[发明专利]一种含有直线关节的双足机器人行走机构

说明书

本发明公开了一种含有直线关节的双足机器人行走机构，包括腰部机构，所述腰部机构两侧均设置一腿部机构，两个腿部机构均通过髋关节与腰部机构连接，腿部机构底部与足部机构连接；所述腿部机构包括腿部本体，所述腿部本体内配合设置直线关节，所述直线关节包括主动部和从动部，所述从动部通过连接件与横向旋转动力装置连接，所述主动部运作带动从动部上下直线运动进而使腿部本体上下移动抬腿，横向旋转动力装置运转带动腿部本体前后向摆动，两个腿部机构的横向旋转动力装置交替运转带动腿部本体实现交替迈腿动作。将双足机器人的大腿、膝关节、小腿整合为一个完整的直线关节，具有机构简单，易于维护，能量消耗低及负重能力强的特点。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种含有直线关节的双足机器人行走机构。

背景技术

双足机器人可以完成人类基本的运动功能，是与人类最接近的一种机器人。对双足机器人动态行走机制的研究可使我们更深刻理解人类活动的本质，有助于生物医学和体育运动科学的发展。

目前比较成功的双足机器人有美国波士顿动力公司的“petman”、“Atlas”，法国Aldebaran Robotics公司的“NAO”机器人,日本本田公司的“ASIMO”机器人等。2004年中国专利文献CN1474737A公开了日本技研株式会社设计的双足步行机器人，该机器人很好的模拟了人体结构，在行走方式上可实现高度的拟人化，该专利引领了后续很长一段时间双足机器人的系统结构。中国专利文献CN102582714A公开了一种具有负重能力的液压驱动双足机器人下肢机构，该专利的特点在于采用液压提供动力，因而在负重能力上具有明显优势。中国专利文献CN101121424A公开了一种多自由度的双足机器人下肢机构。中国专利文献CN101229826A同样公开了一种双足机器人的下肢机构，其特点在于采用平行四连杆机构实现了机器人大小腿的机构设计。

上述产品与发明所设计的双足机器人都模拟了人的腿部结构，即有明显的大腿、膝关节、小腿，该种方式在结构上具有一定的仿生性，但双足机器人在行走时支撑腿都有一定的屈膝动作，仿佛人采用扎马步或扎弓步的方式行走，这种运动方式要求关节作动器需持续输出较大扭力来维持机体姿态，因而较人行走时支撑腿靠腿部骨骼提供支撑力的直腿行走方式要耗费更大的能量。且这种双足机器人在行走时需要对腿部结构的大腿、膝关节、小腿等以及机器人腰部结构都进行控制，且多个部件关节间需要达到一定的配合关系才能保证机器人正确行走，控制方式复杂不容易操作。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种含有直线关节的双足机器人行走机构，将双足机器人的大腿、膝关节、小腿整合为一个完整的直线关节，具有机构简单，易于维护，能量消耗低及负重能力强的特点。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种含有直线关节的双足机器人行走机构，包括腰部机构，所述腰部机构两侧均设置一腿部机构，两个腿部机构均通过髋关节与腰部机构连接，腿部机构底部与足部机构连接；所述腿部机构包括腿部本体，所述腿部本体内配合设置直线关节，所述直线关节包括主动部和从动部，所述从动部通过连接件与横向旋转动力装置连接，所述主动部运作带动从动部上下直线运动进而使腿部本体上下移动抬腿，横向旋转动力装置运转带动腿部本体前后向摆动，两个腿部机构的横向旋转动力装置交替运转带动腿部本体实现交替迈腿动作。

所述主动部为丝杠，所述从动部为带丝孔的滑块。

优选的，所述滑块还通过直线轴承与直线导轨相配合，直线导轨与丝杠相互平行。

所述丝杠和直线导轨均固定于支撑架上，所述支撑架与腿部本体的外壳固定连接。

优选的，所述直线导轨设置两条，两条直线导轨与丝杠相互配合呈等腰三角形。

或者，所述主动部为齿轮，所述从动部为齿条。

或者，所述主动部为液压元件，所述从动部为滑座。