[發明專利]一種含有直線關節的雙足機器人行走機構

有效

• 申請號: 201611146306.3
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106741280B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 張慧;榮學文;李貽斌;李彬
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 37221 濟南圣達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種含有直線關節的雙足機器人行走機構，包括腰部機構，所述腰部機構兩側均設置一腿部機構，兩個腿部機構均通過髖關節與腰部機構連接，腿部機構底部與足部機構連接；所述腿部機構包括腿部本體，所述腿部本體內配合設置直線關節，所述直線關節包括主動部和從動部，所述從動部通過連接件與橫向旋轉動力裝置連接，所述主動部運作帶動從動部上下直線運動進而使腿部本體上下移動抬腿，橫向旋轉動力裝置運轉帶動腿部本體前后向擺動，兩個腿部機構的橫向旋轉動力裝置交替運轉帶動腿部本體實現交替邁腿動作。將雙足機器人的大腿、膝關節、小腿整合為一個完整的直線關節，具有機構簡單，易于維護，能量消耗低及負重能力強的特點。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，尤其涉及一種含有直線關節的雙足機器人行走機構。

背景技術

雙足機器人可以完成人類基本的運動功能，是與人類最接近的一種機器人。對雙足機器人動態行走機制的研究可使我們更深刻理解人類活動的本質，有助于生物醫學和體育運動科學的發展。

目前比較成功的雙足機器人有美國波士頓動力公司的“petman”、“Atlas”，法國Aldebaran Robotics公司的“NAO”機器人,日本本田公司的“ASIMO”機器人等。2004年中國專利文獻CN1474737A公開了日本技研株式會社設計的雙足步行機器人，該機器人很好的模擬了人體結構，在行走方式上可實現高度的擬人化，該專利引領了后續很長一段時間雙足機器人的系統結構。中國專利文獻CN102582714A公開了一種具有負重能力的液壓驅動雙足機器人下肢機構，該專利的特點在于采用液壓提供動力，因而在負重能力上具有明顯優勢。中國專利文獻CN101121424A公開了一種多自由度的雙足機器人下肢機構。中國專利文獻CN101229826A同樣公開了一種雙足機器人的下肢機構，其特點在于采用平行四連桿機構實現了機器人大小腿的機構設計。

上述產品與發明所設計的雙足機器人都模擬了人的腿部結構，即有明顯的大腿、膝關節、小腿，該種方式在結構上具有一定的仿生性，但雙足機器人在行走時支撐腿都有一定的屈膝動作，仿佛人采用扎馬步或扎弓步的方式行走，這種運動方式要求關節作動器需持續輸出較大扭力來維持機體姿態，因而較人行走時支撐腿靠腿部骨骼提供支撐力的直腿行走方式要耗費更大的能量。且這種雙足機器人在行走時需要對腿部結構的大腿、膝關節、小腿等以及機器人腰部結構都進行控制，且多個部件關節間需要達到一定的配合關系才能保證機器人正確行走，控制方式復雜不容易操作。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種含有直線關節的雙足機器人行走機構，將雙足機器人的大腿、膝關節、小腿整合為一個完整的直線關節，具有機構簡單，易于維護，能量消耗低及負重能力強的特點。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種含有直線關節的雙足機器人行走機構，包括腰部機構，所述腰部機構兩側均設置一腿部機構，兩個腿部機構均通過髖關節與腰部機構連接，腿部機構底部與足部機構連接；所述腿部機構包括腿部本體，所述腿部本體內配合設置直線關節，所述直線關節包括主動部和從動部，所述從動部通過連接件與橫向旋轉動力裝置連接，所述主動部運作帶動從動部上下直線運動進而使腿部本體上下移動抬腿，橫向旋轉動力裝置運轉帶動腿部本體前后向擺動，兩個腿部機構的橫向旋轉動力裝置交替運轉帶動腿部本體實現交替邁腿動作。

所述主動部為絲杠，所述從動部為帶絲孔的滑塊。

優選的，所述滑塊還通過直線軸承與直線導軌相配合，直線導軌與絲杠相互平行。

所述絲杠和直線導軌均固定于支撐架上，所述支撐架與腿部本體的外殼固定連接。

優選的，所述直線導軌設置兩條，兩條直線導軌與絲杠相互配合呈等腰三角形。

或者，所述主動部為齒輪，所述從動部為齒條。

或者，所述主動部為液壓元件，所述從動部為滑座。