[发明专利]双足半被动对分上体行走机器人

说明书

本发明公开了一种双足半被动对分上体行走机器人，包括髋部和两条腿部，髋部包括髋部支架和侧向摆动件，侧向摆动件旋转配合安装在髋部支架上，髋部支架上设有左右摆动驱动机构；两个侧向摆动件的下方分别设有旋转件，旋转件上设有第一转轴与对应的侧向摆动件旋转配合，且髋部支架与旋转件之间设有腿部张开驱动机构；腿部包括大腿、小腿和拟足板，旋转件上设有第二转轴，大腿的上端设有旋转配合套装在第二转轴上的大腿连接件，且旋转件上设有前后摆动驱动机构；小腿与大腿铰接连接，大腿和小腿之间设有膝关节驱动机构；拟足板通过踝关节转轴旋转配合安装在小腿的底部，且踝关节转轴与第二转轴平行，拟足板与髋部或腿部之间设有踝关节驱动机构。

技术领域

本发明涉及一种行走器械，具体的为一种双足半被动对分上体行走机器人。

背景技术

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。

被动动态行走是研究双足（两条腿）步行系统的一种方法，这个系统包括人类或其他双足动物，或你想制作或控制的双足步行机器人。被动动态行走是看待双足步行的一种方式。与其把它作为一个持续不断的努力保持平衡，不如把双足行走看做一个在足部接触变化的间歇干扰下的持续的被动跌倒，我们可以对它有一个更好的理解。然后可以将一串稳定持续的步子看做周期运动进行分析。

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。

公开号为CN 105730551A的中国专利申请公开了一种半被动双足对分上体行走装置，公开号为CN104512493A的中国专利申请公开了一种齿轮传动对分上体节能被动行走装置及其控制方法，虽然均采用了“对分上体”的行走结构，但是均是采用齿轮传动实现的，存在结构复杂的问题，且行走中的稳定性是需要克服的一大难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双足半被动对分上体行走机器人，能够始终保持上体对分，以提高行走稳定性。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种双足半被动对分上体行走机器人，包括髋部和两条腿部，所述髋部包括髋部支架和分别设置在所述髋部支架左右两端下方的侧向摆动件，所述侧向摆动件旋转配合安装在所述髋部支架上，且所述侧向摆动件的转动轴线与机器人的前后移动方向平行，所述髋部支架上设有用于分别驱动两个所述侧向摆动件绕其转动轴线以相反的旋向同步旋转摆动的左右摆动驱动机构；两个所述侧向摆动件的下方分别设有旋转件，所述旋转件上设有第一转轴与对应的所述侧向摆动件旋转配合，所述第一转轴与所述侧向摆动件的转动轴线垂直，且所述髋部支架与所述旋转件之间设有用于驱动所述旋转件绕所述第一转轴旋转进而驱动两条腿部以相反的旋向同步扭动的腿部张开驱动机构；

所述腿部包括大腿、小腿和拟足板，所述旋转件上设有第二转轴，所述第二转轴分别与所述第一转轴和所述侧向摆动件的转动轴线垂直，所述大腿的上端设有旋转配合套装在所述第二转轴上的大腿连接件，且所述旋转件上设有用于驱动所述大腿绕所述第二转轴旋转的前后摆动驱动机构；所述小腿与所述大腿铰接连接，所述大腿和小腿之间设有用于驱动所述小腿相对于大腿做弯曲伸直运动的膝关节驱动机构；所述拟足板通过踝关节转轴旋转配合安装在所述小腿的底部，且所述踝关节转轴与所述第二转轴平行，所述拟足板与所述髋部或腿部之间设有用于驱动所述拟足板相对于所述小腿旋转的踝关节驱动机构。