[发明专利]一种可变曲度的混合弹性缓冲机器人仿生小腿及调节方法

说明书

本发明提供一种可变曲度的混合弹性缓冲机器人仿生小腿及调节方法，其中，可变曲度的混合弹性缓冲机器人仿生小腿，包括小腿连接件及其连接的减振机构，其中：小腿连接件和减振机构之间的连接曲度可调；减振机构设有混合弹性缓冲机构。本发明提供的可变曲度的混合弹性缓冲机器人仿生小腿，通过在小腿连接件和减振机构之间的连接曲度可调的结构设计，能够根据环境需要调节小腿连接件和减振机构之间的曲度，从而减小足端受力方向与小腿连杆的直线方向有交大的偏差角度，减小小腿需承受额外的运动力矩；另外，通过采用混合弹性缓冲机构，解决单一的弹簧减振机构较难根据自身的重量调节弹簧的减振效果的问题，使其能很好的完成崎岖路面的支撑行走任务。

技术领域

本发明涉及足式机器人结构设计领域，特别涉及一种可变曲度的混合弹性缓冲机器人仿生小腿及调节方法。

背景技术

在人类生存的广阔陆地上,由于地形构造的复杂多变,山丘或沼泽占地面积几乎达到了陆地面积的一半以上。要想在这些复杂的地貌环境中自由移动,单靠轮式机械存在着一定的困难。足式机器人可在非结构化、不平坦地环境如不平的山地、丘陵、沼泽、丛林等复杂地形灵活行走，进而完成如地震、核污染、化学污染、野外军事作战等环境下的灾后救援、行军物质运输、高危环境巡逻等特殊任务。因此，在机器人研究领域对研究仿生足式机器人保持着高度的热情。

现有的四足机器人大多如公开号为CN106828654B的中国专利中公开的一种四足仿生机器人，其包括控制系统和机械系统，机械系统包括两躯干和设置在两躯干间用于调整两躯干摆动的腰部调整电机，两躯干均连接有两条腿部机构，各腿部机构包括多自由度的混联机构和驱动混联机构摆动的驱动电机，混联机构的摆动轴线与两躯干的摆动轴线平行，控制系统协调控制腰部调整电机和驱动电机实现两躯干和四条腿部机构的连续摆动以实现跳跃运动，此通过腰部调整电机和四条腿部机构的设置，控制系统协调控制腰部调整电机和各驱动电机以驱动两躯干和四条腿部机构摆动以实现整体机构姿态的转变，进而实现连续跳跃动作。

上述专利中公开的足式机器人的小腿机构是以简单的直线形状的连杆机构，通过与膝关节连接完成摆动运动。虽然直线形状的连杆的小腿机构简单设计方便，但在小腿摆动着地行走过程中，其足端受力方向与小腿连杆的直线方向有较大的偏差角度，这使小腿需承受额外的运动力矩。此外，有些现有的足式机器人的腿部还设置有弹簧减振机构，但往往为单一的弹簧减振机构，但较难根据自身的重量调节弹簧的减振效果。无法满足在不平路况中具有减振缓冲且稳定的行走要求。

发明内容

为解决上述背景技术中指出的足端受力方向与小腿连杆的直线方向有交大的偏差角度，这使小腿需承受额外的运动力矩和单一的弹簧减振机构难以根据自身的重量调节弹簧的减振效果，无法满足在不平路况中具有减振缓冲且稳定的行走要求的问题。本发明提供一种可变曲度的混合弹性缓冲机器人仿生小腿及调节方法，其中，可变曲度的混合弹性缓冲机器人仿生小腿，包括小腿连接件及其连接的减振机构，其中：

所述小腿连接件和减振机构之间的连接曲度可调；

所述减振机构设有混合弹性缓冲机构。

进一步地，所述小腿连接件一端与大腿连接，另一端设有若干调节孔；若干调节孔排列成多组与水平方向夹角不同的调节孔组；

所述减振机构上设有若干定位孔；

所述定位孔通过第三连接件与所述调节孔可拆卸连接。

进一步地，所述调节孔包括第一调节孔、第二调节孔和第三调节孔，其中：

若干所述第一调节孔水平排列；若干第二调节孔的排列方向与水平方向呈20°夹角；若干第三调节孔的排列方向与水平方向呈40°夹角。

进一步地，所述混合弹性缓冲机构包括若干减振弹簧；若干减振弹簧的弹性系数相同或不同；若干减振弹簧共同作用于所述小腿连接件。

进一步地，所述减振弹簧设有三个。