專利名稱：一種雙足步行機器人的制作方法
技術領域：
本發明涉及機器人技術領域，特別涉及一種雙足步行機器人。
背景技術：
由于傳統的輪式汽車與機器人的推進方式是通過車輪旋轉與地面摩擦產生推進力，其只能在相對平整的路面下進行移動與運輸，且在轉彎時不具有靈活性。針對以上缺點，通過模仿生物的腿來進行驅動的機器人越來越多的被使用。經過對現有的技術文獻檢索發現
中國發明專利公開號CN1406804，名稱八肢腳步行機。該八肢腳步行機將動力經過機械傳動、轉換機構代動腳桿伸展收縮兩個循環過程，推動機身向前一步一步的行走。但是，八肢腳步行機的每條腿不能進行單獨控制和維持穩定，仍然不具有在復雜地形下的移動能力。中國發明專利公開號CN1410230，名稱多足步行機器人及其控制裝置。該多足步行機器人包括前中后足各兩條，分兩排并列分布在機架左右兩側，各足結構相同，由腳、小腿、大腿、髖部及驅動和傳動裝置構成。但是，該機器人需要六條腿進行移動，且大量使用齒輪、鋼絲繩傳動，不具有良好的控制性能。中國發明專利公開號CN102755229，名稱一種六足樓梯攀爬輪椅。該六足樓梯攀爬輪椅包括輪椅、3條椅前側腿、3條椅背側腿、電源控制器箱，通過大腿和小腿部分包含的由滾珠絲杠螺母機構實現的伸縮關節。但，其包含的自由度有限，無法實現轉彎，側向斜坡下行走的功能。

發明內容
本發明的發明目的是針對現有機器人的技術不足，提供一種雙足步行機器人。為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為
提供一種雙足步行機器人，包括機器人腰部與機器人腿部，且機器人腰部的腰部支架上放置有電源與控制單元；機器人腿部包括左腿與右腿，左腿、右腿均與機器人腰部相連。優選地，所述機器人腰部還包括左腿髖關節旋轉電機與右腿髖關節旋轉電機；所述左腿髖關節旋轉電機與右腿髖關節旋轉電機均使用盤式電機與諧波減速器驅動，左腿髖關節旋轉電機與右腿髖關節旋轉電機的輸出為內外兩個法蘭。優選地，所述左腿、右腿均包括機器人髖關節、機器人膝關節與機器人踝關節；機器人髖關節與機器人腰部相連，機器人髖關節具有3個自由度；機器人膝關節與機器人髖關節相連，機器人膝關節具有I個自由度；機器人踝關節與機器人膝關節相連，機器人踝關節具有兩個自由度。優選地，所述機器人髖關節包括髖關節旋轉支架、髖關節側展電機、髖關節連接件、髖關節屈伸電機與機器人大腿；髖關節旋轉支架與左腿髖關節旋轉電機、右腿髖關節旋轉電機的內法蘭相連；髖關節側展電機使用盤式電機與諧波減速器驅動，髖關節側展電機的輸出為內外兩個法蘭，其內法蘭與髖關節旋轉支架相連，驅動髖關節側展自由度；髖關節連接件與髖關節側展電機的外法蘭相連；髖關節屈伸電機也使用盤式電機與諧波減速器驅動，髖關節屈伸電機的輸出也為內外兩個法蘭，髖關節屈伸電機的內法蘭與髖關節連接件相連，驅動髖關節屈伸自由度；機器人大腿與髖關節屈伸電機的外法蘭相連，構成機器人的大腿部分。優選地，所述機器人膝關節包括膝關節屈伸電機與機器人小腿；膝關節屈伸電機使用盤式電機與諧波減速器驅動，膝關節屈伸電機的輸出為內外兩個法蘭，膝關節屈伸電機的內法蘭與機器人大腿相連，驅動機器人膝蓋屈伸自由度；機器人小腿與膝關節屈伸電機的外法蘭相連，構成機器人的小腿部分。優選地，所述機器人踝關節包括踝關節屈伸電機、踝關節連接件、踝關節側展電機與機器人腳部；踝關節屈伸電機使用盤式電機與諧波減速器驅動，踝關節屈伸電機的輸出為內外兩個法蘭，踝關節屈伸電機的內法蘭與機器人小腿相連，驅動踝關節屈伸自由度；踝關節連接件與踝關節屈伸電機的外法蘭相連；踝關節側展電機使用盤式電機與諧波減速器驅動，踝關節側展電機的輸出為內外兩個法蘭，其內法蘭與踝關節連接件相連，驅動機器人踝關節側展自由度；機器人腳部與踝關節側展電機的外法蘭相連，機器人腳部設有能夠對機器人重心進行反饋的力傳感器。本發明相對于現有技術，具有以下有益效果
本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種雙足步行機器人，本發明包括機器人腰部與機器人腿部。機器人腰部與機器人腿部連接，且機器人腰部存放有控制單元與電源，腿部通過伺服電機進行驅動，驅動機器人移動。該雙足步行機器人的每條腿具有自由度髖關節、自由度膝關節、自由度踝關節?？梢栽谛逼拢A梯等復雜路況下實現行走、攀爬、轉彎等多種驅動前進方式。


圖1是雙足步行機器人的結構示意 圖2是機器人腰部的結構示意 圖3是機器人腿部的結構示意 圖4是機器人髖關節的結構示意 圖5是機器人膝關節的結構示意 圖6是機器人踝關節的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明的發明目的作進一步詳細地描述，實施例不能在此一一贅述，但本發明的實施方式并不因此限定于以下實施例。除非特別說明，本發明采用的材料和加工方法為本技術領域常規材料和加工方法。如圖1所示，所述雙足步行機器人機器人包括機器人腰部I與機器人腿部2。且機器人腰部的腰部支架上放置有電源與控制單元；機器人腿部包括左腿與右腿，左腿、右腿均與機器人腰部相連。如圖2所示，所述機器人腰部I包括腰部支架3、左腿髖關節旋轉電機4與右腿髖關節旋轉電機5。其中腰部支架3為機器人腰部的主體，其可以放置電源及控制單元；左腿髖關節旋轉電機4、右腿髖關節旋轉電機5均使用盤式電機與諧波減速器驅動，左腿髖關節旋轉電機4、右腿髖關節旋轉電機5輸出均為內外兩個法蘭；左腿髖關節旋轉電機4、右腿髖關節旋轉電機5的外法蘭與腰部支架3相連，驅動機器人髖關節的旋轉自由度。如圖3所示，機器人腿部2包括機器人髖關節6、機器人膝關節7與機器人踝關節8。其中機器人髖關節6與機器人腰部I相連，具有3個自由度；機器人膝關節7與機器人髖關節6相連，具有I個自由度；機器人踝關節8與機器人膝關節7相連，具有兩個自由度。如圖4所示，機器人髖關節6包括髖關節旋轉支架9、髖關節側展電機10、髖關節連接件11、髖關節屈伸電機12與機器人大腿13。其中髖關節旋轉支架9與左腿髖關節旋轉電機4、右腿髖關節旋轉電機5的內法蘭相連；髖關節側展電機10使用盤式電機與諧波減速器驅動，其輸出為兩個法蘭，其內法蘭與髖關節旋轉支架9相連，驅動髖關節側展自由度；髖關節連接件11與髖關節側展電機10的外法蘭相連；髖關節屈伸電機12使用盤式電機與諧波減速器驅動，髖關節屈伸電機12的輸出也為內外兩個法蘭，髖關節屈伸電機12的內法蘭與髖關節連接件11相連，驅動髖關節屈伸自由度；機器人大腿13與髖關節屈伸電機12的外法蘭相連，構成機器人的大腿部分。如圖5所示，機器人膝關節7包括膝關節屈伸電機14及機器人小腿15。其中膝關節屈伸電機14使用盤式電機與諧波減速器驅動，膝關節屈伸電機14的輸出為內外兩個法蘭，膝關節屈伸電機14的內法蘭與機器人大腿13相連，驅動機器人膝蓋屈伸自由度；機器人小腿15與膝關節屈伸電機14的外法蘭相連，構成機器人的小腿部分。如圖6所示，機器人踝關節8包括踝關節屈伸電機16、踝關節連接件17、踝關節側展電機18與機器人腳部19。其中踝關節屈伸電機16使用盤式電機與諧波減速器驅動，踝關節屈伸電機16的輸出為內外兩個法蘭，踝關節屈伸電機16的內法蘭與機器人小腿15相連，驅動踝關節屈伸自由度；踝關節連接件17與踝關節屈伸電機16的外法蘭相連；踝關節側展電機18使用盤式電機與諧波減速器驅動，踝關節側展電機18的輸出為內外兩個法蘭，踝關節側展電機18的內法蘭與踝關節連接件17相連，驅動機器人踝關節側展自由度；機器人腳部19與踝關節側展電機18的外法蘭相連，機器人腳部設有能夠對機器人重心進行反饋的力傳感器。上述實施例僅為本發明的較佳實施例，并非用來限定本發明的實施范圍。即凡依本發明內容所作的均等變化與修飾，都為本發明權利要求所要求保護的范圍所涵蓋。
權利要求
1.一種雙足步行機器人，其特征在于包括機器人腰部與機器人腿部，且機器人腰部的腰部支架上放置有電源與控制單元；機器人腿部包括左腿與右腿，左腿、右腿均與機器人腰部相連。
2.根據權利要求1所述的雙足步行機器人，其特征在于所述機器人腰部還包括左腿髖關節旋轉電機與右腿髖關節旋轉電機；所述左腿髖關節旋轉電機與右腿髖關節旋轉電機均使用盤式電機與諧波減速器驅動，左腿髖關節旋轉電機與右腿髖關節旋轉電機的輸出為內外兩個法蘭。
3.根據權利要求1所述的雙足步行機器人，其特征在于所述左腿、右腿均包括機器人髖關節、機器人膝關節與機器人踝關節；機器人髖關節與機器人腰部相連，機器人髖關節具有3個自由度；機器人膝關節與機器人髖關節相連，機器人膝關節具有I個自由度；機器人踝關節與機器人膝關節相連，機器人踝關節具有兩個自由度。
4.根據權利要求3所述的雙足步行機器人，其特征在于所述機器人髖關節包括髖關節旋轉支架、髖關節側展電機、髖關節連接件、髖關節屈伸電機與機器人大腿；髖關節旋轉支架與左腿髖關節旋轉電機、右腿髖關節旋轉電機的內法蘭相連；髖關節側展電機使用盤式電機與諧波減速器驅動，髖關節側展電機的輸出為內外兩個法蘭，其內法蘭與髖關節旋轉支架相連，驅動髖關節側展自由度；髖關節連接件與髖關節側展電機的外法蘭相連；髖關節屈伸電機也使用盤式電機與諧波減速器驅動，髖關節屈伸電機的輸出也為內外兩個法蘭，髖關節屈伸電機的內法蘭與髖關節連接件相連，驅動髖關節屈伸自由度；機器人大腿與髖關節屈伸電機的外法蘭相連，構成機器人的大腿部分。
5.根據權利要求4所述的雙足步行機器人，其特征在于所述機器人膝關節包括膝關節屈伸電機與機器人小腿；膝關節屈伸電機使用盤式電機與諧波減速器驅動，膝關節屈伸電機的輸出為內外兩個法蘭，膝關節屈伸電機的內法蘭與機器人大腿相連，驅動機器人膝蓋屈伸自由度；機器人小腿與膝關節屈伸電機的外法蘭相連，構成機器人的小腿部分。
6.根據權利要求5所述的雙足步行機器人，其特征在于所述機器人踝關節包括踝關節屈伸電機、踝關節連接件、踝關節側展電機與機器人腳部；踝關節屈伸電機使用盤式電機與諧波減速器驅動，踝關節屈伸電機的輸出為內外兩個法蘭，踝關節屈伸電機的內法蘭與機器人小腿相連，驅動踝關節屈伸自由度；踝關節連接件與踝關節屈伸電機的外法蘭相連；踝關節側展電機使用盤式電機與諧波減速器驅動，踝關節側展電機的輸出為內外兩個法蘭，其內法蘭與踝關節連接件相連，驅動機器人踝關節側展自由度；機器人腳部與踝關節側展電機的外法蘭相連，機器人腳部設有能夠對機器人重心進行反饋的力傳感器。
全文摘要
本發明公開了一種雙足步行機器人，包括機器人腰部與機器人腿部，且機器人腰部的腰部支架上放置有電源與控制單元；機器人腿部包括左腿與右腿，左腿、右腿均與機器人腰部相連。本發明包括機器人腰部與機器人腿部。機器人腰部與機器人腿部連接，且機器人腰部存放有控制單元與電源，腿部通過伺服電機進行驅動，驅動機器人移動。該雙足步行機器人的每條腿具有自由度髖關節、自由度膝關節、自由度踝關節。可以在斜坡，階梯等復雜路況下實現行走、攀爬、轉彎等多種驅動前進方式。
文檔編號B62D57/032GK103010330SQ20121055449
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者李智軍, 葉雯珺 申請人:華南理工大學