[实用新型]一种两足步行的三角形机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种两足步行机器人，具体涉及一种两足步行的三角形机器人。

背景技术

在两足步行机器人领域，日本本田公司制造的“阿西莫”代表了两足步行仿人机器人的最高技术成就，它可以完成8字形行走、上下台阶、弯腰等各项“复杂”动作，但该机器人功耗大，对控制的软硬件各方面要求都很高。美国、加拿大等多所世界著名大学针对两足步行机器人功耗大的问题进行了研究，加拿大西蒙莎菲大学的Tad McGeer提出利用机器人自身重力和惯性作为动力实现被动动力步行的设想，并且通过实验样机Dynamite验证了该想法，美国的麻省理工大学在McGeerde的被动动力步行思想的基础上，在机器人的局部关节上增加了动力，实现了平地行走。中国对两足步行机器人进行的研究，如哈尔滨工业大学的四型仿人双足步行机器人，全身有52个自由度，在运动速度和平衡性方面优于静态行走机器人，已接近动态行走，但控制相当复杂。中国专利CN1819901A公开了双足步行机器人的下半身模块，两条腿分别采用并联机构，构成并联机构的各个直线运动连杆是该机器人的驱动系统，这种结构使各个杆件有效的分担了机器人的负载，但是它零件多，控制复杂。现有的两足步行机器人一般是仿人型的机器人，具有串联的腿部结构，自由度多，带载能力有限，采用旋转关节上附加动力的驱动方式，对控制精度要求高。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题：两足步行机器人一般采用仿人型的机械结构，机器人本体的零部件多，结构、控制复杂，成本高，机器人的腿部一般采用串联结构，在旋转关节上附加动力进行驱动，当机器人本体较重，或者负载较大的时候，对关节处的旋转动力要求比较高，而且连杆对旋转关节的角度误差具有放大效应，不利于机器人控制精度的提高。

本实用新型的技术方案：

一种两足步行的三角形机器人，该机器人包括构成三角形三边的六个杆件，左腿足外杆，右腿足外杆，左腿足内杆，右腿足内杆，横杆外杆，横杆内杆，其中左腿足外杆和左腿足内杆构成移动副作为三角形的一条侧边；右腿足外杆和右腿足内杆构成移动副作为三角形的另一条侧边；左腿足外杆的横杆、横杆外杆和横杆内杆构成移动副作为三角形的底边。

第一连接件形式上看作三角形顶角的顶点，第一连接件上的纵向孔与左腿足内杆的顶端横杆上的纵向孔利用圆柱销以转动副的形式连接，该转动副的轴线在三角形平面内，并且垂直于左腿足外杆的横杆；第一连接件上的横向孔与右腿足内杆末端上的孔利用圆柱销以转动副的形式连接，该转动副的轴线垂直于三角形平面。

第二连接件上的纵向孔与左腿足外杆的横杆上的孔以转动副的形式连接，转动副的轴线在三角形平面内，并且垂直于左腿足外杆的横杆，该转动副上安装电机作为驱动，第二连接件上的横向孔与横杆外杆一端部的孔利用圆柱销以转动副的形式连接，该转动副的轴线垂直于三角形平面。

横杆内杆与右腿足外杆上的孔以转动副的形式连接，该转动副的轴线垂直于三角形平面，转动副的中心形式上是三角形一个底角的顶点。

所述的左腿足外杆由左杆、横杆、U形杆固定连结而成，其中U形杆所在平面是机器人的脚掌平面，左杆与U形杆的侧边垂直，左杆的一端固定在该侧边上，横杆与左杆固定连接，横杆平行于U形杆的底边，横杆与左杆所成角度为β，β是锐角、直角或钝角。

所述的右腿足外杆由右杆、U形杆固定连结而成，其中U形杆所在平面是机器人的脚掌平面，右杆与U形杆的侧边垂直，右杆的一端固定在该侧边上，右杆上加工出一个通孔，孔的轴线平行于脚掌平面且垂直于U形杆底边。

所述的左腿足内杆由顶端横杆和左腿内杆固定连接而成，顶端横杆和左腿内杆的一端以180-β的角度固定连接在一起，在顶端横杆的另一端，在左腿足内杆平面内且垂直于顶端横杆的方向上加工出一个通孔。

所述的左腿足外杆、右腿足外杆的脚掌的形状为U形、S形、V形或C形。

本实用新型的有益效果：本实用新型所述的两足步行的三角形机器人避免了仿人形机器人的腿部串联结构设计，机器人本体从整体上看是一个三角形，采用了完全闭链的机械结构，增加了机器人整体的刚度，当机器人承受负载时，各个杆件共同分担负载，使机器人各构件的受力分布更均匀，提高机器人本体的负载能力，采用控制杆件长度实现机器人的步行与转弯，有效地减小了杆件长度对转角驱动误差的放大效应，提高机器人控制精度，构件少，结构、控制简单。

附图说明

图1两足步行的三角形机器人的整体三维图(锐角三角形，U形脚)