[发明专利]一种半被动双足对分上体行走装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人技术领域，特别涉及一种机器人的行走装置。

背景技术

行走是仿人机器人研究的基础难题。目前，世界上大多数机器人是通过实时驱动，以模仿人类行走形态，所以导致机器人行走动作缓慢，且能耗超出人的十倍。这严重制约了机器人的续航、作业、载荷能力。被动行走原理的提出为实现高效自然行走提供了一个可能的解决途径，被动行走系统是仅依靠重力来被动地转动机器人各关节，有许多优秀的基于被动动力学的双足行走机器人被设计出来,包括荷兰Delft大学的机器人Leo；美国密歇根大学的机器人MABEL；英国斯特灵大学的机器人Runbot等。

但是基于被动行走原理的机器人，如何保持行走中的稳定性是需要克服的一大难题。虽然申请号为CN201410766404.1的专利文件已公开了一种齿轮传动对分上体节能被动行走装置，该装置能实现机器人在往前走时上体总是保持对分，能提高双足机器人的稳定性，但是其不能实现机器人的横向行走及横向行走过程中的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种半被动双足对分上体行走装置，其解决机器人在向前行走和横向行走过程中如何保持稳定性的技术问题。

本发明半被动双足对分上体行走装置，包括髋部支架，所述髋部支架的下部设置有开口向下的U形槽，所述髋部支架的下端设置有横穿U形槽口且两端与髋部支架转动配合的横轴，所述横轴上设置有与其转动配合的第一转动架和第二转动架，所述第一转动架上设置有轴心线与横轴轴心线垂直相交的第一侧轴，所述第二转动架上设置有轴心线与横轴轴心线垂直相交的第二侧轴，第一侧轴与第一转动架转动配合，第二侧轴与第二转动架转动配合，所述第一侧轴和第二侧轴成轴对称布置；

所述横轴上设置有主动锥齿轮，所述第一侧轴的一端上设置有与主动锥齿轮啮合的第一从动锥齿轮，所述第一侧轴的另一端上设置有与机器人大腿连接的第一大腿连接部；所述第二侧轴的一端上设置有与主动锥齿轮啮合的第二从动锥齿轮，所述第二侧轴的另一端上设置有与机器人另一大腿连接的第二大腿连接部；

所述髋部支架上设置有驱动横轴转动的第一驱动装置和驱动第一转动架和第二转动架相对横轴对称转动的第二驱动装置。

进一步，所述第一驱动装置包括与横轴平行布置的第一电机和连接第一电机转子轴和横轴的传动装置。

进一步，所述传动装置为传动带，或者为带轮与传动带的组合，或者为链轮与链条的组合，或者为主动齿轮与从动齿轮的组合。

进一步，所述第二驱动装置包括竖直布置并通过连板固定在髋部支架侧部上的第二电机、竖直设置在连板上且与连板转动配合的螺杆、与螺杆螺纹配合的滑板、两端分别铰接在滑板和第一转动架上的第一连杆、以及两端分别铰接在滑板和第二转动架上的第二连杆，所述第一连杆和第二连杆相对于螺杆对称布置，所述电机的转子轴和螺杆通过传动装置传动连接。

本发明的有益效果：

本发明一种半被动双足对分上体行走装置，将机器人的上体安装在髋部支架的横板上，将机器人的两条大腿分别连接在第一侧轴和第二侧轴的大腿连接部上，机器人向前直行时，第一电机驱动横轴转动，横轴转动驱动第一侧轴和第二侧轴对称的转动相同的角度，这样机器人上体始终处于机器人的两条大腿的夹角中间位置，即行走装置的对等分位置，从而保持上体对分，能保证机器人向前直行的稳定性；在机器人侧向直行时，第二电机驱动螺杆转动，螺杆驱动滑块向上或向下滑动，滑块通过连杆带动第一转动架和第二转动架对称的转动，第一转动架和第二转动架转动便带动两侧轴及两侧轴上的机器人大腿对称的摆动，这样机器人上体也始终保持在两大腿夹角的中间位置上，即行走装置的对等分位置，从而保持上体对分，能保证机器人横向直行的稳定性。

附图说明

图1为实施例中半被动双足对分上体行走装置的第一侧视立体结构意图；

图2为实施例中半被动双足对分上体行走装置的第二侧视立体结构意图；

图3为实施例中半被动双足对分上体行走装置的第三侧视立体结构意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。