[發明專利]全方位兩足步行機器人

有效

• 申請號: 201210445229.7
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN102910220A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 姚燕安;劉超;李虹江
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種機器人，具體涉及一種全方位兩足步行機器人。

背景技術

步行機器人具有運動靈活、地面適應能力強的優點，故而越來越受到研究人員的關注。常規的兩足步行機器人，雖然可以完成8字形行走、上下臺階等各項“復雜”動作，但機器人自由度較多，結構復雜，功耗大，對控制的軟硬件各方面要求都很高。中國專利CN181990IA公開了雙足步行機器人的下半身模塊，兩條腿分別采用并聯機構，構成并聯機構的各個直線運動連桿是該機器人的驅動系統，這種結構使各個桿件有效的分擔了機器人的負載，但是它的零件多，控制復雜，行走時容易發生左右足失穩，轉向步態復雜。

發明內容

本發明要解決的技術問題：兩足步行機器人一般采用仿人型的機械機構，機器人本體的零部件多，對控制系統精度要求較高，成本高。

本發明的技術方案：

全方位兩足步行機器人，該機構包括上內足、下內足、上外足、下外足、第一曲柄，第二曲柄，上內足和下內足一起稱為內足，上外足和下外足一起稱為外足。

上內足和下內足通過轉動副連接，下內足和第一曲柄通過圓柱副連接，第一曲柄和下外足通過轉動副連接。

下外足和上外足通過轉動副連接，上外足和第二曲柄通過轉動副連接，第二曲柄和上內足通過圓柱副連接。

下外足與第一曲柄之間的轉動副和第一曲柄與下內足之間的圓柱副的旋轉軸線平行，上外足與第二曲柄之間的轉動副和第二曲柄與上內足之間的圓柱副的旋轉軸線平行。

兩圓柱副的旋轉軸線垂直且有一定的偏移距離，同一曲柄連接的圓柱副和轉動副的旋轉軸線平行。

兩曲柄各自連接的轉動副的旋轉軸線之間垂直并有一定的偏移距離，這個偏移距離與兩圓柱副的旋轉軸線偏移距離相等。

內足之間的轉動副和外足之間的轉動副的旋轉軸線平行，并且垂直于其他運動副的旋轉軸線。

M1電機驅動第一曲柄相對于上外足轉動。

M2電機驅動第二曲柄相對于下外足轉動。

M3電機驅動上外足相對于下外足轉動。

本發明的有益效果：?本發明所述的全方位兩足步行機器人，通過三個電機分別對機構進行驅動和控制實現機構的運動，內足和外足依次抬起和著地實現步行步態，并可平面內全方位移動。該機構結構簡單，內外足幾何對稱，行走時穩定性高，轉向靈活簡便，而且由于機構結構在豎直方向上的對稱性，全方位兩足步行機器人在翻過來的狀態下依然可以實現行走，并具有一定的越障能力。該機構對驅動電機的加速性能依賴性較低，對電機的性能要求較低，成本低廉，易于制造和工程實現。可用于制作玩具、教學教具，也可用于制作軍用探測機器人。

附圖說明

圖1?全方位兩足步行機器人的整體三維圖

圖2?全方位兩足步行機器人第一曲柄和第二曲柄的三維圖

圖3?M3電機調整兩曲柄間的夾角示意圖

圖4a、圖4b、圖4c、圖4d、圖4e、圖4f、圖4g、圖4h是M3電機鎖止，M1電機或者M2電機驅動全方位兩足步行機器人行走（即行走模式I）的分解圖

圖5全方位兩足步行機器人在行走模式II下的奇異位型位置

圖6a、圖6b、圖6c、圖6d、圖6e、圖6f、圖6g、圖6h是全方位兩足步行機器人在行走模式II下的奇異位型位置行走的分解圖

圖7a、圖7b、圖7c、圖7d、圖7e、圖7f、圖7g、圖7h是電機M3和M1（或M2）驅動全方位兩足步行機器人在行走模式III下行走的分解圖

圖中：下外足1、上外足2、第一曲柄3、第二曲柄4、上內足5、下內足6。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

本發明的實施方式：全方位兩足步行機器人如圖1所示，由圓柱體外足和長方體內足通過曲柄連接組成。