[发明专利]一种仿生双足机器人及其稳定步态规划方法

权利要求书

1.一种仿生双足机器人，具有两条机械腿，为左右对称结构，其特征在于，所述机械腿(3)包括大腿部(31)、小腿部(32)和缓冲蹄足(33)；

其中，所述缓冲蹄足(33)包括上下连接的三个横截面不同的结构，地面近端的第一结构(333)的平均横截面面积、地面远端的第三结构(331)的平均横截面面积均大于中间的第二结构(332)的横截面面积；所述第三结构(331)为具有弹性的柔性单元；

所述大腿部(31)与所述小腿部(32)通过平面转动副连接；

所述小腿部(32)与所述缓冲蹄足(33)的第三结构(331)固定连接。

2.如权利要求1所述的一种仿生双足机器人，其特征在于，还包括：机电控制箱(1)和关节偏航组件(2)；

所述机电控制箱(1)，用于放置机器人控制装置和动力装置；所述控制装置包括工控机、运动控制器、底层电路板；所述动力装置包括电池；

所述关节偏航组件(2)，用于控制机器人转向运动，包括偏航电机和用于连接机电控制箱(1)和机械腿(3)的连接件；

所述机电控制箱(1)安装于所述仿生双足机器人的顶部。

3.如权利要求1所述的一种仿生双足机器人，其特征在于，

所述大腿部(31)与所述小腿部(32)通过膝关节组件连接；所述膝关节组件包括膝关节转动环(404)、与所述小腿部(32)固定连接的膝关节第一连接件(405)、与大腿部(31)固定连接的膝关节第二连接件(406)；膝关节转动环(404)分别与膝关节第一连接件(405)、膝关节第二连接件(406)销轴连接，构成平面转动副。

4.如权利要求3所述的一种仿生双足机器人，其特征在于，

所述小腿部(32)采用轻质的小腿碳纤维管(501)；

所述缓冲蹄足(33)的第三结构(331)采用圆柱形的缓冲器；

所述小腿碳纤维管(501)和所述缓冲器采用缓冲套(502)螺纹嵌套连接。

5.如权利要求2所述的一种仿生双足机器人，其特征在于，

所述偏航电机数量为一个；

偏航电机(601)的转子和机电控制箱(1)固定连接在L型第一连接板(201)的横板上，机器人左侧机械腿固定连接在所述L型第一连接板(201)的竖板上；偏航电机(601)的定子固定连接在L型第二连接板(203)的横板上，机器人右侧机械腿固定连接在所述L型第二连接板(203)的竖板上；

机器人左侧机械腿触地作为支撑腿时，偏航电机转动，与左侧机械腿固定连接的偏航电机(601)转子不动，而与偏航电机(601)的定子固定连接的右侧机械腿发生转动；机器人右侧机械腿触地作为支撑腿时，偏航电机转动，与右侧机械腿固定连接的偏航电机(601)的定子不动，而与偏航电机(601)转子固定连接的左侧机械腿和控制箱同时转动。

6.如权利要求2所述的一种仿生双足机器人，其特征在于，

所述偏航电机数量为两个；

第一偏航电机的转子、定子的其中一端与机电控制箱(1)固定连接，对应的另外一端通过L型连接板固定连接在机器人左侧机械腿上；

第二偏航电机的转子、定子的其中一端与机电控制箱(1)固定连接，对应的另外一端通过L型连接板固定连接在机器人右侧机械腿上。

7.如权利要求5或6所述的一种仿生双足机器人，其特征在于，

所述大腿部(31)髋关节处设置有三个电机，髋关节滚动电机(6021)控制腿部侧向摆动，髋关节俯仰电机(6041)控制腿部前后摆动，膝关节俯仰电机(6031)控制膝关节运动；所述髋关节滚动电机(6021)和所述髋关节俯仰电机(6041)的转动轴不平行。