[发明专利]基于连杆机构的半被动双足行走装置

说明书

本发明公开了一种基于连杆机构的半被动双足行走装置，包括髋部和腿部，髋部包括支撑平衡架，腿部包括两条行走腿，两条行走腿分别位于支撑平衡架的两侧，且两条行走腿与所述支撑平衡架之间分别设有连杆机构，两个连杆机构分别设置在支撑平衡架的两侧；连杆机构包括长双铰连杆和短双铰连杆，长双铰连杆的长度长于所述短双铰连杆的长度，长双铰连杆分别与所述支撑平衡架和所述行走腿铰接连接，所述短双铰连杆分别与所述支撑平衡架和所述行走腿铰接连接；所述支撑平衡架上设有用于驱动分别属于两个所述连杆机构的两根所述短双铰连杆同步转动的驱动机构。本发明基于连杆机构的半被动双足行走装置，具有结构简单，行走控制简便的优点。

技术领域

本发明涉及一种行走器械，具体的为一种基于连杆机构的半被动双足行走装置。

背景技术

行走是仿人机器人研究的基础难题。目前，世界上大多数机器人均通过实时驱动以模仿人类行走形态，因此会导致机器人行走动作缓慢，且能耗超出人的十倍的缺点，这严重制约了机器人的续航、作业、载荷能力。

被动动态行走是研究双足（两条腿） 步行系统的一种方法，这个系统包括人类或其他双足动物，或你想制作或控制的双足步行机器人。被动动态行走是看待双足步行的一种方式。与其把它作为一个持续不断的努力保持平衡，不如把双足行走看做一个在足部接触变化的间歇干扰下的持续的被动跌倒，我们可以对它有一个更好的理解。然后可以将一串稳定持续的步子看做周期运动进行分析。

被动行走原理的提出为实现高效自然行走提供了一个可能的解决途径，被动行走系统是仅依靠重力来被动地转动机器人各关节，有许多优秀的基于被动动力学的双足行走机器人被设计出来, 包括荷兰Delft 大学的机器人Leo ；美国密歇根大学的机器人MABEL；英国斯特灵大学的机器人Runbot 等。

现有的基于被动动力学的双足行走机器人虽然在一定程度上能够满足模仿人类行走的技术目的，但存在结构复杂、行走控制难度高的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于连杆机构的半被动双足行走装置，具有结构简单，行走控制简便的优点。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于连杆机构的半被动双足行走装置，包括髋部和腿部，所述髋部包括支撑平衡架，所述腿部包括两条行走腿，两条所述行走腿分别位于所述支撑平衡架的两侧，且两条所述行走腿与所述支撑平衡架之间分别设有连杆机构，两个所述连杆机构分别设置在所述支撑平衡架的两侧；

所述连杆机构包括长双铰连杆和短双铰连杆，所述长双铰连杆的长度长于所述短双铰连杆的长度，所述长双铰连杆分别与所述支撑平衡架和所述行走腿铰接连接，所述短双铰连杆分别与所述支撑平衡架和所述行走腿铰接连接；

所述支撑平衡架上设有用于驱动分别属于两个所述连杆机构的两根所述短双铰连杆同步转动的驱动机构。

进一步，所述连杆机构还包括固定连杆，所述固定连杆分别与对应的所述长双铰连杆和短双铰连杆铰接连接。

进一步，所述支撑平衡架上与其旋转配合设有转轴，分别属于两个所述连杆机构的两根所述短双铰连杆分别套装在所述转轴的两端并与所述转轴同步转动。

进一步，所述驱动机构包括固定安装在所述支撑平衡架上并与所述转轴传动连接的动力装置。

进一步，所述动力装置采用电机或小型内燃机或旋转气缸。

进一步，所述动力装置的输出轴与所述转轴之间设有传动装置。

进一步，所述传动装置采用带传动机构、链传动机构或齿轮传动机构。

进一步，所述支撑平衡架包括两块相互平行的支撑平衡板。