[发明专利]一种可辅助行走可穿戴的并联结构双足机器人

说明书

一种可辅助行走可穿戴的并联结构双足机器人，属于足式机器人领域，本发明为了解决现有外骨骼机器人多为串联双足机器人，其自由度低导致与穿戴者协调性差，刚度不足，行走速度慢，而并联机器人，虽然刚度较强，但尺寸大，结构复杂，不利于应用在双足机器人领域的问题，进而结合并联机器人的优点，改进并联结构应用于外骨骼和双足方面，提供一种可辅助行走可穿戴的并联结构双足机器人，其核心是采用Delta构型并联机器人，腿部可以灵活控制，承载能力强，刚度好，通过两个Delta构型机器人的运动控制来完成整体机器人的协调性。纵向移动时，仿照猎豹奔跑动作实现高速移动。横向移动时，可以仿照人的走路动作进行移动。

技术领域

本发明属于足式机器人领域，具体涉及一种可辅助行走可穿戴的并联结构双足机器人。

背景技术

中国正逐渐步入老龄化社会，中风的患病危险也随着年龄的增长成上升趋势。心脑血管患病及中风后，引起的行走障碍，给患者的生活带来了很大的影响。随着发病率和致残率的逐年增加，病后的康复需求也日益显著。机器人已经被证明可以提供重复渐进的康复运动。康复机器人逐渐用于运动功能障碍的患者，包括行走障碍。近年来，随着材料、传感、控制技术的发展，针对下肢的外骨骼机器人的数量逐渐增多，但多处于试验研究阶段，存在与穿戴者协调性差、承载能力弱等问题，导致难以实现真正帮助人体起到助力的作用。

双足机器人是高技术的典型代表，双足机器人动作灵活，对于陌生的环境表现出很强的适应性，可以在复杂地面进行行走，有着其他移动机器人无法比拟的优越性，因此双足机器人具有很高的研究价值。同时，并联机器人凭借其速度快、动态性能好，承载能力强，刚度强等优势备受青睐。其中标志性的并联机器人构型是80年代瑞士联邦理工学院Clavel提出的Delta并联机构，该构型采用“开放式球铰”和“轻质杆件”，降低了机器人运动惯量，闭环式结构提升机器人刚度，可以实现快速拾取和放置动作，在工业领域有着广泛的应用。

现今大多数双足机器人多采用串联结构，多自由度。导致整体的机器人的刚度不足，稳定性不足，从而控制难度增加，难以实现复杂的运动动作。同时负载能力较弱，行走速度不能很快。同时并联机器人由于尺寸较大，结构复杂的特点导致很少用于工作空间紧凑的场合，如双足机器人，外骨骼等。

发明内容

本发明为了解决现有外骨骼机器人多为串联双足机器人，其自由度低导致与穿戴者协调性差，刚度不足，行走速度慢，而并联机器人，虽然刚度较强，但尺寸大，结构复杂，不利于应用在双足机器人领域的问题，进而结合并联机器人的优点，改进并联结构应用于外骨骼和双足方面，提供一种可辅助行走可穿戴的并联结构双足机器人；

一种可辅助行走可穿戴的并联结构双足机器人，所述双足机器人包括环形机架和两个足部机构，两个足部机构沿环形机架长度方向的中心线对称设置，且每个足部机构安装在环形机架的端部；

所述足部机构包括三个力臂组件和一个动平台，三个力臂组件中的一个力臂组件位于环形机架宽度方向的中心线上，三个力臂组件中剩余两个力臂组件沿环形机架宽度方向的中心线对称设置在位于环形机架宽度方向中心线上的力臂组件的两侧，且相邻两个力臂组件之间的夹角为60°，每个力臂组件的一端安装在环形机架上，每个力臂组件的另一端与动平台铰接；

所述环形机架中与每个力臂组件的连接处设有安装嵌槽，每个安装嵌槽的两侧分别设有一个伺服电机，且两个伺服电机的输出端同轴相对设置，每个力臂组件的一端安装在位于同一个安装嵌槽中两个伺服电机的输出端上。

进一步地，所述环形机架上加工有穿戴缺口，穿戴缺口中设有摆动块，摆动块的一端通过合页与环形机架铰接，摆动块的另一端与环形机架拆卸连接；

进一步地，所述摆动块的另一端通过多个螺栓与环形机架拆卸连接；

进一步地，所述每个伺服电机的壳体部设置在环形机架内部，每个伺服电机的输出端设置在安装嵌槽中；