[发明专利]一种基于柔性驱动器的欠驱动双足步行机器人

权利要求书

1.一种基于柔性驱动器的欠驱动双足步行机器人，其特征在于，包括至少四个关节模块，至少两个足部组件，连接髋关节与膝关节、膝关节与足部组件的左右腿连杆组件，以及连接左右腿的腰部组件；

髋关节模块与膝关节模块均采用柔性驱动方式，只具有一个俯仰自由度，髋关节模块与膝关节模块通过连接模块与腿部连杆紧固连接在一起；小腿连杆末端与欠驱动的足部组件连接；左右腿的髋关节内套筒与腰部紧固连接，构成双足步行机器人的整体结构；

所述双足步行机器人腰部与滑块紧固连接，可沿滑轨在运行环境中的矢状面内进行两自由度的平面运动；

所述基于柔性驱动器的髋关节模块包括：第一三叉固定块(1)、第一线性弹簧(2)、第一三叉输出单元(3)、第一直流伺服电机及减速器(4)、第一动力输入轴(5)、第一电机连接块(6)、髋关节内套筒(7)、第一轴承端盖(8)、第一深沟球轴承(9)、髋关节外套筒(10)、髋关节连接板(11)、定位套筒(12)；

其中三个第一三叉固定块(1)沿圆周均布在髋关节外套筒(10)内，通过螺钉紧固连接；第一三叉输出单元(3)与第一三叉固定块(1)上设有圆柱形凸起，可固定线性弹簧(2)，二者通过三组对称的线性弹簧(2)柔性连接；第一直流伺服电机及减速器(4)的第一动力输出轴(5)通过形配合与第一电机连接块(6)紧固连接；第一电机连接块(6)再与第一三叉输出单元(3)通过螺钉紧固连接；第一直流伺服电机及减速器(4)通过螺钉固定在髋关节内套筒(7)上；髋关节内套筒(7)与髋关节外套筒(10)之间装有两个第一深沟球轴承(9)保证两者相对转动；两轴承间通过定位套筒(12)定位轴承内圈；第一轴承端盖(8)通过螺钉与髋关节外套筒(10)紧固连接，定位轴承外圈；髋关节连接板(11)通过螺钉固定在髋关节外套筒(10)上，再通过螺钉与大腿连杆紧固连接；

所述基于柔性驱动器的膝关节模块，包括：第二三叉固定块(13)、第二线性弹簧(14)、第二三叉输出单元(15)、第二直流伺服电机及减速器(16)、第二动力输入轴(17)、第二电机连接块(18)、第二轴承端盖(19)、第二深沟球轴承(20)、膝关节内套筒(21)、膝关节下连接板(22)、膝关节上连接板(23)、膝关节外套筒(24)；

其中三个第二三叉固定块(13)通过螺钉沿圆周固定在膝关节外套筒(24)内；第二三叉输出单元(15)通过三组对称的第二线性弹簧(14)与第二三叉固定块(13)柔性连接；通过螺钉与形配合将第二三叉输出单元(15)、第二直流伺服电机及减速器(16)、第二动力输出轴(17)、第二电机连接块(18)、膝关节内套筒(21)紧固连接；膝关节外套筒(24)与膝关节内套筒(21)之间装有两个第二深沟球轴承(20)保证两者相对转动；第二轴承端盖(19)通过螺钉固定在膝关节外套筒(24)上；膝关节上连接板(23)通过螺钉固定在膝关节外套筒(24)上，再通过螺钉与大腿连杆紧固连接；膝关节下连接板(22)套在膝关节内套筒(21)上，通过销钉周向定位，再通过螺钉与小腿连杆紧固连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于柔性驱动器的欠驱动双足步行机器人，其特征在于，所述足部组件(25)为一半圆柱构件，通过螺钉与小腿连杆紧固连接；圆弧面与地面为线接触，可与地面之间产生滚动摩擦绕接触线旋转。

3.根据权利要求2所述的一种基于柔性驱动器的欠驱动双足步行机器人，其特征在于，所述运行环境包括：整体框架(26)、水平滑轨(27)、水平滑块(28)、竖直滑块(29)、竖直滑轨(30)；四个水平滑轨(27)两个一组，分别用螺钉水平固定在整体框架(26)两侧；四个水平滑块(28)分别与水平滑轨(28)配合；竖直滑轨(30)用螺钉与同侧的两个水平滑块(28)紧固连接，使其垂直于地面，可沿水平滑轨(27)进行直线运动；竖直滑块(29)用螺钉与机器人腰部紧固连接，并与竖直滑轨(30)配合。