行走结构及机器人制造技术

本申请属于类人形服务机器人技术领域，涉及行走结构及机器人。该行走结构中，髋部与躯干部之间配置有两组脚连接件与连杆，髋部、躯干部、一组的脚连接件与连杆构成四杆机构，髋部相对固定不动，髋舵机能够驱动躯干部相对于髋部摆动，使连杆与脚连接件联动。两个脚连接件分别固定至两个脚舵机的输出轴，每组四杆机构与对应的脚舵机作为一个腿部。通过舵机的数字精确控制，机器人能够实现各个方向的灵活运动和步态控制。利用四杆机构与一个髋舵机就实现了髋部与腿部的全部运动形态，有效节约了舵机成本，动力需求少，耗能少。同时让结构更加的紧凑与可靠，让整个机器人的动作协调可控，且表现更加的拟人动感。

Walking structure and robot

【技术实现步骤摘要】
行走结构及机器人
本申请属于类人形服务机器人
，尤其涉及一种行走结构及机器人。
技术介绍
对于人形机器人行走运动，目前从算法软件角度来实现髋部与腿部的协调运动，至少需要能够实现三个自由度的独立驱动单元来实现，利用每一个驱动单元独立动力来实现髋部关节与腿部关节的独立运动，也就是如果用舵机直接驱动，至少需要三个舵机，再根据算法约束与控制来实现髋部与腿部的协调运动；这种实现运动的结构好处是结构组合简单，只需要根据需要增加驱动单元就可以实现，同时软件控制较灵活，缺点是驱动单元价格较高，增加驱动单元就是增加成本，同时对软件依赖较高，在断电情况下，软件无法运行，驱动单元自锁能力差，机器人无法维持正常的姿态，对每个驱动单元性能要求较高，且需要对驱动单元从结构与软件上要进行相应的保护措施才能确保驱动单元有足够长的使用寿命，每个驱动单元体积都不小，堆叠的驱动单元的数量越多，机器人的关节体积越大，造成机器人体态过大，重量过重，增加了机器人对每一个关节的力度要求，容易让机器人的设计进入不断增加关节的输出与增加机器人重量与成本死循环误区，从而让机器人的制造成本不可控。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种行走结构及机器人，以解决现有人形机器人髋部与腿部之间需要能够实现三个自由度的独立驱动单元来实现，引起成本高、体积大的技术问题。本申请实施例提供一种行走结构，包括：髋部；躯干部，摆动安装于所述髋部；髋舵机，用于驱动所述躯干部相对于所述髋部摆动；两个脚连接件，分别枢接于所述髋部；两个连杆，所述连杆与所述脚连接件一一对应设置，每一所述连杆的两端分别枢接于所述躯干部与对应的所述脚连接件；以及两个脚舵机，其输出轴一一对应地固定于两个所述脚连接件。可选地，所述髋舵机固定于所述躯干部上，所述髋舵机的输出轴固定于所述髋部上。可选地，所述髋部上固定有保护壳，所述保护壳具有容纳腔，所述保护壳的两侧分别设有与所述容纳腔连通的端口，所述躯干部插设于其中一侧的所述端口，所述髋部与所述连杆的至少一部分位于所述保护壳内，所述脚连接件与所述脚舵机靠近另外一侧的所述端口处设置。可选地，所述髋部与所述躯干部之间连接有两个间隔设置的第一弹性件，两个所述连杆位于两个所述第一弹性件之间。可选地，两个所述第一弹性件与所述髋部之间的连接处的间距大于两个所述第一弹性件与所述躯干部之间的连接处的间距。可选地，每一所述脚连接件上设有第二弹性件，所述第二弹性件的两端分别抵设于所述脚连接件与所述髋部，两个所述连杆位于两个所述第二弹性件之间。可选地，所述脚连接件具有定位柱，所述第二弹性件的一端套设于所述定位柱外。可选地，所述髋部的两端部分别固定有一个安装座，所述脚连接件一一对应地枢接于所述安装座。可选地，所述安装座具有容纳槽及与所述容纳槽连通的连接孔，所述脚连接件至少一部分容纳于所述容纳槽内；所述脚连接件包括管状体及连接于所述管状体上的连接柱，所述连接柱插设于所述连接孔；所述脚舵机的输出轴插设于所述管状体内。可选地，每一所述脚连接件外均设有腿部壳，所述腿部壳具有上下贯通的贯通槽，所述安装座至少一部分与所述脚连接件至少一部分位于所述腿部壳内。可选地，每一所述脚舵机均固定有脚部壳，所述脚舵机位于所述脚部壳内。可选地，所述躯干部具有两个间隔设置的第一安装轴，每一所述脚连接件均具有第二安装轴，所述连杆的两端分别设有安装孔，所述第一安装轴穿过所述连杆的其中一个所述安装孔，所述第二安装轴穿过所述连杆的另外一个所述安装孔。可选地，所述第一安装轴外套设有第一套筒，所述第一套筒穿过其中一个所述安装孔；所述第二安装轴外套设有第二套筒，所述第二套筒穿过另外一个所述安装孔。可选地，所述躯干部相对于所述髋部的摆动轴线位于所述连杆与所述躯干部之间的枢接处及所述连杆与所述脚连接件的枢接处之间，两个所述连杆与所述躯干部之间的枢接处的间距小于两个所述连杆与所述脚连接件的枢接处的间距。本申请实施例提供一种机器人，包括上述的行走结构。本申请实施例提供的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：该行走结构中，髋部与躯干部之间配置有两组脚连接件与连杆，髋部、躯干部、一组的脚连接件与连杆构成四杆机构，髋部相对固定不动，髋舵机能够驱动躯干部相对于髋部摆动，进而使连杆与脚连接件联动。两个脚连接件分别固定至两个脚舵机的输出轴，每组四杆机构与对应的脚舵机作为一个腿部。在初始，躯干部竖直设置，两个腿部支撑于支撑面上，髋舵机先使躯干部朝向左右其中一侧摆动，另外一侧的腿部被抬起，被抬起腿部的脚舵机与支撑面之间形成高度差，此时，支撑于支撑面上的脚舵机驱动跟该脚舵机的输出轴连接的所有部件转动预定角度。接着，髋舵机使躯干部复位，同时刚才悬空的腿部下降并再次支撑于支撑面上，此时该腿部已向前移动一步。另外一个腿部前后移动的原理相同，实现两个腿部交替弯曲和抬高，并且交替行走，躯干部前后移动。在其中一个腿部悬空时，支撑于支撑面上的脚舵机驱动就能实现左右方向的调整。从而通过舵机的数字精确控制，机器人能够实现前后左右各个方向的灵活运动和步态控制。利用四杆机构与一个髋舵机就实现了髋部与腿部的全部运动形态，有效节约了舵机成本，动力需求少，耗能少，有效的减轻或杜绝常规机器人利用驱动单元数量堆叠的缺陷。同时让结构更加的紧凑与可靠，让整个机器人的动作协调可控，且表现更加的拟人动感。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的行走结构的立体装配图；图2为图1的行走结构的立体分解图；图3为图2的行走结构在拆卸腿部壳与脚部壳后的结构示意图；图4为图2的行走结构中应用的腿部壳与脚部壳的立体分解图；图5为图3的行走结构的进一步立体分解图。具体实施方式为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种行走结构，其特征在于，包括：/n髋部；/n躯干部，摆动安装于所述髋部；/n髋舵机，用于驱动所述躯干部相对于所述髋部摆动；/n两个脚连接件，分别枢接于所述髋部；/n两个连杆，所述连杆与所述脚连接件一一对应设置，每一所述连杆的两端分别枢接于所述躯干部与对应的所述脚连接件；以及/n两个脚舵机，其输出轴一一对应地固定于两个所述脚连接件。/n

【技术特征摘要】
1.一种行走结构，其特征在于，包括：
髋部；
躯干部，摆动安装于所述髋部；
髋舵机，用于驱动所述躯干部相对于所述髋部摆动；
两个脚连接件，分别枢接于所述髋部；
两个连杆，所述连杆与所述脚连接件一一对应设置，每一所述连杆的两端分别枢接于所述躯干部与对应的所述脚连接件；以及
两个脚舵机，其输出轴一一对应地固定于两个所述脚连接件。


2.如权利要求1所述的行走结构，其特征在于，所述髋舵机固定于所述躯干部上，所述髋舵机的输出轴固定于所述髋部上。


3.如权利要求1所述的行走结构，其特征在于，所述髋部上固定有保护壳，所述保护壳具有容纳腔，所述保护壳的两侧分别设有与所述容纳腔连通的端口，所述躯干部插设于其中一侧的所述端口，所述髋部与所述连杆的至少一部分位于所述保护壳内，所述脚连接件与所述脚舵机靠近另外一侧的所述端口处设置。


4.如权利要求1所述的行走结构，其特征在于，所述髋部与所述躯干部之间连接有两个间隔设置的第一弹性件，两个所述连杆位于两个所述第一弹性件之间。


5.如权利要求4所述的行走结构，其特征在于，两个所述第一弹性件与所述髋部之间的连接处的间距大于两个所述第一弹性件与所述躯干部之间的连接处的间距。


6.如权利要求1所述的行走结构，其特征在于，每一所述脚连接件上设有第二弹性件，所述第二弹性件的两端分别抵设于所述脚连接件与所述髋部，两个所述连杆位于两个所述第二弹性件之间。


7.如权利要求6所述的行走结构，其特征在于，所述脚连接件具有定位柱，所述第二弹性件的一端套设于所述定位柱外。


8.如权利要求1至7任一项所述的行走结构，其特征在于，所述髋部...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄祖富，钱阳明，熊友军，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44