[发明专利]一种双足机器人踝关节缓冲装置及单腿结构

权利要求书

1.一种双足机器人踝关节缓冲装置，在机器人小腿和机器人足之间设有裸关节，其特征在于，在所述机器人小腿背面设置连接杆，所述连接杆末端通过弹簧与机器人足后跟连接；以踝关节作为杠杆的支点，弹簧的拉力和机器人重力分别位于杠杆两边，形成方向相反的力矩；通过弹簧的拉力力矩平衡机器人的重力力矩，使得机器人重心恢复到机器人平衡的位置。

2.如权利要求1所述的一种双足机器人踝关节缓冲装置，其特征在于，机器人足的前端通过刚性绳与机器人小腿连接。

3.如权利要求2所述的一种双足机器人踝关节缓冲装置，其特征在于，当机器人处于站立姿态时，调节刚性绳的长度使得机器人的重心在踝关节连接点到脚后跟与地面接触点之间的位置，保证机器人稳定的站立。

4.如权利要求1所述的一种双足机器人踝关节缓冲装置，其特征在于，机器人处于站立姿态，机器人重心在裸关节前面时，弹簧处于拉伸状态的拉力形成的力矩大于机器人重力形成的力矩，使得机器人重心向后移动恢复到平衡状态。

5.一种机器人单腿结构，其特征在于，包括：大腿结构、膝关节结构、小腿结构和踝关节结构，其中，所述踝关节结构包括权利要求1-4任一项所述的双足机器人踝关节缓冲装置；所述膝关节结构采用曲柄摇杆四连杆机构实现动力传动。

6.如权利要求5所述的一种机器人单腿结构，其特征在于，通过选定的机器人小腿结构与大腿结构之间的最小角度和最大角度确定曲柄摇杆四连杆机构的四根连杆的尺寸；具体为：

根据实际情况选定四连杆机构的d₂和d₄连杆的长度，设定小腿结构与大腿结构之间的最小行程角度θ_min，以膝关节传动轴为起点，以与大腿结构夹角为θ_min，画出d₄连杆；则曲柄d₁的转动轴与连杆d₄的末端之间的距离为：d₁'＝d₃-d₁；

设定小腿结构与大腿结构之间的最大行程角度θ_max，以膝关节传动轴为起点，以与大腿结构夹角为θ_min，画出d₄连杆；则曲柄d₁的转动轴与连杆d₄的末端之间的距离为：d₂'＝d₁+d₃；

通过测量得到d₁'和d₂'的值，进而求得连杆d₁和d₃的长度值。

7.一种双足机器人，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的双足机器人踝关节缓冲装置。

8.一种双足机器人，其特征在于，采用权利要求5-6任一项所述的机器人单腿结构。