[发明专利]一种基于跨关节协同驱动的仿人机器人

权利要求书

1.一种基于跨关节协同驱动的仿人机器人，所述仿人机器人包括躯干、髋关节、大腿杆、膝关节、小腿杆、踝关节和脚掌，其特征在于，

所述仿人机器人还包括：

固定在所述躯干处的第一对驱动单元；

固定于所述髋关节内的第二对驱动单元；

固定于所述膝关节内的第三对驱动单元；

其中，所述第一对驱动单元的两个驱动单元通过第一对连杆的两个连杆分别与髋关节连接，以带动所述髋关节的自旋和/或前摆动作；所述第一对驱动单元的两个驱动单元协同驱动，所述第一对连杆的两个连杆同向摆动时，所述髋关节为前摆动作；所述第一对连杆的两个连杆反向摆动时，所述髋关节为自旋动作；

所述第二对驱动单元的两个驱动单元通过第二对连杆的两个连杆分别与膝关节连接，以带动所述髋关节的外摆和/或小腿杆的前摆动作；所述第二对驱动单元的两个驱动单元协同驱动，所述第二对连杆的两个连杆同向摆动时，所述小腿杆为前摆动作；所述第二对连杆的两个连杆反向摆动时，所述髋关节为外摆动作；

所述第三对驱动单元的两个驱动单元通过第三对连杆的两个连杆分别与踝关节连接，以带动所述踝关节的前摆和/或外摆动作；所述第三对驱动单元的两个驱动单元协同驱动，所述第三对连杆的两个连杆同向摆动时，所述踝关节为前摆动作；所述第三对连杆的两个连杆反向摆动时，所述踝关节为外摆动作。

2.根据权利要求1所述的基于跨关节协同驱动的仿人机器人，其特征在于，所述髋关节包括髋自旋框架和髋外摆框架，所述髋外摆框架具有两个相互垂直的方向轴结构，其中一个方向轴与所述髋自旋框架连接，另一个方向轴与所述大腿杆的上端枢轴连接；

所述髋自旋框架与躯干可转动连接，并用于支撑所述躯干。

3.根据权利要求2所述的基于跨关节协同驱动的仿人机器人，其特征在于，

所述第一对驱动单元的其中一个驱动单元与所述第一对连杆的其中一个连杆的一端连接，该连杆的另一端与所述髋自旋框架连接，使得第一对驱动单元的一个驱动单元、第一对连杆的一个连杆和髋自旋框架组成双摇杆机构；

所述第一对驱动单元的另一个驱动单元与所述第一对连杆的另一个连杆的一端连接，该连杆的另一端与所述髋外摆框架连接，使得第一对驱动单元的另一个驱动单元、第一对连杆的另一个连杆和髋外摆框架连接组成双摇杆机构。

4.根据权利要求3所述的基于跨关节协同驱动的仿人机器人，其特征在于，所述第一对驱动单元的两个驱动单元位于所述髋关节的后侧，所述第一对驱动单元的两个驱动单元的输出端朝向不同的方向，所述第一对连杆的两个连杆分别位于髋关节的两侧。

5.根据权利要求3所述的基于跨关节协同驱动的仿人机器人，其特征在于，所述大腿杆的下部和小腿杆的上部通过膝关节转轴枢轴连接，以组成膝关节；

所述第二对驱动单元的两个驱动单元位于所述髋外摆框架内，所述第二对驱动单元的其中一个驱动单元与第二对连杆的其中一个连杆的上端连接，该连杆的下端与小腿杆的上端连接，使得第二对驱动单元的一个驱动单元、第二对连杆的一个连杆和小腿杆组成双摇杆机构；

所述第二对驱动单元的另一个驱动单元与第二对连杆的另一个连杆的上端连接，该连杆的下端与小腿杆的上端连接，使得第二对驱动单元的另一个驱动单元、第二对连杆的另一个连杆和小腿杆组成双摇杆机构；

所述第二对驱动单元的两个驱动单元的输出端朝向不同的方向，所述第二对连杆的两个连杆分别位于大腿杆的两侧。

6.根据权利要求5所述的基于跨关节协同驱动的仿人机器人，其特征在于，所述小腿杆的下端和脚掌通过踝关节十字轴连接，以组成踝关节；所述小腿杆与踝关节十字轴的第一方向轴枢轴连接，所述脚掌与踝关节十字轴的第二方向轴枢轴连接。