[发明专利]一种伸缩腿节能2D欠驱动行走装置及其控制方法

权利要求书

1.一种伸缩腿节能2D欠驱动行走装置,包括腿部、髋部、驱动装置、数据采集装置和主控装置，所述髋部包括左右对称的左髋部和右髋部，其特征在于：所述驱动装置包括电池(10)和T型双端同轴电机(11)，所述电池(10)设置在左髋部和右髋部内给所述行走装置供电，所述左髋部和右髋部通过曲轴摇杆连接腿部，所述曲轴摇杆包括N型曲轴(2)与腿部旋转摇杆组成，所述T型双端同轴电机(11)设置于左髋部和右髋部的内部，所述T型双端同轴电机(11)的定子固定在左髋部和右髋部内，T型双端同轴电机(11)的转子穿过左髋部和右髋部的外侧与曲轴摇杆连接，另一端转子过左髋部和右髋部内侧与左髋部和右髋部内曲轴摇杆连接为所述行走装置提供动力；所述数据采集装置包括髋部编码器(5)和足部的触地传感器(7)，所述编码器(5)用于采集两直腿间的夹角数据，所述触地传感器(7)用于检测足部触地；所述主控装置包括控制单元、电源管理单元、驱动单元和外围接口单元，所述控制单元向装置发出控制指令，所述电源管理单元为装置提供供电电压，所述驱动单元用于驱动直流电机的转动，所述外围接口单元为装置提供扩展接口。

2.根据权利要求1所述的一种伸缩腿节能2D欠驱动行走装置，其特征在于：所述腿部旋转摇杆间距d与N型曲轴(2)长度r的比例为κ，且κ取值为3-5。

3.一种对权利要求1所述伸缩腿节能2D欠驱动行走装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

a)连接好装置，打开电源，装置启动；

b)T型双端同轴电机(11)顺时针旋转，摆动腿蹬地，髋部围绕支撑腿向前旋转，使得整体重心向前移动；

c)T型双端同轴电机(11)逆时针旋转，摆动腿向前提腿摆动离开地面，髋部围绕支撑腿继续倒立摆；

d)摆动腿向前摆动的过程中，主控装置实时处理绝对式编码器采集的数据，当摆动腿与支撑腿重合，即夹角α、φ都为0时，主控装置发出电机卸载指令， 摆动腿自由摆；

e)当摆动腿触地时，摆动腿转换为新的支撑腿，之前的支撑腿转换为新的摆动腿，装置继续完成b)到d)的动作步骤。