[发明专利]一种液压驱动的双足机器人下肢机构

说明书

本发明属于机器人领域，具体涉及一种液压驱动的双足机器人下肢机构，包括躯干、左腿和右腿，左腿包括足部、踝关节组件、小腿、膝关节组件、大腿以及髋关节组件，大腿与躯干和小腿连接，小腿与足部铰接，髋关节组件包括悬臂、髋关节俯仰液压驱动单元和髋关节侧向液压驱动单元，髋关节侧向液压驱动单元与悬臂和躯干连接，髋关节俯仰液压驱动单元与悬臂和大腿连接；膝关节组件中的膝关节液压驱动单元分别与大腿和小腿连接，踝关节组件包括两个并排设置的踝关节液压驱动单元，踝关节液压驱动单元的一端与小腿的主体铰接，另一端与足部铰接，本发明可以解决现有技术中电机驱动机器人运动速度慢、爆发力不足以及难以适应复杂地形的问题。

技术领域

本发明属于机器人领域，具体涉及一种液压驱动的双足机器人下肢机构。

背景技术

双足机器人相比于履带式机器人，更加灵活，能够适应各种各样的地形，关节自由度更高。

目前双足机器人多采用伺服电机进行驱动，采用谐波减速器进行降速增扭，但由于伺服电机高速小扭力的特性，使得电机驱动类双足机器人的运动速度较慢，爆发力不足，负载能力有限，难以适应复杂的地形，无法满足机器人大负载、快速运动的设计要求。

从仿生学角度来看，液压驱动是当前模拟人体肌肉驱动的最好方式，从机械特性角度看，液压驱动的输出力大，比功率高，抗干扰能力强，能适应恶劣的野外环境，用液压作为机器人的驱动方式能够弥补电机的不足，增强机器人关节的输出力，从而增强其负载能力，提高对环境的适应性，而且液压系统刚度大，响应快，可以提高机器人运动的快速性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压驱动的双足机器人下肢机构，以解决现有技术中电机驱动机器人运动速度慢、爆发力不足以及难以适应复杂地形的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种液压驱动的双足机器人下肢机构，包括躯干、左腿和右腿，所述左腿和右腿的结构相同且对称安装在躯干的下方，所述左腿包括足部、踝关节组件、小腿、膝关节组件、大腿以及髋关节组件，大腿的上端通过髋关节组件与躯干连接，大腿的下端与小腿的上端铰接，小腿的下端与足部铰接，所述髋关节组件包括悬臂、髋关节俯仰液压驱动单元和髋关节侧向液压驱动单元，所述髋关节侧向液压驱动单元的一端与悬臂连接，所述髋关节侧向液压驱动单元的另一端通过连接件与躯干连接，所述悬臂通过第一连杆机构与髋关节俯仰液压驱动单元的一端连接，所述髋关节俯仰液压驱动单元的另一端与大腿的主体铰接；所述膝关节组件包括膝关节液压驱动单元，所述膝关节液压驱动单元通过第二连杆机构分别与大腿和小腿连接，所述踝关节组件包括两个并排设置的踝关节液压驱动单元，所述踝关节液压驱动单元的一端与小腿的主体铰接，所述踝关节液压驱动单元的另一端与足部铰接。

优选的，所述髋关节组件还包括髋关节旋转液压驱动单元，所述髋关节旋转液压驱动单元安装于所述躯干的上方，所述髋关节旋转液压驱动单元的一端与躯干上的安装座连接，所述髋关节旋转液压驱动单元的另一端与所述连接件铰接。

优选的，所述连接件为连接座和旋转轴的组合体，所述连接座位于躯干的上方，所述旋转轴竖直穿过躯干与悬臂铰接。

优选的，所述髋关节俯仰液压驱动单元、髋关节侧向液压驱动单元、膝关节液压驱动单元和髋关节旋转液压驱动单元均由相同的液压驱动单元组成，所述液压驱动单元由液压杆和液压缸组成，所述液压驱动单元附带伺服阀、进油管和出油管。

优选的，所述踝关节组件还包括一个十字节构件，所述十字节构件的固定端安装在足部上表面的支座上，所述十字节构件的活动端与小腿连接。