[发明专利]机器人腿和机器人系统

权利要求书

1.一种机器人腿，包括至少两个关节(j)，各个关节(j)将两个段(s)彼此连接，其中各个关节(j)包括凸轮(c)，所述机器人腿(10)还包括至少一个致动器(20)和互连各个凸轮(c)的总腱(18)，

其中，至少一个凸轮(c)的尺寸被设计成使得其半径(r)小于预定义阈值，其中所述预定义阈值是用于所述机器人腿(10)的负荷的平衡阈值，其中，所述平衡阈值被定义为F_c*r_c∝F*d，其中，F定义作用在所述机器人腿(10)上的总力，d定义虚拟腿(V)的长度，F_c定义作用在相应的凸轮(c)上的力，并且r_c定义所述相应的凸轮(c)的半径。

2.根据权利要求1所述的机器人腿，其特征在于，所述凸轮(c)中的至少一些是线性凸轮。

3.根据权利要求2所述的机器人腿，其特征在于，线性凸轮(c)是具有旋转中心和恒定半径(r)的凸轮。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的机器人腿，其特征在于，所述凸轮(c)中的至少一些使得邻接各个关节(j)的所述两个段(s)能够相对于彼此运动。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的机器人腿，其特征在于，所述总腱(18)能够由两个或更多个部分腱形成，其中，两个直接相邻的部分腱分别连接到所述凸轮(c)中的同一个凸轮。

6.根据权利要求5所述的机器人腿，其特征在于，各个部分腱被配置成在各个凸轮(c)处产生关节伸展扭矩，其中，所述关节伸展扭矩被配置成抵消施加在所述机器人腿(10)的总长度上的负荷。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的机器人腿，其特征在于，所述致动器(20)中的至少一个被配置成引起运动和力中的至少一个。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的机器人腿，其特征在于，提供至少两个致动器(20)：包括弹簧(22)的第一致动器和包括马达(28)的第二致动器。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的机器人腿，其特征在于，所述致动器(20)中的至少一个是弹簧(22)，和/或所述致动器(20)中的至少一个是马达(28)。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的机器人腿，其特征在于，提供两个至八个关节(j)，其中，所述关节(j)串联布置。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的机器人腿，其特征在于，如果提供三个或更多个关节(j)，则提供另外的致动器，所述另外的致动器与将两个直接相邻的关节(j)互连的所述段(s)相邻地布置在所述两个直接相邻的关节(j)之间，其中，所述另外的致动器被配置成存储由作用在所述直接相邻的关节(j)上的扭矩使得可用的能量，并且引起在所述直接相邻的关节(j)之间的位移。

12.根据权利要求1-3中任一项所述的机器人腿，其特征在于，还包括另外的腱(36、38、30)，所述另外的腱(36、38、30)将最终的凸轮(c)与最后一段(s)互连，并且所述最终的凸轮(c)具有在一系列凸轮(c)的所述预定义阈值处的半径(r)。

13.根据权利要求1-3中任一项所述的机器人腿，其特征在于，还包括控制和评估单元(42)以及至少一个传感器(44)，其中所述控制和评估单元(42)被配置成根据利用所述至少一个传感器(44)测量的参数来控制和致动所述致动器(20)中的至少一个，其中，所述传感器是接近传感器。

14.一种机器人系统，具有至少两个根据前述权利要求中任一项所述的机器人腿(10)、控制和评估单元(42)，其中，所述控制和评估单元(42)被配置成以如下这种方式使所述机器人腿(10)同步：引起所述机器人腿(10)的共同运动。