一種快速步行的雙足機(jī)器人的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種快速步行的雙足機(jī)器人，該雙足機(jī)器人由配重組件，直線電機(jī)，電機(jī)軸，電機(jī)座，伸縮固定桿，左（右）連桿，左（右）大腿，左（右）小腿和左（右）旋轉(zhuǎn)氣缸組成。直線電機(jī)使得左（右）連桿進(jìn)行擺動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)鉸接在電機(jī)座上的兩大腿往復(fù)擺動(dòng)；左（右）旋轉(zhuǎn)氣缸根據(jù)電機(jī)軸和電機(jī)座之間的相對(duì)位置帶動(dòng)左（右）小腿進(jìn)行擺動(dòng)，以使機(jī)器人的支撐腿長(zhǎng)于擺動(dòng)腿，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的行走。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：僅通過(guò)一個(gè)直線電機(jī)同時(shí)帶動(dòng)兩個(gè)大腿擺動(dòng)，便于協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)；控制方便，控制精度高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，穩(wěn)定性好；可實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)，具有較高的行走效率；尤其適用于具有快速穩(wěn)定要求的場(chǎng)合。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種快速步行的雙足機(jī)器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】，特別地涉及一種快速步行的雙足機(jī)器人。

【背景技術(shù)】
[0002]目前雙足機(jī)器人已發(fā)展成為一個(gè)研究的熱點(diǎn)，與滾動(dòng)機(jī)器人不同，雙足機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與地面不連續(xù)接觸，在某些情形下，比如田地中更能適應(yīng)環(huán)境的需求。雙足機(jī)器人具有良好的環(huán)境適應(yīng)性，可以代替人類(lèi)完成一些繁瑣或危險(xiǎn)的工作，例如焊接、組裝、家政服務(wù)、搶險(xiǎn)救災(zāi)、核電站維護(hù)和行星探索等，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]隨著科技的日益發(fā)展，雙足機(jī)器人在人類(lèi)動(dòng)作模仿、與人溝通等方面均取得了較大進(jìn)展，其中具有典型代表的是日本索尼公司的職10、法國(guó)阿爾德巴蘭公司的嫩0等機(jī)器人。中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)⑶101121424八公開(kāi)了一種多自由度雙足機(jī)器人下肢機(jī)構(gòu)，該下肢機(jī)構(gòu)可在最大程度上實(shí)現(xiàn)擬人步態(tài)行走，具有承載能力大、結(jié)構(gòu)緊湊和可行性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)⑶101229826八公開(kāi)了一種雙足機(jī)器人的下肢結(jié)構(gòu)，對(duì)于每個(gè)前擺和側(cè)擺自由度均采用背對(duì)背的雙電機(jī)同軸驅(qū)動(dòng)方式，使得機(jī)構(gòu)緊湊并減小了回轉(zhuǎn)間隙。
[0004]現(xiàn)今大多數(shù)機(jī)器人都是采用直流伺服旋轉(zhuǎn)電機(jī)配諧波減速器的驅(qū)動(dòng)方式。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)器人的每個(gè)自由度都需要一個(gè)直流伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這使得控制精度變低，且增加了控制難度，同時(shí)對(duì)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)布局提出了更高要求，設(shè)計(jì)加工成本也變得更高，此外現(xiàn)有的大部分雙足機(jī)器人的行走效率并不高。綜上，目前大部分雙足機(jī)器人均存在控制精度偏低、行走效率偏低、穩(wěn)定性低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本偏高等問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種僅通過(guò)一個(gè)直線電機(jī)帶動(dòng)大腿擺動(dòng)的快速步行雙足機(jī)器人，該機(jī)器人具有良好的控制精度、行走效率高、穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于加工安裝且成本較低，適合于快速穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種快速步行的雙足機(jī)器人，包括電機(jī)座；直線電機(jī)，該直線電機(jī)固定于所述電機(jī)座上，所述直線電機(jī)還包括穿過(guò)直線電機(jī)并可軸向移動(dòng)的電機(jī)軸；行走機(jī)構(gòu)，該行走機(jī)構(gòu)包括左大腿、左小腿、右大腿和右小腿，所述左大腿和右大腿結(jié)構(gòu)相同，并分別與電機(jī)座的左右兩側(cè)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，所述左大腿和右大腿在豎直的狀態(tài)下相互對(duì)稱(chēng)，所述左小腿和右小腿分別通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接于左大腿和右大腿下端，所述左小腿和右小腿結(jié)構(gòu)相同且均為偏心機(jī)構(gòu)，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中足以改變左大腿和右大腿的支撐高度；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括左連桿、右連桿和伸縮固定桿，所述伸縮固定桿的中部與電機(jī)軸的一端固定連接，所述伸縮固定桿的兩端分別與左連桿和右連桿的端部旋轉(zhuǎn)連接，所述左連桿和右連桿的另一端分別與左大腿和右大腿鉸接，且所述左連桿與左大腿的鉸接點(diǎn)和右連桿與右大腿的鉸接點(diǎn)交叉設(shè)置于左大腿和右大腿與電機(jī)座連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的上下兩側(cè)；配重組件，該配重組件固定設(shè)置于電機(jī)軸上遠(yuǎn)離伸縮固定桿的一端。
[0007]優(yōu)選地，所述左連桿、右連桿前端設(shè)有一軸，后端設(shè)有一孔；所述左大腿、右大腿自上而下設(shè)有四個(gè)孔，左連桿的前端軸以轉(zhuǎn)動(dòng)副與左大腿的第一個(gè)孔連接，右連桿的前端軸以轉(zhuǎn)動(dòng)副與右大腿的第三個(gè)孔連接，電機(jī)座的左、右兩邊分別與左大腿、右大腿的第二個(gè)孔轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。
[0008]優(yōu)選地，所述左連桿、右連桿前端設(shè)有一軸，后端設(shè)有一孔；所述左大腿、右大腿自上而下設(shè)有四個(gè)孔，左連桿的前端軸以轉(zhuǎn)動(dòng)副與左大腿的第三個(gè)孔連接，右連桿的前端軸以轉(zhuǎn)動(dòng)副與右大腿的第一個(gè)孔連接，電機(jī)座的左、右兩邊分別與左大腿、右大腿的第二個(gè)孔轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。
[0009]優(yōu)選地，所述左小腿、右小腿的一端均設(shè)有一個(gè)孔，分別對(duì)應(yīng)鉸接于左大腿、右大腿的第四個(gè)孔上；還包括用于驅(qū)動(dòng)所述左小腿、右小腿旋轉(zhuǎn)的左旋轉(zhuǎn)氣缸、右旋轉(zhuǎn)氣缸，所述左旋轉(zhuǎn)氣缸、右旋轉(zhuǎn)氣缸分別與左大腿、右大腿固連，且左旋轉(zhuǎn)氣缸、右旋轉(zhuǎn)氣缸上的軸分別固連在左小腿、右小腿的孔中。
[0010]優(yōu)選地，所述配重組件進(jìn)一步包括配重架、配重螺栓和配重塊，所述配重架上對(duì)稱(chēng)安裝有配重螺栓，每個(gè)配重螺栓上配置有一個(gè)或多個(gè)配重塊，配重架的中間位置與電機(jī)軸的一端固定連接。可通過(guò)調(diào)節(jié)配重塊的重量對(duì)雙足機(jī)器人進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)。
[0011]優(yōu)選地，所述左小腿、右小腿呈兩端為半圓弧中間為矩形的跑道狀，在其一端設(shè)置的小孔與同側(cè)的半圓弧同心。左旋轉(zhuǎn)氣缸、右旋轉(zhuǎn)氣缸分別固連在左大腿、右大腿上，且左旋轉(zhuǎn)氣缸、右旋轉(zhuǎn)氣缸上的軸分別套接在左大腿、右大腿上的第四個(gè)孔中，通過(guò)左旋轉(zhuǎn)氣缸、右旋轉(zhuǎn)氣缸上的軸分別帶動(dòng)左小腿、右小腿擺動(dòng)。
[0012]優(yōu)選地，所述左連桿與左大腿、伸縮固定桿所形成的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線，以及右連桿與右大腿、伸縮固定桿所形成的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線均平行。所述電機(jī)軸的軸線與左大腿和右大腿的第二個(gè)孔中心的連線在同一平面內(nèi)。因此，當(dāng)電機(jī)軸前后運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以利用曲柄滑塊原理帶動(dòng)左連桿、左大腿在一個(gè)平面運(yùn)動(dòng)，右連桿、右大腿在一個(gè)平面運(yùn)動(dòng)。
[0013]優(yōu)選地，所述左連桿和右連桿形狀一致，左大腿和右大腿形狀一致，左小腿和右小腿形狀一致。雙足機(jī)器人左右兩邊結(jié)構(gòu)、形狀相似，增加了左右平衡度。
[0014]優(yōu)選地，所述左大腿或右大腿的第一個(gè)孔與第二個(gè)孔的孔間距等于第二個(gè)孔與第三個(gè)孔的孔間距。如此，當(dāng)電機(jī)軸前后運(yùn)動(dòng)時(shí)，左大腿和右大腿前后對(duì)稱(chēng)擺動(dòng)，以使雙足機(jī)器人快速穩(wěn)定步行。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
(1)僅通過(guò)一個(gè)直線電機(jī)即可同時(shí)帶動(dòng)兩條大腿的擺動(dòng)，配合與大腿、小腿相連的旋轉(zhuǎn)氣缸的轉(zhuǎn)動(dòng)，即可進(jìn)行整個(gè)雙足機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)，這大大簡(jiǎn)化了后期電機(jī)控制及其運(yùn)動(dòng)算法，便于運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，且控制精度高。
[0016](2)機(jī)器人在行走過(guò)程中，通過(guò)控制兩腿的旋轉(zhuǎn)氣缸，使得支撐腿的小腿一直處于旋轉(zhuǎn)氣缸下側(cè)并與相應(yīng)大腿共線，即支撐腿一直處于最長(zhǎng)狀態(tài)，而相應(yīng)的擺動(dòng)腿的小腿則繞旋轉(zhuǎn)氣缸進(jìn)行360度轉(zhuǎn)動(dòng)，使得擺動(dòng)腿狀態(tài)從最長(zhǎng)到最短再到最長(zhǎng)，因此在整個(gè)行走過(guò)程中，機(jī)器人支撐腿均高于擺動(dòng)腿。
[0017](3)機(jī)器人左、右大腿，左、右小腿，左、右連桿，伸縮固定桿均為扁平桿狀結(jié)構(gòu)，在有效的實(shí)現(xiàn)各自功能的同時(shí)，保證了腿部的輕量化。
[0018](4)雙足機(jī)器人的直線電機(jī)固定于電機(jī)座上，高于腿部結(jié)構(gòu)，且腿部結(jié)構(gòu)較為輕，使得機(jī)器人重心在電機(jī)座處，提高了機(jī)器人的重心，這樣更接近于人的重量分布，同時(shí)在行走過(guò)程中減少了能量消耗。
[0019](5)機(jī)器人左、右大腿結(jié)構(gòu)相同，左、右小腿結(jié)構(gòu)相同，左、右連桿結(jié)構(gòu)相同，且機(jī)器人所有結(jié)構(gòu)部件均為簡(jiǎn)單機(jī)械體，方便進(jìn)行參數(shù)化調(diào)整，同時(shí)加工程序簡(jiǎn)單，成本低。
[0020](6)機(jī)器人整體基本呈左、右對(duì)稱(chēng)，通過(guò)控制電機(jī)可以有效的實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)，具有較高的行走效率，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，便于安裝。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種快速步行的雙足機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例的一種快速步行的雙足機(jī)器人的配重組件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例的一種快速步行的雙足機(jī)器人的左連桿結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例的一種快速步行的雙足機(jī)器人的左大腿結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例的一種快速步行的雙足機(jī)器人的左小腿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1-配重架；2-配重螺栓；3-配重塊；4-電機(jī)軸；5-直線電機(jī)；6-電機(jī)座；7-左連桿；8-左大腿；9-伸縮固定桿；10-左旋轉(zhuǎn)氣缸；11-左小腿；12-右連桿；
13-右大腿；14-右小腿；15-右旋轉(zhuǎn)氣缸。

【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對(duì)本發(fā)明有更好的了解，在下文對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒(méi)有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的一種快速步行的雙足機(jī)器人，其包括配重組件、電機(jī)軸4、直線電機(jī)5、電機(jī)座6、左連桿7、左大腿8、伸縮固定桿9、左旋轉(zhuǎn)氣缸10、左小腿11、右連桿12、右大腿13、右小腿14和右旋轉(zhuǎn)氣缸15。直線電機(jī)5固定在電機(jī)座6中，直線電機(jī)5控制電機(jī)軸4前后移動(dòng)。電機(jī)軸4前端與配重組件的中間位置固連，其后端與伸縮固定桿9的中間位置固連。圖3所示為左連桿結(jié)構(gòu)示意圖，右連桿12形狀、大小與左連桿7相同，左連桿7與右連桿12的前端設(shè)有一軸，后端設(shè)有一孔；圖4所示為左大腿結(jié)構(gòu)示意圖，右大腿13形狀、大小與左大腿8相同，左大腿8與右大腿13從上到下均設(shè)有四個(gè)孔；圖5所示為左小腿結(jié)構(gòu)示意圖，右小腿14形狀、大小與左小腿11相同，左小腿11與右小腿14的一端均設(shè)有1個(gè)孔；上述孔均用于轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。伸縮固定桿9的左右兩端分別與左連桿7、右連桿12的后端孔以轉(zhuǎn)動(dòng)副的形式連接，左連桿7的前端軸與左大腿8的第一個(gè)孔或第三個(gè)孔以轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，相應(yīng)地，右連桿12的前端軸與右大腿13的第三個(gè)孔或第一個(gè)孔以轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，左大腿8、右大腿13的第二個(gè)孔分別與電機(jī)座6左、右兩邊以轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。如此，電機(jī)座6的左右兩邊形成兩個(gè)閉環(huán)，左閉環(huán)包括電機(jī)座6、電機(jī)軸4、伸縮固定桿9、左連桿7和左大腿8，右閉環(huán)包括電機(jī)座6、電機(jī)軸4、伸縮固定桿9、右連桿12和右大腿13。左連桿7與左大腿8、伸縮固定桿9所形成的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線，以及右連桿12與右大腿13、伸縮固定桿9所形成的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線均平行。電機(jī)軸4的軸線與左大腿8和右大腿13的第二個(gè)孔中心的連線在同一平面內(nèi)。通過(guò)以上設(shè)置，當(dāng)電機(jī)軸4前后運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)左大腿8、右大腿13的擺動(dòng)。
[0025]當(dāng)電機(jī)軸4向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，左大腿8向前擺動(dòng)，右大腿13向后擺動(dòng)；當(dāng)電機(jī)軸4向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，左大腿8向后擺動(dòng)，右大腿13向前擺動(dòng)；利用電機(jī)軸4前后移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)左大腿8、右大腿13的前后對(duì)稱(chēng)擺動(dòng)。通過(guò)控制直線電機(jī)5的運(yùn)動(dòng)位置與速度可以分別控制左、右大腿的擺動(dòng)角度與速度。
[0026]左旋轉(zhuǎn)氣缸10固定在左大腿8的第四個(gè)孔的外側(cè)，左旋轉(zhuǎn)氣缸10的軸套接在左大腿8的第四個(gè)孔中，同時(shí)左旋轉(zhuǎn)氣缸10的軸端與左小腿11在左大腿8的內(nèi)側(cè)固定連接，通過(guò)左旋轉(zhuǎn)氣缸10的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)左小腿11的擺動(dòng)。此外，右小腿14、右旋轉(zhuǎn)氣缸15和右大腿13具有類(lèi)似上述的連接關(guān)系。
[0027]如圖2所示，配重組件包括配重架1、配重螺栓2和配重塊3，配重架1的中間位置固定連接到電機(jī)軸4的一端，配重架1上設(shè)置對(duì)稱(chēng)的配重螺栓2，每個(gè)配重螺栓2上可連接一個(gè)或多個(gè)配重塊3，通過(guò)調(diào)節(jié)配重塊3的重量調(diào)節(jié)本發(fā)明實(shí)施例的一種快速步行的機(jī)器人的重心位置，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。
[0028]如圖3、圖4和圖5所示，優(yōu)選地設(shè)置左連桿7和右連桿12的形狀一致，左大腿8和右大腿13的形狀一致，左小腿11和右小腿14的形狀一致。通過(guò)上述相同結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，增加了雙足機(jī)器人的平衡性。
[0029]此外，如圖4所示，優(yōu)選地設(shè)置左大腿8和右大腿13的第一個(gè)孔與第二個(gè)孔之間的距離等于第二個(gè)孔與第三個(gè)孔之間的距離。如圖5所示，優(yōu)選地設(shè)置左小腿11和右小腿14呈兩端為半圓弧中間為矩形的跑道狀。在左小腿11和右小腿14的一端均設(shè)有一與半圓弧同心的孔，以分別與左旋轉(zhuǎn)氣缸10、右旋轉(zhuǎn)氣缸15的軸固連；在左小腿11和右小腿14的另一端為與地面接觸端，呈半圓弧狀，隨著支撐腿的擺動(dòng)，與地面接觸的位置沿圓弧移動(dòng)，這樣可以減少與地面的摩擦和碰撞。
[0030]以上的一種快速步行的雙足機(jī)器人的工作過(guò)程如下:
通過(guò)控制電機(jī)軸4的運(yùn)動(dòng)位置控制左大腿8、右大腿13的擺動(dòng)角度，將左大腿8、右大腿13擺動(dòng)的最大位置稱(chēng)為左大腿8、右大腿13的極限位置；與左大腿8、右大腿13的極限位置對(duì)應(yīng)的電機(jī)軸4與電機(jī)座6之間的相對(duì)位置稱(chēng)為電機(jī)軸4的極限位置(當(dāng)右大腿13在前、左大腿8在后的極限位置時(shí)，電機(jī)軸4處于前極限位置；當(dāng)左大腿8在前、右大腿13在后的極限位置時(shí)，電機(jī)軸4處于后極限位置
[0031]右腿支撐左腿擺動(dòng)階段:在這個(gè)階段中，右小腿14始終與地面接觸，且右旋轉(zhuǎn)氣缸15始終鎖死，左小腿11做兩次180度的擺動(dòng)，具體來(lái)說(shuō)主要包括以下四個(gè)狀態(tài)。第一狀態(tài)為，電機(jī)軸4處于前極限位置，右大腿13與右小腿14在前，左大腿8與左小腿11在后，左小腿11、右小腿14分別在左旋轉(zhuǎn)氣缸10、右旋轉(zhuǎn)氣缸15的下側(cè)，并分別與左大腿8、右大腿13共線。第二狀態(tài)為，電機(jī)軸4從第一狀態(tài)的前極限位置開(kāi)始向后移動(dòng)，直到設(shè)定位置時(shí)，左旋轉(zhuǎn)氣缸10開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)左小腿11向后旋轉(zhuǎn)，直到左小腿11完全收起至左旋轉(zhuǎn)氣缸10的上側(cè)，且與左大腿8共線，以使支撐腿的長(zhǎng)度大于擺動(dòng)腿的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的行走。第三狀態(tài)為，電機(jī)軸4從第二狀態(tài)的結(jié)束位置繼續(xù)向后移動(dòng)直到另一設(shè)定位置時(shí)，左旋轉(zhuǎn)氣缸10開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)左小腿11向前旋轉(zhuǎn)，直到左小腿11完全放下至左旋轉(zhuǎn)氣缸10的下側(cè)，且與左大腿8共線。第四狀態(tài)為，電機(jī)軸4從第三狀態(tài)的結(jié)束位置繼續(xù)運(yùn)動(dòng)至后極限位置，左小腿11觸地，此時(shí)具有和上述第一狀態(tài)類(lèi)似的狀態(tài)，左腿變?yōu)橹瓮龋彝茸優(yōu)閿[動(dòng)腿。
[0032]當(dāng)左腿支撐右腿擺動(dòng)時(shí)具有類(lèi)似上述的運(yùn)動(dòng)。此外這里需要說(shuō)明的是，在電機(jī)軸4前后擺動(dòng)期間，配重組件也跟著前后擺動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)配重組使得重心始終在雙足機(jī)器人的前部，隨著兩大腿交替擺動(dòng)，從而帶動(dòng)雙足機(jī)器人快速步行。
[0033]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種快速步行的雙足機(jī)器人，其特征在于，包括: 電機(jī)座(6)； 直線電機(jī)(5 )，該直線電機(jī)(5 )固定于所述電機(jī)座(6 )上，所述直線電機(jī)(5 )還包括穿過(guò)直線電機(jī)(5 )并可軸向移動(dòng)的電機(jī)軸(4 ); 行走機(jī)構(gòu)，該行走機(jī)構(gòu)包括左大腿(8 )、左小腿(11)、右大腿(13 )和右小腿(14 )，所述左大腿(8)和右大腿(13)結(jié)構(gòu)相同，并分別與電機(jī)座(6)的左右兩側(cè)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，所述左大腿(8)和右大腿(13)在豎直的狀態(tài)下相互對(duì)稱(chēng)，所述左小腿(11)和右小腿(14)分別通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接于左大腿(8)和右大腿(13)下端，所述左小腿(11)和右小腿(14)結(jié)構(gòu)相同且均為偏心機(jī)構(gòu)，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中足以改變左大腿(8)和右大腿(13)的支撐高度； 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括左連桿(7)、右連桿(12)和伸縮固定桿(9),所述伸縮固定桿(9)的中部與電機(jī)軸(4)的一端固定連接，所述伸縮固定桿(9)的兩端分別與左連桿(7)和右連桿(12)的端部旋轉(zhuǎn)連接，所述左連桿(7)和右連桿(12)的另一端分別與左大腿(8)和右大腿(13)鉸接，且所述左連桿(7)與左大腿(8)的鉸接點(diǎn)和右連桿(12)與右大腿(13)的鉸接點(diǎn)交叉設(shè)置于左大腿(8)和右大腿(13)與電機(jī)座(6)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的上下兩側(cè)； 配重組件，該配重組件固定設(shè)置于電機(jī)軸(4)上遠(yuǎn)離伸縮固定桿(9)的一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速步行的雙足機(jī)器人，其特征在于，所述左連桿(7)、右連桿(12)前端設(shè)有一軸，后端設(shè)有一孔；所述左大腿(8)、右大腿(13)自上而下設(shè)有四個(gè)孔，左連桿(7)的前端軸以轉(zhuǎn)動(dòng)副與左大腿(8)的第一個(gè)孔連接，右連桿(12)的前端軸以轉(zhuǎn)動(dòng)副與右大腿(13)的第三個(gè)孔連接，電機(jī)座(6)的左、右兩邊分別與左大腿(8)、右大腿(13)的第二個(gè)孔轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速步行的雙足機(jī)器人，其特征在于，所述左連桿(7)、右連桿(12)前端設(shè)有一軸，后端設(shè)有一孔；所述左大腿(8)、右大腿(13)自上而下設(shè)有四個(gè)孔，左連桿(7)的前端軸以轉(zhuǎn)動(dòng)副與左大腿(8)的第三個(gè)孔連接，右連桿(12)的前端軸以轉(zhuǎn)動(dòng)副與右大腿(13)的第一個(gè)孔連接，電機(jī)座(6)的左、右兩邊分別與左大腿(8)、右大腿(13)的第二個(gè)孔轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種快速步行的雙足機(jī)器人，其特征在于，所述左小腿(11)、右小腿(14)的一端均設(shè)有一個(gè)孔，分別對(duì)應(yīng)鉸接于左大腿(8)、右大腿(13)的第四個(gè)孔上；還包括用于驅(qū)動(dòng)所述左小腿(U)、右小腿(14)旋轉(zhuǎn)的左旋轉(zhuǎn)氣缸(10)、右旋轉(zhuǎn)氣缸(15)，所述左旋轉(zhuǎn)氣缸(10)、右旋轉(zhuǎn)氣缸(15)分別與左大腿(8)、右大腿(13)固連，且左旋轉(zhuǎn)氣缸(10 )、右旋轉(zhuǎn)氣缸(15 )上的軸分別固連在左小腿(11)、右小腿(14 )的孔中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種快速步行的雙足機(jī)器人，其特征在于，所述配重組件包括配重架(I)、配重螺栓(2 )和配重塊(3 )，所述配重塊(3 )通過(guò)配重螺栓(2 )連接于配重架(I)上，所述配重架(I)的中部與所述電機(jī)軸(4)固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種快速步行的雙足機(jī)器人，其特征在于，所述左小腿(11)、右小腿(14)呈兩端為半圓弧中間為矩形的跑道狀，在其一端設(shè)置的小孔與半圓弧同心。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種快速步行的雙足機(jī)器人，其特征在于，所述左連桿(7)與左大腿(8)、伸縮固定桿(9)所形成的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線，以及右連桿(12)與右大腿(13)、伸縮固定桿(9)所形成的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線均平行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的快速步行的雙足機(jī)器人，其特征在于，所述電機(jī)軸(4)軸線與左大腿(8)和右大腿(13)的第二個(gè)孔中心的連線在同一平面內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的一種快速步行的雙足機(jī)器人，其特征在于，所述左大腿(8)和右大腿(13)的第一個(gè)孔與第二個(gè)孔之間的距離等于第二個(gè)孔與第三個(gè)孔之間的距離。
【文檔編號(hào)】B62D57/032GK104354784SQ201410551230
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】楊世錫, 丁長(zhǎng)濤, 甘春標(biāo), 于昂可, 徐安定 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)