓冲构件，包括主体、安装件以及弹性件，所述主体滑动设置于所述环形凹槽内且所述主体的两端分别与所述环形凹槽的内侧壁以及外侧壁配合，所述主体的至少一端与所述安装件通过所述弹性件连接以使所述安装件能够沿所述环形凹槽的径向相对于所述主体移动；
连接于所述安装件的连杆，所述连杆上沿长度方向开设有滑槽，所述轴端配合件与所述滑槽滑动配合且所述连杆相对于所述轴端配合件周向限位。
优选地，所述缓冲构件设置有2个且两个所述缓冲构件周向均布，所述连杆分别与两个所述缓冲构件的安装件连接。
优选地，所述主体包括外配合板以及内配合板，所述外配合板与所述环形凹槽的外侧壁接触配合，所述内配合板与所述环形凹槽的内侧壁接触配合，所述安装件设置于所述外配合板与所述内配合板之间且所述安装件的两侧分别通过所述弹性件与所述外配合板以及所述内配合板连接。
优选地，所述弹性件包括多个呈矩阵排列的压缩弹簧。
优选地，所述环形凹槽的内侧壁以及外侧壁中的至少一个上沿周向设置有多个用于与所述缓冲构件接触配合的滚珠。
优选地，所述缓冲构件的两端中的至少一处设置有多个用于与所述环形凹槽的内侧壁或外侧壁接触配合的滚珠。
优选地，所述轴安装孔的孔壁上沿周向设置有多个用于与传动轴配合的滚珠。
优选地，所述轴配合件还包括限位挡板，所述限位挡板罩扣于所述环形凹槽的开口端，且所述限位挡板上设置有用于避让所述连杆与所述安装件的连接处的避让槽。
一种步行机器人关节结构，包括舵机，还包括如上任意一项所述的仿关节传动轴保护装置，所述仿关节传动轴保护装置的轴配合件通过轴安装孔与所述舵机的传动轴配合连接。
一种步行机器人，包括如上所述的步行机器人关节结构。
为实现上述第一个目的，本实用新型提供了一种仿关节传动轴保护装置，包括轴配合件、轴端配合件、缓冲构件以及连杆，其中，轴配合件上设置有环形凹槽以及轴安装孔，环形凹槽环绕轴安装孔，轴安装孔用于与舵机等驱动部件的传动轴配合；轴端配合件用于设置于传动轴的端部，该轴端配合件可以与传动轴可拆卸连接，也可以与传动轴采用一体结构；缓冲构件包括主体、安装件以及弹性件，主体滑动设置于环形凹槽内且主体的两端分别与环形凹槽的内侧壁以及外侧壁配合，主体的至少一端与安装件通过弹性件连接以使安装件能够沿环形凹槽的径向相对于主体移动；连杆可以作为机器人步足，或者用于连接机器人步足，连杆连接于安装件，连杆上沿长度方向开设有滑槽，轴端配合件与滑槽滑动配合且连杆相对于轴端配合件周向限位；上述仿关节传动轴保护装置将承力结构与传动结构分离，传动轴仅通过轴端配合件为相接触的连杆提供旋转扭矩，不直接与连杆刚性连接，连杆固定于缓冲构件，当步足落地时，连杆受到与传动轴轴向垂直的冲击力，缓冲构件吸收部分受力，避免侧向撞击力直接施加到传动轴上，实现在步行往复运动中对传动轴的保护，延长传动轴寿命。
为实现上述第二个目的，本实用新型还提供了一种具有上述仿关节传动轴保护装置的步行机器人关节结构以及包括该步行机器人关节结构的步行机器人，由于上述的仿关节传动轴保护装置具有上述技术效果，具有该仿关节传动轴保护装置的步行机器人关节结构以及步行机器人也应具有相应的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的仿关节传动轴保护装置的轴测图。
图中：
1为轴配合件；101为环形凹槽；2为轴端配合件；3为缓冲构件；301为外配合板；302为弹性件；303为安装件；304为内配合板；4为连杆；401为滑槽；5为传动轴。
具体实施方式
本实用新型的第一个目的在于提供一种仿关节传动轴保护装置，该仿关节传动轴保护装置的结构设计能够缓解传动轴收到的侧向撞击力，达到保护传动轴的目的。
本实用新型的第一个目的在于提供一种具有上述仿关节传动轴保护装置的步行机器人关节结构以及步行机器人。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的仿关节传动轴保护装置的轴测图。
本实用新型实施例提供的一种仿关节传动轴保护装置，包括轴配合件1、轴端配合件2、缓冲构件3以及连杆4。
其中，轴配合件1上设置有环形凹槽101以及轴安装孔，环形凹槽101环绕轴安装孔，轴安装孔用于与舵机等驱动部件的传动轴5配合；轴端配合件2用于设置于传动轴5的端部，该轴端配合件2可以与传动轴5可拆卸连接，也可以与传动轴5采用一体结构；缓冲构件3包括主体、安装件303以及弹性件302，主体滑动设置于环形凹槽101内且主体的两端分别与环形凹槽101的内侧壁以及外侧壁配合，主体的至少一端与安装件303通过弹性件302连接以使安装件303能够沿环形凹槽101的径向相对于主体移动；连杆4连接于安装件303，连杆4上沿长度方向开设有滑槽401，轴端配合件2与滑槽401滑动配合且连杆4相对于轴端配合件2周向限位。
与现有技术相比，本实用新型提供的仿关节传动轴保护装置将承力结构与传动结构分离，传动轴5仅通过轴端配合件2为相接触的连杆4提供旋转扭矩，不直接与连杆4刚性连接，而是将连杆4固定于缓冲构件3，当步足落地时，连杆4受到与传动轴5轴向垂直的冲击力，缓冲构件3吸收部分受力，避免侧向撞击力直接施加到传动轴5上，实现在步行往复运动中对传动轴5的保护，延长传动轴5寿命。
在本实用新型实施例中，缓冲构件3可以设置1个或多个，当缓冲构件3仅设置1个时，为保证连杆4的稳定，可在连杆4远离该缓冲构件3的一端与轴配合件1之间设置限位结构，使连杆4仅能够绕轴配合件1的轴向摆动。
作为优选地，为使连杆4更加稳定，如图1所示，缓冲构件3设置有2个且两个缓冲构件3周向均布，连杆4分别与两个缓冲构件3的安装件303连接。
作为优选地，如图1所示，主体采用分体结构，包括外配合板301以及内配合板304，外配合板301与环形凹槽101的外侧壁接触配合，内配合板304与环形凹槽101的内侧壁接触配合，安装件303设置于外配合板301与内配合板304之间且安装件303的两侧分别通过弹性件302与外配合板301以及内配合板304连接，弹性件302将外配合板301以及内配合板304分别顶紧在环形凹槽101的外侧壁以及内侧壁上。
当然，在其他实施例中，主体也可以采用一体结构，即将外配合板301与内配合板304固连，但由于需要外配合板301与内配合板304分别与环形凹槽101的外侧壁以及内侧壁配合，对于加工精度要求较高。
进一步地，外配合板301的外侧面为能够与环形凹槽101的外侧壁紧密贴合的弧面，外配合板301的内侧面为与安装件303表面平行的平面，内配合板304的内侧面为能够与环形凹槽101的内侧壁紧密贴合的弧面，内配合板304的外侧面为与安装件303表面平行的平面，以便于弹性件302的安装以及缓冲机构与轴配合件1的配合安装。
进一步优化上述技术方案，如图1所示，弹性件302包括多个呈矩阵排列的压缩弹簧。
作为优选地，为减小缓冲构件3与轴配合件1之间的阻力，在本实用新型实施例中，环形凹槽101的内侧壁以及外侧壁中的至少一个上沿周向设置有多个用于与缓冲构件3接触配合的滚珠，或者，缓冲构件3的两端中的至少一处设置有多个用于与环形凹槽101的内侧壁或外侧壁接触配合的滚珠，通过在环形凹槽101的侧壁上或者缓冲构件3的端部设置滚珠构成轴承结构，以便于缓冲构件3与轴配合件1之间的相对移动，减小摩擦及阻力。
进一步地，轴安装孔的孔壁上沿周向设置有多个用于与传动轴5配合的滚珠。
为避免缓冲构件3脱离环形凹槽101，在本实用新型实施例中，轴配合件1还包括限位挡板，限位挡板罩扣于环形凹槽101的开口端，且限位挡板上设置有用于避让连杆4与安装件303的连接处的避让槽。
具体地，该限位挡板包括两块环形板，一块环形板与轴配合件1的外环连接，另一块环形板与轴配合件1的内环连接，两块环形板之间形成上述避让槽。
基于上述实施例中提供的仿关节传动轴保护装置，本实用新型还提供了一种步行机器人关节结构以及包括该关节结构的步行机器人，该步行机器人关节结构包括舵机，仿关节传动轴保护装置的轴配合件1通过轴安装孔与舵机的传动轴5配合连接，由于该步行机器人关节结构采用了上述实施例中的仿关节传动轴保护装置，所以步行机器人关节结构以及步行机器人的有益效果请参考上述实施例。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
技术特征：
1.一种仿关节传动轴保护装置，其特征在于，包括：
轴配合件，所述轴配合件上设置有环形凹槽以及轴安装孔，所述环形凹槽环绕所述轴安装孔；
用于设置于传动轴的端部的轴端配合件；
缓冲构件，包括主体、安装件以及弹性件，所述主体滑动设置于所述环形凹槽内且所述主体的两端分别与所述环形凹槽的内侧壁以及外侧壁配合，所述主体的至少一端与所述安装件通过所述弹性件连接以使所述安装件能够沿所述环形凹槽的径向相对于所述主体移动；
连接于所述安装件的连杆，所述连杆上沿长度方向开设有滑槽，所述轴端配合件与所述滑槽滑动配合且所述连杆相对于所述轴端配合件周向限位。
2.根据权利要求1所述的仿关节传动轴保护装置，其特征在于，所述缓冲构件设置有2个且两个所述缓冲构件周向均布，所述连杆分别与两个所述缓冲构件的安装件连接。
3.根据权利要求1所述的仿关节传动轴保护装置，其特征在于，所述主体包括外配合板以及内配合板，所述外配合板与所述环形凹槽的外侧壁接触配合，所述内配合板与所述环形凹槽的内侧壁接触配合，所述安装件设置于所述外配合板与所述内配合板之间且所述安装件的两侧分别通过所述弹性件与所述外配合板以及所述内配合板连接。
4.根据权利要求3所述的仿关节传动轴保护装置，其特征在于，所述弹性件包括多个呈矩阵排列的压缩弹簧。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的仿关节传动轴保护装置，其特征在于，所述环形凹槽的内侧壁以及外侧壁中的至少一个上沿周向设置有多个用于与所述缓冲构件接触配合的滚珠。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的仿关节传动轴保护装置，其特征在于，所述缓冲构件的两端中的至少一处设置有多个用于与所述环形凹槽的内侧壁或外侧壁接触配合的滚珠。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的仿关节传动轴保护装置，其特征在于，所述轴安装孔的孔壁上沿周向设置有多个用于与传动轴配合的滚珠。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的仿关节传动轴保护装置，其特征在于，所述轴配合件还包括限位挡板，所述限位挡板罩扣于所述环形凹槽的开口端，且所述限位挡板上设置有用于避让所述连杆与所述安装件的连接处的避让槽。
9.一种步行机器人关节结构，包括舵机，其特征在于，还包括如权利要求1-8任意一项所述的仿关节传动轴保护装置，所述仿关节传动轴保护装置的轴配合件通过轴安装孔与所述舵机的传动轴配合连接。
10.一种步行机器人，其特征在于，包括如权利要求9所述的步行机器人关节结构。
技术总结
本实用新型公开了一种步行机器人及其关节结构、仿关节传动轴保护装置，该仿关节传动轴保护装置包括轴配合件、轴端配合件、缓冲构件及连杆，其中，轴配合件上设置有环形凹槽及轴安装孔，环形凹槽环绕轴安装孔；轴端配合件设置于传动轴端部；缓冲构件包括主体、安装件及弹性件，主体滑动设置于环形凹槽内且两端分别与环形凹槽的内、外侧壁配合，主体的至少一端与安装件通过弹性件连接；安装件连接连杆，连杆上沿长度方向开设有滑槽，轴端配合件与滑槽滑动配合且连杆相对于轴端配合件周向限位；上述传动轴保护装置的连杆与传动轴之间非刚性连接，连杆上的侧向撞击力可被缓冲构件吸收，避免侧向撞击力施加到传动轴上，以保护传动轴，延长传动轴寿命。
技术研发人员：袁塑钦;宋佩恒;葛广谞;陶宇霖;张育新;薛方正
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：.06.19
技术公布日：.02.18
