[发明专利]可行走机器人

说明书

一种可行走机器人，其包括主体、耦接至所述主体并支撑所述主体的行走机构；行走机构包括第一腿部机构和第二腿部机构，第一腿部机构通过第一主关节可操作地耦接至所述主体并且能够绕所述第一主关节相对于所述主体旋转，第二腿部机构通过第二主关节可操作地耦接至所述主体并且能够绕所述第二主关节相对于所述主体旋转；第一腿部机构与第二腿部机构均包括上部支撑组件、主关节驱动组件、下部支撑组件、中间关节驱动组件、接触传感器以及运动控制器。

技术领域

本申请涉及机器人，特别是涉及可行走的机器人。

背景技术

随着传感技术和自动化技术的发展，各种各样的可自主移动的机器人出现并被陆续地应用于社会生活的各个领域，例如扫地机器人、手术机器人、物流机器人等等。然而，具有多关节的可模拟人类行走的机器人技术却发展较为缓慢，市场上较为缺少多关节运动的可行走机器人。使用双腿行走的机器人属于类人机器人，其双腿及主体类似于人类的双腿和躯干。双腿行走机器人特点在于能够交替摆动双腿，以实现类似人类行走的效果。但现有的双腿行走机器人中，机器人的多关节多自由度的运动一直是研发难题，且不能由统一的控制系统对行走过程进行感测，更难以根据感测结果判断运动状况并由此做出下一步的运动。

因此，有必要提供一种能够模拟人类行走的可行走机器人。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种能够模拟人类行走的可行走机器人。

在本申请的一个方面，提供了一种可行走机器人，其包括主体和耦接至主体并支撑主体的行走机构。行走机构包括第一腿部机构、第二腿部机构和运动控制器。第一腿部机构通过第一主关节可操作地耦接至主体，并且能够绕第一主关节相对于主体旋转；第二腿部机构通过第二主关节可操作地耦接至主体，并且能够绕第二主关节相对于主体旋转。第一腿部机构及第二腿部机构均包括上部支撑组件、主关节驱动组件、下部支撑组件、中间关节驱动组件和接触传感器。上部支撑组件具有沿其长度方向相对设置的第一端和第二端，其中上部支撑组件在其第一端耦接至对应的主关节，上部支撑组件能够产生沿其长度方向伸展的上部驱动力。主关节驱动组件用于产生使得上部支撑组件绕主关节旋转的主关节驱动力。下部支撑组件具有沿其长度方向相对设置的第一端和第二端，其中下部支撑组件在其第一端经由中间关节耦接至上部支撑组件的第二端并且能够绕中间关节相对于上部支撑组件旋转，以及其中下部支撑组件能够产生沿其长度方向伸展的下部驱动力。中间关节驱动组件用于产生使得下部支撑组件绕中间关节相对于上部支撑组件旋转的中间关节驱动力。接触传感器被设置于下部支撑组件的第二端，用于感测腿部机构与地面的接触并生成接触感测信号。运动控制器被配置为根据第一腿部机构与第二腿部机构的接触传感器生成的接触感测信号以及主关节与中间关节的旋转角度控制上部支撑组件、下部支撑组件、主关节驱动组件以及中间关节驱动组件的运行。

在一些实施方式中，可行走机器人的上部支撑组件包括上部连接件、储能器、液压缸、电液伺服阀。上部连接件用于机械地耦接主关节与中间关节。储能器用于存储流入其中的液压流体。液压缸位于储能器下方，液压缸与储能器可操作地流体连通以允许液压流体在其间流动。电液伺服阀被耦接至运动控制器，并且配置为在运动控制器的控制下至少能够在储能模式与驱动模式下打开，其中：在储能模式，电液伺服阀被打开，以允许液压流体受到上部连接件传递的压力从液压缸流入储能器中；在驱动模式，电液伺服阀被打开，以允许液压流体被从储能器压入至液压缸中，其中液压流体的压入能够产生沿上部支撑组件的长度方向伸展的上部驱动力。

在一些实施方式中，可行走机器人的运动控制器用于根据每个腿部机构的接触传感器生成的接触感测信号控制腿部机构的上部支撑组件中的电液伺服阀所处于的工作模式。

在一些实施方式中，可行走机器人的运动控制器还用于在接触感测信号指示腿部机构未与地面接触时生成使得电液伺服阀工作于驱动模式的控制信号，并且用于在接触感测信号指示腿部机构与地面接触时生成使得电液伺服阀工作于储能模式的控制信号。