專利名稱：一種兩足步行仿生機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種兩足步行仿生機器人。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機器人的種類越來越多，機器人也被越來越廣泛用于大眾 化娛樂教育。由于步行機器人相對于輪式機器人在外觀和動作上接近于有生命力的動物， 因此具有更強的趣味性和生動性，適合作為一種兼具娛樂和教育的載體。根據(jù)足的數(shù)量和 運動方式，常見的步行機器人主要分為兩類多足機器人和兩足機器人。多足機器人主要是 模仿蜘蛛等多足爬行動物的結(jié)構(gòu)，這種機器人結(jié)構(gòu)一般都需要大量的電機進(jìn)行控制；兩足 機器人根據(jù)模仿的對象，又分為兩類仿人機器人和兩足步行仿生機器人。仿人機器人一般用于模仿人類的腿腳足，至少需要設(shè)有6個以上的自由度，以模 仿人類的腿腳足。申請?zhí)枮椤?00810036592. 7”的中國發(fā)明專利，公開了一種雙足機器人步 行機構(gòu)，包括臀部、大腿、小腿和足，共12個自由度；申請?zhí)枮椤?00810101063.0”的中國發(fā) 明專利，公開了一種雙足機器人的下肢機構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)利用平行四連桿對邊平行的機構(gòu)運 動特點，設(shè)計出具有10個自由度的雙足機器人下肢機構(gòu)；申請?zhí)枮椤?00810219823. 8”的 中國發(fā)明專利，公開了一種模塊化的六自由度主動關(guān)節(jié)型雙足步行機器人，該機器人主要 由六個關(guān)節(jié)模塊和兩個圓環(huán)狀足組成，每個關(guān)節(jié)模塊具有一個轉(zhuǎn)動自由度，由直流伺服電 機驅(qū)動。以上三種結(jié)構(gòu)雖然都能夠?qū)崿F(xiàn)機器人的平穩(wěn)行走，具有較多自由度，但都需要大量 的電機進(jìn)行控制運動，且控制復(fù)雜，成本高，不適合作為大面積推廣的大眾化娛樂教育機器 人。專利號為“US6146235”的美國專利，公開了一種用于玩具娃娃步行運動的機構(gòu)，這種結(jié) 構(gòu)只使用一個電機就可以實現(xiàn)機器人步行，但其機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且無法轉(zhuǎn)彎，機器人活動不 靈活，同樣不適合作為大眾化娛樂教育機器人。兩足步行仿生機器人主要是模擬恐龍、企鵝、鸚鵡等生物行走的機器人。其特點是 結(jié)構(gòu)簡單，外觀和動作上比較小巧、美觀，用于大眾化娛樂教育更具吸引力。如現(xiàn)有技術(shù)中 的企鵝機器人，運動結(jié)構(gòu)簡單，通過搖擺調(diào)整機器人重心來抬起一足部，以便于另一足部邁 步，從而實現(xiàn)步行，但這種結(jié)構(gòu)的機器人轉(zhuǎn)彎非常不方便甚至有的還不能實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎功能，運 動非常不靈活，而且控制板采用低端單片機處理器，功能單一。專利號為“US5158493”的美 國專利公開一種用于玩具娃娃步行運動的機構(gòu)，玩家通過遙控器遙控其運動，功能單一；步 行時兩足交替抬起，運動機械機構(gòu)復(fù)雜，足部的底盤安裝四個小輪子，通過一個電機帶動其 中兩個小輪轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)機器人的轉(zhuǎn)彎，這種結(jié)構(gòu)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)彎功能，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 且無法準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)彎角度，轉(zhuǎn)彎不靈活。語音交互是用于大眾化娛樂教育的機器人的重要功能之一，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，也有 很多可以實現(xiàn)語音交互的機器人。如申請?zhí)枮椤?3101084. 5”的中國發(fā)明專利公開了一種 具有鸚鵡學(xué)舌功能的電子玩具，這種結(jié)構(gòu)能像鸚鵡那樣模仿和跟蹤重復(fù)聲音信號；申請?zhí)?為“01207294. X”的中國實用新型專利公開了一種鸚鵡玩具，可實現(xiàn)玩具與錄放音功能相結(jié) 合。這些結(jié)構(gòu)都能實現(xiàn)語音交互的功能，但不能實現(xiàn)步行的功能，因此這種結(jié)構(gòu)具有較大的局限性，使用場合也受到很大的限制。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，對于用于大眾化娛樂教育的機器人存在著以下缺陷(1)對于多足機器人和仿人機器人，需要的自由度較多，且需要大量的電機進(jìn)行控制，具有控制復(fù) 雜、制造成本高，不適用于大眾化娛樂教育；(2)對于有些仿人機器人，無法轉(zhuǎn)彎，機器人活 動不靈活，同樣不適合作為大眾化娛樂教育機器人；(3)對于現(xiàn)有的兩足步行仿生機器人， 一般都轉(zhuǎn)彎非常不方便甚至有的還不能實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎功能，運動非常不靈活，而且控制板采用 低端單片機處理器，功能單一；(4)現(xiàn)有技術(shù)中，機器人雖然能夠步行，但卻不能實現(xiàn)語音 交互功能，或者是雖然能夠?qū)崿F(xiàn)語音交互功能，但卻不能步行，具有功能非常單一、娛樂性 較弱、適用場合窄，不能同時用于多種場合；(5)現(xiàn)有技術(shù)中，有些機器人雖然能夠轉(zhuǎn)彎，但 是其轉(zhuǎn)彎功能不夠靈活，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，除了步行功能外，沒有其他功能，不適用于娛樂教育。 因此，對于用于大眾化娛樂教育的機器人，需要提供一種既能靈活步行，又能實現(xiàn)原地靈活 轉(zhuǎn)彎，且又能實現(xiàn)語音交互等多功能的具有電機少、容易控制的機器人。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、合理，能 原地靈活轉(zhuǎn)彎、控制電機少的兩足步行仿生機器人，可作為大面積推廣的大眾化娛樂教育 機器人。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種兩足步行仿生機器人，包括機身、兩個 連接桿機構(gòu)、兩個足部機構(gòu)和控制裝置，機身與兩個足部機構(gòu)連接，兩個足部機構(gòu)分別為左 足部機構(gòu)和右足部機構(gòu)，左足部機構(gòu)和右足部機構(gòu)并列在機身下方的左右兩側(cè)，兩個連接 桿機構(gòu)分別為左連接桿機構(gòu)和右連接桿機構(gòu)，左連接桿機構(gòu)分別連接機身和左足部機構(gòu)， 右連接桿機構(gòu)分別連接機身和右足部機構(gòu)，所述左足部機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和右足部機構(gòu)的結(jié)構(gòu)相 同，均包括腿支桿、轉(zhuǎn)彎舵機、轉(zhuǎn)動桿、腳板、舵機連接器和轉(zhuǎn)盤，所述腿支桿的上下兩端分 別通過銷釘與機身和轉(zhuǎn)動桿連接，所述轉(zhuǎn)動桿的兩端通過銷釘連接于腳板上，當(dāng)搖擺舵機 轉(zhuǎn)動，身體傾斜時，轉(zhuǎn)動桿就會轉(zhuǎn)動；所述轉(zhuǎn)彎舵機固定于腳板的上方，所述轉(zhuǎn)盤設(shè)于腳板 下方，舵機連接器固定于轉(zhuǎn)彎舵機的下方并穿過腳板與轉(zhuǎn)盤連接，轉(zhuǎn)盤下方連接有輪皮。所述機身包括支撐架、搖擺舵機、邁步舵機、舵機擺臂和擺動桿，所述搖擺舵機和 邁步舵機均固定于支撐架，所述舵機擺臂連接在搖擺舵機上，舵機擺臂的兩端分別連接左 連接桿機構(gòu)和右連接桿機構(gòu)，所述邁步舵機與位于其下方的擺動桿連接；所述擺動桿的兩端分別連接左足部機構(gòu)的腿支桿和右足部機構(gòu)的腿支桿；所述控制裝置分別與機身和足部機構(gòu)連接。所述右連接桿機構(gòu)包括第一萬向球頭、第一萬向接頭、連桿、第二萬向接頭和第 二萬向球頭，第一萬向接頭和第二萬向接頭分別固定于連桿的兩端，第一萬向球頭的球狀 端與第一萬向接頭連接，第二萬向球頭的球狀端與第二萬向接頭連接，第一萬向球頭的螺 紋端與舵機擺臂的一端連接，第二萬向球頭的螺紋端與右足部機構(gòu)的腳板連接；所述左連接桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和右連接桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，其第一萬向球頭的螺紋端 與舵機擺臂的另一端連接，且其第二萬向球頭的螺紋端與左足部機構(gòu)的腳板連接。所述舵機擺臂、左連接桿機構(gòu)和右連接桿機構(gòu)均設(shè)于支撐架的前方；擺動桿設(shè)于 支撐架的下方；
所述左足部機構(gòu)的腿支桿和右足部機構(gòu)的腿支桿分別設(shè)于支撐架的兩側(cè)，且均分 別設(shè)于左連接桿機構(gòu)和右連接桿機構(gòu)的后方。每個足部機構(gòu)的腿支桿均包括前腿支桿和后腿支桿，所述前腿支桿的上端和后腿 支桿的上端均分別通過銷釘與支撐架連接，銷釘均分別與前腿支桿和后腿支桿間隙配合； 所述前腿支桿和后腿支桿的下端均分別通過銷釘與轉(zhuǎn)動桿連接，銷釘與轉(zhuǎn)動桿間隙配合；所述前腿支桿和后腿支桿并列設(shè)置，且前腿支桿設(shè)于連接桿機構(gòu)后方，后腿支桿 設(shè)于前腿支桿的后方。所述舵機擺臂和連接桿機構(gòu)均設(shè)于支撐架的前方。擺動桿設(shè)于支撐架的下方。所述左足部機構(gòu)和右足部機構(gòu)的后腿支桿上均設(shè)有條形槽，擺動桿的兩端分別穿 過左足部機構(gòu)的后腿支桿的條形槽和右足部機構(gòu)的后腿支桿的條形槽，并與左足部機構(gòu)的 后腿支桿和右足部機構(gòu)的后腿支桿可活動地連接。所述控制裝置包括電池、喇叭、麥克風(fēng)、嵌入式控制板和測距傳感器，所述嵌入式 控制板固定于支撐架的上方，所述電池設(shè)于嵌入式控制板的下方和邁步舵機的上方，所述 喇叭固定于支撐架的兩側(cè)，麥克風(fēng)固定于嵌入式控制板的上方，所述測距傳感器分別固定 于機身的前端和腳板的前端；所述電池與嵌入式控制板通過電路連接，所述測距傳感器、喇 叭和麥克風(fēng)均與嵌入式控制板連接，嵌入式控制板分別與搖擺舵機、邁步舵機、左足部機構(gòu) 的轉(zhuǎn)彎舵機以及右足部機構(gòu)的轉(zhuǎn)彎舵機連接。所述測距傳感器包括紅外傳感器和超聲波傳感器，紅外傳感器固定于腳板的前 端，用以檢測近距離處是否有障礙物；超聲波傳感器固定于機身的前端，用以檢測遠(yuǎn)距離處 是否有障礙物；紅外傳感器和超聲波傳感器均與嵌入式控制板連接。所述控制裝置還包括視覺傳感器和觸摸開關(guān)，所述視覺傳感器和觸摸開關(guān)均與嵌 入式控制板連接，所述觸摸開關(guān)固定于嵌入式控制板的上方，視覺傳感器安裝于機身的前 端。觸摸開關(guān)用以感知人的觸摸輸入信號，麥克風(fēng)用于接收語音交互信號，喇叭用以輸出機 器人的聲音信號。所述控制裝置還包括藍(lán)牙接口和USB接口，藍(lán)牙接口和USB接口均與嵌入式控制 板連接。嵌入式控制板通過藍(lán)牙接口與計算機(或智能手機)進(jìn)行無線通信，或通過USB 接口進(jìn)行有線通信，用以接受計算機或智能手機的遙控指令或下載程序。所述電池優(yōu)選為鋰電池。本發(fā)明的原理是嵌入式控制板從測距傳感器、麥克風(fēng)、視覺傳感器和觸摸開關(guān)等各種傳感器獲取周圍環(huán)境信息，對這些信息進(jìn)行處理分析，然后決策輸出PWM信號控制搖 擺舵機、邁步舵機、左足部機構(gòu)的轉(zhuǎn)彎舵機以及右足部機構(gòu)的轉(zhuǎn)彎舵機的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)機 器人的各種步行及靈活轉(zhuǎn)彎等動作，并輸出音頻信號給喇叭發(fā)聲。通過搖擺舵機轉(zhuǎn)動以及 轉(zhuǎn)動桿的旋轉(zhuǎn)，可帶動本機器人重心向一邊傾斜，使得一足部機構(gòu)保持接觸地面，另一足部 機構(gòu)離開地面，邁步舵機轉(zhuǎn)動帶動離地的足部機構(gòu)向前(或向后)邁步，再由搖擺舵機轉(zhuǎn)動 以及轉(zhuǎn)動桿旋轉(zhuǎn)控制邁步的足部機構(gòu)落地，從而實現(xiàn)機器人前進(jìn)或后退的步行動作；當(dāng)機 器人的一足部機構(gòu)離地時，控制另一足部機構(gòu)的轉(zhuǎn)彎舵機轉(zhuǎn)動使得機器人可以原地靈活轉(zhuǎn) 彎。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果(1)與多足機器人或多自由度的仿人機器人相比，本發(fā)明的機器人克服了現(xiàn)有技術(shù)多電機的缺陷，只需要設(shè)置四個舵機即可實現(xiàn)步行，由于舵機數(shù)量少，從而大大降低制造成本和控制復(fù)雜性，具有舵機數(shù)量少、成本低和控制簡單等優(yōu)點。(2)與現(xiàn)有的兩足步行仿生機器人相比，本發(fā)明的機器人在足部機構(gòu)底部設(shè)有轉(zhuǎn) 盤，并通過轉(zhuǎn)彎舵機進(jìn)行轉(zhuǎn)彎控制，可準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)彎角度，使得機器人轉(zhuǎn)彎靈活，能夠在原 地實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)90° ；本發(fā)明除了轉(zhuǎn)彎靈活外，同時也能實現(xiàn)語音交互功能，即本機器人裝有 高端的嵌入式控制板，并通過測距傳感器、視覺傳感器、麥克風(fēng)、藍(lán)牙接口和USB接口等獲 取周圍環(huán)境信息進(jìn)行處理控制，具有多功能的優(yōu)點，適合作為大面積推廣的大眾化娛樂教 育機器人，同時也適合開發(fā)各種娛樂功能和進(jìn)行二次開發(fā)。(3)與現(xiàn)有的鸚鵡玩具(或具有語音交互功能的機器人)相比，本發(fā)明的機器人除 了具有語音交互功能之外，還具有步行功能，適用場合較廣，具有優(yōu)越的娛樂性、趣味性和 生動性。(4)與現(xiàn)有的通過少數(shù)電機驅(qū)動和復(fù)雜傳動結(jié)構(gòu)的步行機器人相比，本發(fā)明的機 器人結(jié)構(gòu)簡單，適量的舵機控制給用戶開發(fā)不同行走步態(tài)提供了機會。


圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1所示的機器人的左視圖。圖3是圖1所示的右連接桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3所示的A處局部放大示意圖。圖5是圖1所示的右足部機構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖5所示的右足部機構(gòu)的另一狀態(tài)示意圖。圖7是本發(fā)明機器人的控制裝置示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限 于此。實施例1圖1 圖7示出了本實施例的具體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本兩足步行仿生機 器人，包括機身、兩個連接桿機構(gòu)、兩個足部機構(gòu)和控制裝置，機身與兩個足部機構(gòu)連接，兩 個足部機構(gòu)分別為左足部機構(gòu)和右足部機構(gòu)，左足部機構(gòu)和右足部機構(gòu)并列在機身下方的 左右兩側(cè)，兩個連接桿機構(gòu)分別為左連接桿機構(gòu)18和右連接桿機構(gòu)，左連接桿機構(gòu)18分別 連接機身和左足部機構(gòu)，右連接桿機構(gòu)分別連接機身和右足部機構(gòu)，如圖5所示，右足部機 構(gòu)位于機身下方的右側(cè)，包括腿支桿、轉(zhuǎn)彎舵機7、轉(zhuǎn)動桿14、腳板10、舵機連接器8和轉(zhuǎn)盤 12，所述腿支桿的上下兩端分別通過銷釘與機身和轉(zhuǎn)動桿14連接，所述轉(zhuǎn)動桿14的兩端通 過銷釘13、22連接于腳板10上，如圖1和圖2所示；所述轉(zhuǎn)彎舵機7固定于腳板10的上 方，所述轉(zhuǎn)盤12設(shè)于腳板10的下方，舵機連接器8固定于轉(zhuǎn)彎舵機7的下方并穿過腳板10 與轉(zhuǎn)盤12連接；如圖6所示，轉(zhuǎn)盤12下方連接有輪皮11 ；所述左足部機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和右足部 機構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，并位于機身下方的左側(cè)。如圖1所示，機身包括支撐架21、搖擺舵機1、邁步舵機20、舵機擺臂2和擺動桿19，搖擺舵機1和邁步舵機20均固定于支撐架21上，舵機擺臂2連接在搖擺舵機1上，舵機擺臂2的兩端分別連接左連接桿機構(gòu)18和右連接桿機構(gòu)，所述邁步舵機20與位于其下 方的擺動桿19連接；擺動桿19的兩端分別連接左足部機構(gòu)的后腿支桿17和右足部機構(gòu)的后腿支桿 5 ；所述控制裝置分別與機身和足部機構(gòu)連接。如圖3所示，所述右連接桿機構(gòu)包括第一萬向球頭25、第一萬向接頭3、連桿4、第 二萬向接頭9和第二萬向球頭26，第一萬向接頭3和第二萬向接頭9分別固定于連桿4的 兩端；如圖4所示，第一萬向球頭25的球狀端28與第一萬向接頭3連接，第二萬向球頭26 的球狀端與第二萬向接頭9連接，第一萬向球頭25的螺紋端27與舵機擺臂2的一端連接， 第二萬向球頭26的螺紋端與右足部機構(gòu)的腳板10連接；所述左連接桿機構(gòu)18的結(jié)構(gòu)和右連接桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，其第一萬向球頭的螺 紋端與舵機擺臂2的另一端連接，且其第二萬向球頭的螺紋端與左足部機構(gòu)的腳板連接。所述舵機擺臂2、左連接桿機構(gòu)和右連接桿機構(gòu)均設(shè)于支撐架21的前方；擺動桿 19設(shè)于支撐架21的下方；所述左足部機構(gòu)的腿支桿和右足部機構(gòu)的腿支桿分別設(shè)于支撐架21的兩側(cè)，且 均分別設(shè)于左連接桿機構(gòu)和右連接桿機構(gòu)的后方。右足部機構(gòu)的腿支桿結(jié)構(gòu)和左足部機構(gòu)的腿支桿結(jié)構(gòu)相同，每個足部機構(gòu)的腿支 桿均包括前腿支桿和后腿支桿；如圖1所示，右足部機構(gòu)的腿支桿均包括前腿支桿6和后腿 支桿5，如圖2所示，所述前腿支桿6的上端和后腿支桿5的上端均分別通過銷釘24、23與 支撐架21連接，銷釘24、23分別與前腿支桿6和后腿支桿5間隙配合；如圖1所示，所述前 腿支桿6的下端和后腿支桿5的下端均分別通過銷釘15、16與轉(zhuǎn)動桿14連接，銷釘15、16 分別與轉(zhuǎn)動桿14間隙配合；如圖1所示，右足部機構(gòu)的前腿支桿6和后腿支桿5并列設(shè)置，且前腿支桿6設(shè)于 右連接桿機構(gòu)的后方，后腿支桿5設(shè)于前腿支桿6的后方；同樣地，左足部機構(gòu)的前腿支桿 和后腿支桿也并列設(shè)置，且前腿支桿設(shè)于左連接桿機構(gòu)的后方，后腿支桿設(shè)于前腿支桿的 后方，舵機擺臂2、右連接桿機構(gòu)和左連接桿機構(gòu)均設(shè)于支撐架21的前方。如圖2所示，右足部機構(gòu)的后腿支桿5上設(shè)有條形槽，同樣地，左足部機構(gòu)的后腿 支桿17上也設(shè)有條形槽，擺動桿19的兩端分別穿過左足部機構(gòu)的后腿支桿17的條形槽和 右足部機構(gòu)的后腿支桿5的條形槽，并與左足部機構(gòu)的后腿支桿17和右足部機構(gòu)的后腿支 桿5可活動地連接。如圖7所示，所述控制裝置包括鋰電池、喇叭、麥克風(fēng)、嵌入式控制板、測距傳感 器、視覺傳感器、觸摸開關(guān)、藍(lán)牙接口和USB接口，所述嵌入式控制板固定于支撐架21的上 方，鋰電池設(shè)于嵌入式控制板的下方和邁步舵機20的上方，所述測距傳感器分別固定于機 身的前端和左右兩邊的腳板的前端；所述鋰電池與嵌入式控制板通過電路連接，所述測距 傳感器與嵌入式控制板連接，嵌入式控制板分別與搖擺舵機1、邁步舵機20、左足部機構(gòu)的 轉(zhuǎn)彎舵機以及右足部機構(gòu)的轉(zhuǎn)彎舵機7連接；測距傳感器包括紅外傳感器和超聲波傳感器，紅外傳感器安裝于腳板10的前端， 超聲波傳感器安裝于機身的前端，紅外傳感器和超聲波傳感器均與嵌入式控制板連接。
所述喇叭、麥克風(fēng)、視覺傳感器和觸摸開關(guān)均與嵌入式控制板連接，所述喇叭固定 于支撐架21的兩側(cè)，麥克風(fēng)和觸摸開關(guān)均固定于嵌入式控制板的上方，視覺傳感器固定于 機身的前端。藍(lán)牙接口和USB接口均與嵌入式控制板連接，用以接收計算機或智能手機的遙控 指令或下載程序，如圖7所示。嵌入式控制板通過藍(lán)牙接口與計算機(或智能手機)進(jìn)行無線通信，或通過USB 接口進(jìn)行有線通信。嵌入式控制板從測距傳感器、麥克風(fēng)、視覺傳感器和觸摸開關(guān)等各種傳 感器獲取周圍環(huán)境信息，對這些信息進(jìn)行處理分析，然后決策輸出PWM信號控制搖擺舵機 1、邁步舵機20、左足部機構(gòu)的轉(zhuǎn)彎舵機以及右足部機構(gòu)的轉(zhuǎn)彎舵機7的轉(zhuǎn)動，通過輸出音 頻信號給喇叭，從而實現(xiàn)機器人的各種步行及靈活轉(zhuǎn)彎等動作及發(fā)聲。實施例2本實施例除下述特征外其他結(jié)構(gòu)同實施例1 所述控制裝置包括鋰電池、嵌入式 控制板、紅外傳感器、超聲波傳感器、喇叭和麥克風(fēng)，所述嵌入式控制板固定于支撐架21的 上方，鋰電池設(shè)于嵌入式控制板的下方和邁步舵機20的上方，紅外傳感器固定于腳板的前 端，所述超聲波傳感器固定于機身的前端；所述鋰電池與嵌入式控制板通過電路連接，紅外 傳感器和超聲波傳感器均與嵌入式控制板連接，嵌入式控制板分別與搖擺舵機1、邁步舵機 20、左足部機構(gòu)的轉(zhuǎn)彎舵機以及右足部機構(gòu)的轉(zhuǎn)彎舵機7連接。所述喇叭和麥克風(fēng)均與嵌 入式控制板連接，所述喇叭固定于支撐架21的兩側(cè)，麥克風(fēng)固定于嵌入式控制板的上方。 USB接口與嵌入式控制板連接，用以接收計算機或智能手機的遙控指令或下載程序。上述各實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡 化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種兩足步行仿生機器人，包括機身、兩個連接桿機構(gòu)、兩個足部機構(gòu)和控制裝置，機身與兩個足部機構(gòu)連接，兩個足部機構(gòu)分別為左足部機構(gòu)和右足部機構(gòu)，左足部機構(gòu)和右足部機構(gòu)并列在機身下方的左右兩側(cè)，兩個連接桿機構(gòu)分別為左連接桿機構(gòu)和右連接桿機構(gòu)，左連接桿機構(gòu)分別連接機身和左足部機構(gòu)，右連接桿機構(gòu)分別連接機身和右足部機構(gòu)，其特征在于所述左足部機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和右足部機構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，均包括腿支桿、轉(zhuǎn)彎舵機、轉(zhuǎn)動桿、腳板、舵機連接器和轉(zhuǎn)盤，所述腿支桿的上下兩端分別通過銷釘與機身和轉(zhuǎn)動桿連接，所述轉(zhuǎn)動桿的兩端通過銷釘連接于腳板上，所述轉(zhuǎn)彎舵機固定于腳板的上方，所述轉(zhuǎn)盤設(shè)于腳板下方，舵機連接器固定于轉(zhuǎn)彎舵機的下方并穿過腳板與轉(zhuǎn)盤連接，轉(zhuǎn)盤下方連接有輪皮；所述機身包括支撐架、搖擺舵機、邁步舵機、舵機擺臂和擺動桿，所述搖擺舵機和邁步舵機均固定于支撐架上，所述舵機擺臂連接在搖擺舵機上，舵機擺臂的兩端分別連接左連接桿機構(gòu)和右連接桿機構(gòu)，所述邁步舵機與位于其下方的擺動桿連接；所述擺動桿的兩端分別連接左足部機構(gòu)的腿支桿和右足部機構(gòu)的腿支桿；所述控制裝置分別與機身和足部機構(gòu)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩足步行仿生機器人，其特征在于所述右連接桿機構(gòu)包 括第一萬向球頭、第一萬向接頭、連桿、第二萬向接頭和第二萬向球頭，第一萬向接頭和第 二萬向接頭分別固定于連桿的兩端，第一萬向球頭的球狀端與第一萬向接頭連接，第二萬 向球頭的球狀端與第二萬向接頭連接，第一萬向球頭的螺紋端與舵機擺臂的一端連接，第 二萬向球頭的螺紋端與右足部機構(gòu)的腳板連接；所述左連接桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和右連接桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，其第一萬向球頭的螺紋端與舵 機擺臂的另一端連接，且其第二萬向球頭的螺紋端與左足部機構(gòu)的腳板連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩足步行仿生機器人，其特征在于所述舵機擺臂、左連接桿 機構(gòu)和右連接桿機構(gòu)均設(shè)于支撐架的前方；擺動桿設(shè)于支撐架的下方；所述左足部機構(gòu)的腿支桿和右足部機構(gòu)的腿支桿分別設(shè)于支撐架的兩側(cè)，且均分別設(shè) 于左連接桿機構(gòu)和右連接桿機構(gòu)的后方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的兩足步行仿生機器人，其特征在于每個足部機構(gòu)的腿支桿 均包括前腿支桿和后腿支桿，所述前腿支桿的上端和后腿支桿的上端均分別通過銷釘與支 撐架連接，銷釘均分別與前腿支桿和后腿支桿間隙配合；所述前腿支桿的下端和后腿支桿 的下端均分別通過銷釘與轉(zhuǎn)動桿連接，銷釘與轉(zhuǎn)動桿間隙配合；所述前腿支桿和后腿支桿并列設(shè)置，且前腿支桿設(shè)于連接桿機構(gòu)后方，后腿支桿設(shè)于 前腿支桿的后方。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的兩足步行仿生機器人，其特征在于所述左足部機構(gòu)和右足 部機構(gòu)的后腿支桿上均設(shè)有條形槽，擺動桿的兩端分別穿過左足部機構(gòu)的后腿支桿的條形 槽和右足部機構(gòu)的后腿支桿的條形槽，并與左足部機構(gòu)的后腿支桿和右足部機構(gòu)的后腿支 桿可活動地連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩足步行仿生機器人，其特征在于所述控制裝置包括電池、 喇叭、麥克風(fēng)、嵌入式控制板和測距傳感器，所述嵌入式控制板固定于支撐架的上方，所述 電池設(shè)于嵌入式控制板的下方和邁步舵機的上方，所述喇叭固定于支撐架的兩側(cè)，麥克風(fēng) 固定于嵌入式控制板的上方，所述測距傳感器分別固定于機身的前端和腳板的前端；所述電池與嵌入式控制板通過電路連接，所述測距傳感器、喇叭和麥克風(fēng)均與嵌入式控制板連 接，嵌入式控制板分別與搖擺舵機、邁步舵機、左足部機構(gòu)的轉(zhuǎn)彎舵機以及右足部機構(gòu)的轉(zhuǎn) 彎舵機連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的兩足步行仿生機器人，其特征在于所述測距傳感器包括紅 外傳感器和超聲波傳感器，紅外傳感器固定于腳板的前端，超聲波傳感器固定于機身的前 端，紅外傳感器和超聲波傳感器均與嵌入式控制板連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的兩足步行仿生機器人，其特征在于所述控制裝置還包括視 覺傳感器和觸摸開關(guān)，所述視覺傳感器和觸摸開關(guān)均與嵌入式控制板連接，所述觸摸開關(guān) 均固定于嵌入式控制板的上方，視覺傳感器固定于機身的前端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的兩足步行仿生機器人，其特征在于所述控制裝置還包括藍(lán) 牙接口和USB接口，藍(lán)牙接口和USB接口均與嵌入式控制板連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的兩足步行仿生機器人，其特征在于所述電池為鋰電池。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種兩足步行仿生機器人，包括機身、兩個連接桿機構(gòu)、兩個足部機構(gòu)和控制裝置，機身與兩個足部機構(gòu)連接，足部機構(gòu)分別為左足部機構(gòu)和右足部機構(gòu)，左足部機構(gòu)和右足部機構(gòu)并列在機身下方的左右兩側(cè)，連接桿機構(gòu)分別連接機身和足部機構(gòu)，所述左足部機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和右足部機構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，均包括腿支桿、轉(zhuǎn)彎舵機、轉(zhuǎn)動桿、腳板、舵機連接器和轉(zhuǎn)盤，腿支桿的上下兩端分別與機身和轉(zhuǎn)動桿連接，所述轉(zhuǎn)動桿的兩端連接于腳板上，轉(zhuǎn)彎舵機固定于腳板的上方，轉(zhuǎn)盤設(shè)于腳板下方，舵機連接器固定于轉(zhuǎn)彎舵機的下方并與轉(zhuǎn)盤連接；控制裝置分別與機身和足部機構(gòu)連接。本發(fā)明具有轉(zhuǎn)彎靈活、成本低和功能多的優(yōu)點，適用于大眾化娛樂教育。
文檔編號B62D57/032GK101823516SQ20101014771
公開日2010年9月8日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者余凡, 朱金輝, 畢盛, 鄭武揚, 郭浩純, 閔華清, 黃蓮娣 申請人:華南理工大學(xué);廣州市花都科達(dá)電器有限公司