[实用新型]一种模块化的六自由度主动关节型双足步行机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种模块化的六自由度主动关节型双足步行机器人。 

背景技术

仿人机器人是当今机器人技术发展的最高级和最尖端的体现。它们具有类似人类的外形，在结构方面和步行方式上也模仿人类。其结构复杂，往往有上身和下肢组成，具有双腿和双手，自由度往往多达30个。仿人机器人的核心技术和最具挑战的难点是双足步行时动态平衡的实现。自从机器人技术发展的初期，双足步行就被认为是一项最高难度的挑战。早在著名的仿人机器人ASIMO、QRIO和HRP-2出现之前的三十年中，双足步行一直是步行机器人发展的焦点和难点。最早的研究暨平台开发可以追溯到早稻田大学的加藤一郎在1966年和牛津大学的D.C.Witt在1968年开始的工作。加藤一郎等人在1973年创建了世界上第一台具有双腿和双臂并受计算机控制的仿人机器人WABOT-1。虽然是一项标志性成果，WABOT-1只能做静态步行运动。在1980年前后，一个重大的研究趋势是实现双足动态步行，很多国内外研究人员开始积极从事理论研究和机器人平台的开发。到1986年，已开发出许多能作动态步行运动的双足机器人。即便是仿人机器人已成功开发(以1996年本田推出仿人机器人P2为标志)了十多年的今天，双足步态规划和控制仍然是一个研究热点，国内外还有很多研究机构开发和研究各种双足步行机器人。 

国内外大多数双足步行机器人在结构上都较复杂，由两条腿构成，关节都是主动型的，自由度较多，双足的自由度有8个、10个、往往多达12个，行走方式模仿人类的步行，控制较复杂。另有一类步行机器人通过其它方式实现动态步行，包括让机器人在势能的作用下沿小斜面步行而下的被动步行机器人、通过非线性振摆实现跨步的高跷型双足机器人BIPMAN2、通过学习和进化算法实现双足步行的由三个连杆构成的简单步行机器人以及麻省理工学院开发过一个装备四个驱动器的三维半被动步行机，等等。这些双足机器人结构较简单，自由度较少，关节多为被动或半被动的。由于全部或部分关节是非主动的，机器人往往借助外界环境的特点(例如斜坡)实现步行。因此其活动范围和场所很小，步行能力很有限。 

显然，开发少自由度、结构简单而步行能力较强的步行机器人符合人们的需求和步行机器人的发展方向。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服主动步行机器人结构复杂、自由度多等缺点而被动步行机器人步行能力弱等局限，提供一种模块化的六自由度主动关节型双足步行机器人。 

为实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案如下： 

所述机器人采用六个主动关节，包括两个I型关节和四个T型关节，两端是两个足部。 各部分采用串联方式依次连接，顺序为：足部-I型关节-T型关节-T型关节-T型关节-T型关节-I型关节-足部，即四个T型关节在中间，两个I型关节和足部在两端。四个T型关节的转轴互相平行，并与两端的I型关节的转轴互相垂直。机器人的具体组成包括：两个I型关节模块、四个T型关节模块、两个足部模块和一个连接套筒。机器人站立时呈倒U形，I型关节模块与地面垂直。足部模块为圆环状或轮式，通过其端面与地面接触。