专利名称：一种双足步行机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种双足步行机器人。
背景技术：
由于传统的轮式汽车与机器人的推进方式是通过车轮旋转与地面摩擦产生推进力，其只能在相对平整的路面下进行移动与运输，且在转弯时不具有灵活性。针对以上缺点，通过模仿生物的腿来进行驱动的机器人越来越多的被使用。经过对现有的技术文献检索发现
中国发明专利公开号CN1406804，名称八肢脚步行机。该八肢脚步行机将动力经过机械传动、转换机构代动脚杆伸展收缩两个循环过程，推动机身向前一步一步的行走。但是，八肢脚步行机的每条腿不能进行单独控制和维持稳定，仍然不具有在复杂地形下的移动能力。中国发明专利公开号CN1410230，名称多足步行机器人及其控制装置。该多足步行机器人包括前中后足各两条，分两排并列分布在机架左右两侧，各足结构相同，由脚、小腿、大腿、髋部及驱动和传动装置构成。但是，该机器人需要六条腿进行移动，且大量使用齿轮、钢丝绳传动，不具有良好的控制性能。中国发明专利公开号CN102755229，名称一种六足楼梯攀爬轮椅。该六足楼梯攀爬轮椅包括轮椅、3条椅前侧腿、3条椅背侧腿、电源控制器箱，通过大腿和小腿部分包含的由滚珠丝杠螺母机构实现的伸缩关节。但，其包含的自由度有限，无法实现转弯，侧向斜坡下行走的功能。
发明内容
本发明的发明目的是针对现有机器人的技术不足，提供一种双足步行机器人。为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为
提供一种双足步行机器人，包括机器人腰部与机器人腿部，且机器人腰部的腰部支架上放置有电源与控制单元；机器人腿部包括左腿与右腿，左腿、右腿均与机器人腰部相连。优选地，所述机器人腰部还包括左腿髋关节旋转电机与右腿髋关节旋转电机；所述左腿髋关节旋转电机与右腿髋关节旋转电机均使用盘式电机与谐波减速器驱动，左腿髋关节旋转电机与右腿髋关节旋转电机的输出为内外两个法兰。优选地，所述左腿、右腿均包括机器人髋关节、机器人膝关节与机器人踝关节；机器人髋关节与机器人腰部相连，机器人髋关节具有3个自由度；机器人膝关节与机器人髋关节相连，机器人膝关节具有I个自由度；机器人踝关节与机器人膝关节相连，机器人踝关节具有两个自由度。优选地，所述机器人髋关节包括髋关节旋转支架、髋关节侧展电机、髋关节连接件、髋关节屈伸电机与机器人大腿；髋关节旋转支架与左腿髋关节旋转电机、右腿髋关节旋转电机的内法兰相连；髋关节侧展电机使用盘式电机与谐波减速器驱动，髋关节侧展电机的输出为内外两个法兰，其内法兰与髋关节旋转支架相连，驱动髋关节侧展自由度；髋关节连接件与髋关节侧展电机的外法兰相连；髋关节屈伸电机也使用盘式电机与谐波减速器驱动，髋关节屈伸电机的输出也为内外两个法兰，髋关节屈伸电机的内法兰与髋关节连接件相连，驱动髋关节屈伸自由度；机器人大腿与髋关节屈伸电机的外法兰相连，构成机器人的大腿部分。优选地，所述机器人膝关节包括膝关节屈伸电机与机器人小腿；膝关节屈伸电机使用盘式电机与谐波减速器驱动，膝关节屈伸电机的输出为内外两个法兰，膝关节屈伸电机的内法兰与机器人大腿相连，驱动机器人膝盖屈伸自由度；机器人小腿与膝关节屈伸电机的外法兰相连，构成机器人的小腿部分。优选地，所述机器人踝关节包括踝关节屈伸电机、踝关节连接件、踝关节侧展电机与机器人脚部；踝关节屈伸电机使用盘式电机与谐波减速器驱动，踝关节屈伸电机的输出为内外两个法兰，踝关节屈伸电机的内法兰与机器人小腿相连，驱动踝关节屈伸自由度；踝关节连接件与踝关节屈伸电机的外法兰相连；踝关节侧展电机使用盘式电机与谐波减速器驱动，踝关节侧展电机的输出为内外两个法兰，其内法兰与踝关节连接件相连，驱动机器人踝关节侧展自由度；机器人脚部与踝关节侧展电机的外法兰相连，机器人脚部设有能够对机器人重心进行反馈的力传感器。本发明相对于现有技术，具有以下有益效果
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种双足步行机器人，本发明包括机器人腰部与机器人腿部。机器人腰部与机器人腿部连接，且机器人腰部存放有控制单元与电源，腿部通过伺服电机进行驱动，驱动机器人移动。该双足步行机器人的每条腿具有自由度髋关节、自由度膝关节、自由度踝关节。可以在斜坡，阶梯等复杂路况下实现行走、攀爬、转弯等多种驱动前进方式。
图1是双足步行机器人的结构示意 图2是机器人腰部的结构示意 图3是机器人腿部的结构示意 图4是机器人髋关节的结构示意 图5是机器人膝关节的结构示意 图6是机器人踝关节的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。除非特别说明，本发明采用的材料和加工方法为本技术领域常规材料和加工方法。如图1所示，所述双足步行机器人机器人包括机器人腰部I与机器人腿部2。且机器人腰部的腰部支架上放置有电源与控制单元；机器人腿部包括左腿与右腿，左腿、右腿均与机器人腰部相连。如图2所示，所述机器人腰部I包括腰部支架3、左腿髋关节旋转电机4与右腿髋关节旋转电机5。其中腰部支架3为机器人腰部的主体，其可以放置电源及控制单元；左腿髋关节旋转电机4、右腿髋关节旋转电机5均使用盘式电机与谐波减速器驱动，左腿髋关节旋转电机4、右腿髋关节旋转电机5输出均为内外两个法兰；左腿髋关节旋转电机4、右腿髋关节旋转电机5的外法兰与腰部支架3相连，驱动机器人髋关节的旋转自由度。如图3所示，机器人腿部2包括机器人髋关节6、机器人膝关节7与机器人踝关节8。其中机器人髋关节6与机器人腰部I相连，具有3个自由度；机器人膝关节7与机器人髋关节6相连，具有I个自由度；机器人踝关节8与机器人膝关节7相连，具有两个自由度。如图4所示，机器人髋关节6包括髋关节旋转支架9、髋关节侧展电机10、髋关节连接件11、髋关节屈伸电机12与机器人大腿13。其中髋关节旋转支架9与左腿髋关节旋转电机4、右腿髋关节旋转电机5的内法兰相连；髋关节侧展电机10使用盘式电机与谐波减速器驱动，其输出为两个法兰，其内法兰与髋关节旋转支架9相连，驱动髋关节侧展自由度；髋关节连接件11与髋关节侧展电机10的外法兰相连；髋关节屈伸电机12使用盘式电机与谐波减速器驱动，髋关节屈伸电机12的输出也为内外两个法兰，髋关节屈伸电机12的内法兰与髋关节连接件11相连，驱动髋关节屈伸自由度；机器人大腿13与髋关节屈伸电机12的外法兰相连，构成机器人的大腿部分。如图5所示，机器人膝关节7包括膝关节屈伸电机14及机器人小腿15。其中膝关节屈伸电机14使用盘式电机与谐波减速器驱动，膝关节屈伸电机14的输出为内外两个法兰，膝关节屈伸电机14的内法兰与机器人大腿13相连，驱动机器人膝盖屈伸自由度；机器人小腿15与膝关节屈伸电机14的外法兰相连，构成机器人的小腿部分。如图6所示，机器人踝关节8包括踝关节屈伸电机16、踝关节连接件17、踝关节侧展电机18与机器人脚部19。其中踝关节屈伸电机16使用盘式电机与谐波减速器驱动，踝关节屈伸电机16的输出为内外两个法兰，踝关节屈伸电机16的内法兰与机器人小腿15相连，驱动踝关节屈伸自由度；踝关节连接件17与踝关节屈伸电机16的外法兰相连；踝关节侧展电机18使用盘式电机与谐波减速器驱动，踝关节侧展电机18的输出为内外两个法兰，踝关节侧展电机18的内法兰与踝关节连接件17相连，驱动机器人踝关节侧展自由度；机器人脚部19与踝关节侧展电机18的外法兰相连，机器人脚部设有能够对机器人重心进行反馈的力传感器。上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。
权利要求
1.一种双足步行机器人，其特征在于包括机器人腰部与机器人腿部，且机器人腰部的腰部支架上放置有电源与控制单元；机器人腿部包括左腿与右腿，左腿、右腿均与机器人腰部相连。
2.根据权利要求1所述的双足步行机器人，其特征在于所述机器人腰部还包括左腿髋关节旋转电机与右腿髋关节旋转电机；所述左腿髋关节旋转电机与右腿髋关节旋转电机均使用盘式电机与谐波减速器驱动，左腿髋关节旋转电机与右腿髋关节旋转电机的输出为内外两个法兰。
3.根据权利要求1所述的双足步行机器人，其特征在于所述左腿、右腿均包括机器人髋关节、机器人膝关节与机器人踝关节；机器人髋关节与机器人腰部相连，机器人髋关节具有3个自由度；机器人膝关节与机器人髋关节相连，机器人膝关节具有I个自由度；机器人踝关节与机器人膝关节相连，机器人踝关节具有两个自由度。
4.根据权利要求3所述的双足步行机器人，其特征在于所述机器人髋关节包括髋关节旋转支架、髋关节侧展电机、髋关节连接件、髋关节屈伸电机与机器人大腿；髋关节旋转支架与左腿髋关节旋转电机、右腿髋关节旋转电机的内法兰相连；髋关节侧展电机使用盘式电机与谐波减速器驱动，髋关节侧展电机的输出为内外两个法兰，其内法兰与髋关节旋转支架相连，驱动髋关节侧展自由度；髋关节连接件与髋关节侧展电机的外法兰相连；髋关节屈伸电机也使用盘式电机与谐波减速器驱动，髋关节屈伸电机的输出也为内外两个法兰，髋关节屈伸电机的内法兰与髋关节连接件相连，驱动髋关节屈伸自由度；机器人大腿与髋关节屈伸电机的外法兰相连，构成机器人的大腿部分。
5.根据权利要求4所述的双足步行机器人，其特征在于所述机器人膝关节包括膝关节屈伸电机与机器人小腿；膝关节屈伸电机使用盘式电机与谐波减速器驱动，膝关节屈伸电机的输出为内外两个法兰，膝关节屈伸电机的内法兰与机器人大腿相连，驱动机器人膝盖屈伸自由度；机器人小腿与膝关节屈伸电机的外法兰相连，构成机器人的小腿部分。
6.根据权利要求5所述的双足步行机器人，其特征在于所述机器人踝关节包括踝关节屈伸电机、踝关节连接件、踝关节侧展电机与机器人脚部；踝关节屈伸电机使用盘式电机与谐波减速器驱动，踝关节屈伸电机的输出为内外两个法兰，踝关节屈伸电机的内法兰与机器人小腿相连，驱动踝关节屈伸自由度；踝关节连接件与踝关节屈伸电机的外法兰相连；踝关节侧展电机使用盘式电机与谐波减速器驱动，踝关节侧展电机的输出为内外两个法兰，其内法兰与踝关节连接件相连，驱动机器人踝关节侧展自由度；机器人脚部与踝关节侧展电机的外法兰相连，机器人脚部设有能够对机器人重心进行反馈的力传感器。
全文摘要
本发明公开了一种双足步行机器人，包括机器人腰部与机器人腿部，且机器人腰部的腰部支架上放置有电源与控制单元；机器人腿部包括左腿与右腿，左腿、右腿均与机器人腰部相连。本发明包括机器人腰部与机器人腿部。机器人腰部与机器人腿部连接，且机器人腰部存放有控制单元与电源，腿部通过伺服电机进行驱动，驱动机器人移动。该双足步行机器人的每条腿具有自由度髋关节、自由度膝关节、自由度踝关节。可以在斜坡，阶梯等复杂路况下实现行走、攀爬、转弯等多种驱动前进方式。
文档编号B62D57/032GK103010330SQ20121055449
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者李智军, 叶雯珺 申请人:华南理工大学