一种足式机器人及其三关节模组的制作方法

1.本发明涉及机器人技术领域，更具体地说，涉及一种足式机器人及其三关节模组。


背景技术：

2.轮式机器人在相对平坦的地形上行驶时，运动速度迅速、平稳，但在不平地面上行驶时，能耗将大大增加，而在松软地面或严重崎岖不平的地形上，车轮的作用也将严重丧失，移动效率大大降低。为了改善轮子对松软地面和不平地面的适应能力，履带式移动方式应运而生。但履带式机器人在不平地面上的机动性仍然很差行驶时机身晃动严重。四足移动方式是自然界中生物最为广泛采用的移动方式，表现为稳定性更强，可以更灵活的适应自然界中多样的地形。四足机器人的特点是自身的可控平衡性以及相对的地形适应性，在山区陡坡、林间、仓库等复杂地形具有更高的机动性能。
3.近年来，四足机器人从系统模型分析、本体运动控制理论与算法，到机械电子的硬件技术，均已日趋成熟，已经为四足机器人更广泛的走进人类社会为社会生产、生活提供服务准备好了一定的理论和技术基础。四足机器人对复杂地形具有优良的适应性，然而现有的足式机器人的腿部三关节多采用旋转式关节，由于旋转式关节结构所需驱动单元输出更高的功率等特性和驱动单元的发展受限，机器人的负重能力尚有待提高。如果可以赋能四足机器人更优异的运输能力，将对经济、社会和科技发展带来较为重要的积极影响。
4.综上所述，如何有效地解决足式机器人因旋转式关节结构特性导致负载较小等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种足式机器人及其三关节模组，该三关节模组的结构设计可以有效地解决足式机器人因旋转式关节结构特性导致负载较小的问题。
6.为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种足式机器人的三关节模组，包括髋正摆模块、膝关节模块和髋侧摆模块，所述膝关节模块包括膝关节电机、膝关节传动组件、膝关节安装座、滑动座、膝关节直线导轨和两个支撑座，两个所述支撑座分别固定于所述膝关节直线导轨的两端，所述膝关节安装座与所述滑动座固定连接，所述滑动座上固定连接有自润滑滑动轴承，所述自润滑滑动轴承套装于所述膝关节直线导轨外并沿所述膝关节直线导轨滑动，所述膝关节传动组件分别与所述膝关节电机和所述支撑座固定连接，以将所述膝关节电机输出的扭矩转换为所述支撑座的直线移动；所述髋正摆模块连接于所述髋侧摆模块的输出端，所述膝关节电机连接于所述髋正摆模块的输出端。
8.进一步地，上述三关节模组中，所述膝关节传动组件包括带轮和与所述带轮配合的同步带，所述带轮与所述膝关节电机的输出端同轴固定连接，所述同步带分别与两所述支撑座固定连接。
9.进一步地，上述三关节模组中，所述膝关节传动组件还包括与所述带轮配合的两
个张紧轮，两个所述张紧轮分别位于所述带轮的两端，所述膝关节直线导轨上设置有两个所述滑动座，所述张紧轮容置于滑动座的凹槽内，与各所述张紧轮配合的设置有张紧轴，所述张紧轴与所述膝关节安装座固定连接，所述张紧轮滑动套设于所述张紧轴外；所述同步带由一侧绕过所述带轮，由另一侧绕过所述张紧轮以张紧。
10.进一步地，上述三关节模组中，所述膝关节模块包括至少两根平行设置的所述膝关节直线导轨，且所述膝关节直线导轨为圆管或圆棒。
11.进一步地，上述三关节模组中，所述膝关节模块包括至少两根平行设置的所述膝关节直线导轨，且两根所述膝关节直线导轨的外径大小不等。
12.进一步地，上述三关节模组中，所述膝关节直线导轨的两端分别可拆卸的固定连接于对应的所述支撑座上。
13.进一步地，上述三关节模组中，所述髋侧摆模块包括侧摆电机，所述髋正摆模块包括正摆电机，所述所述侧摆电机的输出端与所述正摆电机固定连接，且所述侧摆电机的输出端的旋转轴与所述正摆电机的输出端的旋转轴垂直，所述正摆电机的输出端与所述膝关节电机固定连接。
14.进一步地，上述三关节模组中，所述髋侧摆模块包括侧摆伸缩驱动件、动力连接件、侧摆导轨和侧摆滑块，所述髋正摆模块包括正摆电机，所述侧摆伸缩驱动件的活动端与所述动力连接件连接，所述动力连接件与所述侧摆滑块和所述正摆电机固定连接，所述侧摆滑块连接于所述侧摆导轨上以沿所述侧摆导轨滑动，所述侧摆伸缩驱动件和所述侧摆导轨用于与所述足式机器人的机身固定连接，所述侧摆导轨与所述正摆电机的输出端的转动轴平行，所述正摆电机的输出端与所述膝关节电机固定连接。
15.进一步地，上述三关节模组中，所述髋侧摆模块还包括中间连接件，所述正摆电机相对的两侧分别设置有所述侧摆导轨和所述侧摆滑块，一侧的所述侧摆滑块与所述动力连接件固定连接，另一侧的所述髋侧摆与所述中间连接件固定连接，所述中间连接件与所述正摆电机固定连接。
16.进一步地，上述三关节模组中，所述髋侧摆模块包括侧摆伸缩驱动件、支承架、侧摆导轨和侧摆滑块，所述侧摆伸缩驱动件的活动端与所述支承架连接，所述支承架与所述侧摆滑块固定连接，所述侧摆滑块连接于所述侧摆导轨上以沿所述侧摆导轨滑动，所述侧摆伸缩驱动件和所述侧摆导轨用于与所述足式机器人的机身固定连接；
17.所述髋正摆模块包括正摆伸缩驱动件、正摆安装板、正摆导轨和正摆滑块，所述正摆伸缩驱动件的活动端与正摆安装板连接，所述正摆伸缩驱动件的固定端与所述支承架固定连接，所述正摆导轨固定于所述支承架上，所述正摆滑块连接于所述正摆导轨上以沿所述正摆导轨滑动，所述正摆导轨与所述侧摆导轨平行，所述膝关节电机固定连接于所述正摆安装板上。
18.进一步地，上述三关节模组中，所述髋侧摆模块包括侧摆电机和固定连接于所述侧摆电机的输出端的支承架；所述髋正摆模块包括正摆伸缩驱动件、正摆安装板、正摆导轨和正摆滑块，所述正摆伸缩驱动件的活动端与正摆安装板连接，所述正摆伸缩驱动件的固定端与所述支承架固定连接，所述正摆导轨固定于所述支承架上，所述正摆滑块连接于所述正摆导轨上以沿所述正摆导轨滑动，所述正摆导轨与所述侧摆电机的输出端的转动轴平行，所述膝关节电机固定连接于所述正摆安装板上。
19.应用本发明提供的三关节模组，髋正摆模块连接于髋侧摆模块的输出端，膝关节电机连接于髋正摆模块的输出端，从而能够实现髋侧摆、髋正摆及膝关节的运动。且膝关节采用直线式关节，与旋转式关节相比，直线式关节的作用力臂更短，可以获得更高的功率密度，从而显著提升应用其的足式机器人的负载能力。另外，膝关节模块的滑动座与膝关节直线导轨的配合面间采用自润滑滑动轴承，利用自润滑滑动轴承自润滑的特性，无需使用润滑脂或润滑油，即实现了免润滑，一方面无需进行定期润滑，降低了维护成本。另一方面，避免了润滑油或润滑脂在灰尘较大的环境中被污染从而引起配合面的磨损，故在灰尘环境中也能够提供稳定可靠的传动作用。且在湿度较大的环境中，也不会生锈，避免了由此造成的卡阻或堵塞。因此，该三关节模组在大湿度及灰尘环境中也能够提供较大的可靠性。
20.在一个优选的实施例中，膝关节传动组件包括带轮和与所述带轮配合的同步带，通过同步带传动，实现了在保证相对较低的自重前提下，大幅地降低驱动转矩和提升机器人的负载能力。
21.为了达到上述目的，本发明还提供了一种足式机器人，该足式机器人包括上述任一种三关节模组。由于上述的三关节模组具有上述技术效果，具有该三关节模组的足式机器人也应具有相应的技术效果。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明第一个具体实施例的三关节模组的爆炸结构示意图；
24.图2为图1中三关节模组组装状态的主视图；
25.图3为图2的俯视图；
26.图4为图2的侧视图；
27.图5为本发明第二个具体实施例的三关节模组的爆炸结构示意图；
28.图6为图5中三关节模组的组装状态示意图；
29.图7为本发明第三个具体实施例的三关节模组的爆炸结构示意图；
30.图8为图7中三关节模组的组装状态示意图；
31.图9为本发明第四个具体实施例的三关节模组的爆炸结构示意图；
32.图10为图9中三关节模组的组装状态示意图；
33.图11为本发明第一个具体实施例的足式机器人的结构示意图；
34.图12为本发明第二个具体实施例的足式机器人的结构示意图；
35.图13为本发明第三个具体实施例的足式机器人的结构示意图；
36.图14为本发明第四个具体实施例的足式机器人的结构示意图。
37.附图中标记如下：
38.膝关节电机11，膝关节安装座12，张紧轴13，张紧轮14，轴承131，带轮15，同步带16，压紧块161，导向块162，支撑座17，膝关节直线导轨18，第一导轨181，第二导轨182，滑动座19；侧摆电机21；正摆电机31；足端41；
39.侧摆伸缩驱动件22，动力连接件23，侧摆导轨24，侧摆滑块25，中间连接件26；
40.支承架27，销轴28，正摆伸缩驱动件32，正摆安装板33，正摆导轨34，正摆滑块35；
41.三关节模组100，机身200。
具体实施方式
42.本发明实施例公开了一种足式机器人及其三关节模组，以提高足式机器人的负载能力。
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.请参阅图1-图4，图1为本发明第一个具体实施例的三关节模组的爆炸结构示意图；图2为图1中三关节模组组装状态的主视图；图3为图2的俯视图；
45.图4为图2的侧视图。
46.在一个具体实施例中，本发明提供的足式机器人的三关节模组，包括髋正摆模块、膝关节模块和髋侧摆(roll关节)模块。
47.其中，膝关节模块连接于髋正摆模块的输出端，即髋正摆模块输出的运动带动膝关节模块整体运动。髋正摆模块连接于髋侧摆模块的输出端，即髋侧摆模块输出的运动带动髋正摆模块整体运动，从而带动膝关节模块整体运动。
48.膝关节模块包括膝关节电机11、膝关节传动组件、膝关节安装座12、滑动座19、膝关节直线导轨18和两个支撑座17。
49.两个支撑座17分别固定于膝关节直线导轨18的两端，即膝关节直线导轨18与支撑座17用作机器人的腿部。支撑座17既能够对滑动座19的滑动进行限位，防止其由膝关节直线导轨18上脱出，且位于底部的支撑座17能够用于连接机器人的足部。
50.膝关节安装座12与滑动座19固定连接，滑动座19上固定连接有自润滑滑动轴承，自润滑滑动轴承套装于膝关节直线导轨18外并沿膝关节直线导轨18滑动。滑动座19上固定连接有自润滑滑动轴承，自润滑滑动轴承套装于膝关节直线导轨18外并沿膝关节直线导轨18滑动。也就是滑动座19通过自润滑滑动轴承与膝关节直线导轨18滑动连接。膝关节安装座12与滑动座19固定连接。具体膝关节安装座12及滑动座19的结构可根据需要设置，此处不作具体限定。自润滑滑动轴承具体可以为非金属滑动轴承，如塑料轴承，其利用材料自身的润滑特性，无需添加润滑油或润滑脂即可实现自润滑效果。且轴承整体均是润滑材料，使用寿命长，使用中不会生锈现象且耐腐蚀。位于下端的支撑座17上具体可以连接机器人的足端41。
51.膝关节传动组件分别与膝关节电机11和支撑座17固定连接，以将膝关节电机11输出的扭矩转换为支撑座17的直线移动。支撑座17的直线移动带动膝关节直线导轨18相对滑动座19滑动，实现机器人腿部的升降。
52.髋正摆模块和髋侧摆模块具体可以采用旋转式关节，或者直线式关节，此处不做具体限定。
53.应用本发明提供的三关节模组，髋正摆模块连接于髋侧摆模块的输出端，膝关节
电机11连接于髋正摆模块的输出端，从而能够实现髋侧摆、髋正摆及膝关节的运动。且膝关节采用直线式关节，与旋转式关节相比，直线式关节的作用力臂更短，可以获得更高的功率密度，从而显著提升应用其的足式机器人的负载能力。另外，膝关节模块的滑动座19与膝关节直线导轨18的配合面间采用自润滑滑动轴承，利用自润滑滑动轴承自润滑的特性，无需使用润滑脂或润滑油，即实现了免润滑，一方面无需进行定期润滑，降低了维护成本。另一方面，避免了润滑油或润滑脂在灰尘较大的环境中被污染从而引起配合面的磨损，故在灰尘环境中也能够提供稳定可靠的传动作用。且在湿度较大的环境中，也不会生锈，避免了由此造成的卡阻或堵塞。因此，该三关节模组在大湿度及灰尘环境中也能够提供较大的可靠性。
54.在一个实施例中，膝关节传动组件包括带轮15和与带轮15配合的同步带16，带轮15与膝关节电机11的输出端同轴固定连接，同步带16分别与两支撑座17固定连接。膝关节电机11输出的扭矩电动带轮15转动，带轮15与同步带16配合，从而带动同步带16直线移动，同步带16的直线移动带动两支撑座17直线移动，从而实现膝关节直线导轨18的直线移动。通过同步带16传动，实现了在保证相对较低的自重前提下，大幅地降低驱动转矩和提升机器人的负载能力。根据需要，膝关节传动组件也可以采用链传动、丝杠传动等。
55.具体的，膝关节传动组件还包括与带轮15配合的两个张紧轮14，两个张紧轮14分别位于带轮15的两端，膝关节直线导轨18上设置有两个滑动座19，张紧轮14容置于滑动座19的凹槽内，与各张紧轮14配合的设置有张紧轴13，张紧轴13与膝关节安装座12固定连接，张紧轮14滑动套设于张紧轴13外；同步带16由一侧绕过带轮15，由另一侧绕过张紧轮14以张紧。同步带16具体通过压紧块161固定于支撑座17上，如在同步带16的两端分别设置压紧块161，压紧块161与对应的支撑座17固定连接并将同步带16的端部固定于二者之间。进一步地，与压紧块161配合的设置有导向块162，以更好的对同步带16导向。张紧轴13与张紧轮14共设置两组，张紧轴13的一端与膝关节安装座12连接，另一端用于张紧轮14配合。张紧轴13与张紧轮14之间具体设置有轴承131，如滚珠轴承、球轴承。在一个实施例中，张紧轮14的两侧分别设置有轴承131以与张紧轴13配合，即两个轴承131从两侧与张紧轮14一起串联连接于张紧轴13上。通过张紧轮14的设置，使得同步带16被张紧，进而提高带轮15同步带16传动的精度。
56.具体的，滑动座19上开设有安装通孔，自润滑滑动轴承与安装通孔过盈配合。自润滑滑动轴承与滑动座19的安装通孔采用过盈配合，安装方便。根据需要，自润滑滑动轴承与滑动座19也可以通过其他常规的固定连接方式连接。
57.在一个实施例中，膝关节直线导轨18具体为中空的管件。采用中空的管件，相较于传统导轨滑块结构及铰接折叠式、滚珠丝杠式结构能够有效减轻腿部质量，进而降低腿部的转动惯量，降低步态算法的实现难度。
58.在一个实施例中，膝关节模块包括至少两根平行设置的膝关节膝关节直线导轨18，且膝关节膝关节直线导轨18为圆管或圆棒。也就是滑动座19受平行设置的至少两根膝关节直线导轨18的导向作用，则既能够保证其直线滑动，且周向的转动同时被限位，使得滑动座19仅能够相对膝关节直线导轨18直线滑动。膝关节直线导轨18的数量具体根据需要设置，此处不作具体限定。
59.根据需要，膝关节直线导轨18也并不局限于上述结构，如设置至少一根或平行设
置的多根膝关节直线导轨18且膝关节直线导轨18为多边形管或多边形棒。通过多边形管或多边形棒的设置，由于其本身是非回转结构，则对滑动座19的周向旋转起到了限位作用，因此在设置一根膝关节直线导轨18的情况下，也能够实现防转的效果。具体多边形可以为方形、六边形等，此处不作具体限定。在设置有多根膝关节直线导轨18的情况下，则滑动座19与多根膝关节直线导轨18均连接。
60.在包括至少两根平行设置的膝关节直线导轨18的情况向下，具体的，两根膝关节直线导轨18的外径大小不等。也就是包括第一导轨181和第二导轨182，第一导轨181的外径大于第二导轨182的外径，则一方面第一导轨181和第二导轨182配合共同对滑动座19的滑动进行导向并对其旋转进行限位。另外，由于第一导轨181和第二导轨182的外径不等，在滑动座19等结构组装时，便于区分各部件的安装方向，在有安装方位要求的情况下，便于各部件的安装。
61.具体的，膝关节直线导轨18为防锈导轨，如整体采用防锈材料，或者在膝关节直线导轨18的表面设置防锈涂层等以达到防锈效果。
62.在上述各实施例中，两个滑动座19分别与膝关节安装座12的两端固定连接。也就是通过两个滑动座19与膝关节安装座12连接，连接可靠，同时直线移动也更为平稳可靠。
63.在一个实施例中，膝关节膝关节直线导轨18的两端分别可拆卸的固定连接于对应的支撑座17上。具体的，支撑座17与膝关节直线导轨18通过螺钉连接，则当需要快速更换腿长时，只需要松开支撑座17的螺钉即可。膝关节直线导轨18与支撑座17采用可拆卸的固定连接，则能够根据需要方便地将膝关节直线导轨18拆卸并更换其他长度的膝关节直线导轨18，即能够快速更换腿长，具有更高的快换性，更为适应极端的地形，且由于直线式关节的腿长和转动惯量对控制系统影响较低，更换腿长后，对控制系统的稳定性影响不大。采用上述设置，直线式腿装置实现了免润滑和快换性，因而能适应湿度大、水下、灰尘大、温度低等各种复杂及恶劣环境。
64.在一个实施例中，请查阅图1-图4，髋侧摆模块包括侧摆电机，髋正摆模块包括正摆电机31，侧摆电机的输出端与正摆电机31固定连接，且侧摆电机的输出端的旋转轴与正摆电机31的输出端的旋转轴垂直，正摆电机31的输出端与膝关节电机11固定连接。具体侧摆电机的输出端与正摆电机31的外壳侧壁固定连接，正摆电机31的输出端与膝关节电机11的尾端固定连接，膝关节电机11的首端即输出端与带轮15连接。即该实施例中，髋侧摆和髋正摆均采用旋转式关节，膝关节采用直线式关节。该实施例中的三关节模组应用于足式机器人时，将侧摆电机、正摆电机31与机身连接。
65.在第二个实施例中，请查阅图5-图6，髋侧摆模块包括侧摆伸缩驱动件22、动力连接件23、侧摆导轨24和侧摆滑块25，髋正摆模块包括正摆电机31，侧摆伸缩驱动件22的活动端与动力连接件23连接，动力连接件23与侧摆滑块25和正摆电机31固定连接，侧摆滑块25连接于侧摆导轨24上以沿侧摆导轨24滑动，侧摆伸缩驱动件22和侧摆导轨24用于与足式机器人的机身固定连接，侧摆导轨24与正摆电机31的输出端的转动轴平行，正摆电机31的输出端与膝关节电机11固定连接。
66.该实施例与前述实施例中膝关节模块的结构相同，此处不再赘述，仅从髋侧摆模块和髋正摆模块进行说明。该实施例中髋侧摆采用直线式关节，髋正摆采用旋转式关节。其中，侧摆伸缩驱动件22具体可以采用电缸，重量轻、精度高。侧摆伸缩驱动件22的活动端外
伸或回缩，带动动力连接件23外伸或回缩，动力连接件23又与正摆电机31固定连接，故带动正摆电机31运动。且由于动力连接件23与侧摆滑块25连接，从而带动侧摆滑块25运动，由于侧摆滑块25受侧摆导轨24的导向及限位作用，故动力连接件23带动侧摆滑块25沿侧摆导轨24运动的同时，带动正摆电机31沿侧摆导轨24的方向直线移动，从而带动膝关节模块整体沿侧摆导轨24的方向直线移动。正摆电机31输出的扭矩则带动膝关节电机11旋转，从而带动膝关节模块整体旋转。具体正摆电机31的输出端与膝关节电机11的尾端连接，膝关节电机11的首端即输出端与带轮15固定连接。该实施例中的三关节模组应用于足式机器人时，将侧摆伸缩驱动件22和侧摆导轨24与机身固定连接。
67.进一步地，髋侧摆模块还包括中间连接件26，正摆电机31相对的两侧分别设置有侧摆导轨24和侧摆滑块25，一侧的侧摆滑块25与动力连接件23固定连接，另一侧的髋侧摆与中间连接件26固定连接，中间连接件26与正摆电机31固定连接。侧摆导轨24和侧摆滑块25一一对应为一组，具体可以设置一组或两组，如图5和图6所示，设置两组侧摆导轨24和侧摆滑块25，分别从正摆电机31的两侧以进行限位及导向。中间连接件26用以实现侧摆滑块25与正摆电机31的连接。通过两组侧摆导轨24和侧摆滑块25的设置，使得正摆电机31沿侧摆导轨24的直线移动更为平稳可靠。
68.在第三个实施例中，请查阅图7-图8，髋侧摆模块包括侧摆伸缩驱动件22、支承架27、侧摆导轨24和侧摆滑块25，侧摆伸缩驱动件22的活动端与支承架27连接，支承架27与侧摆滑块25固定连接，侧摆滑块25连接于侧摆导轨24上以沿侧摆导轨24滑动，侧摆伸缩驱动件22和侧摆导轨24用于与足式机器人的机身固定连接；髋正摆模块包括正摆伸缩驱动件32、正摆安装板33、正摆导轨34和正摆滑块35，正摆伸缩驱动件32的活动端与正摆安装板33连接，正摆伸缩驱动件32的固定端与支承架27固定连接，正摆导轨34固定于支承架27上，正摆滑块35连接于正摆导轨34上以沿正摆导轨34滑动，正摆导轨34与侧摆导轨24平行，膝关节电机11固定连接于正摆安装板33上。
69.该实施例与前述实施例中膝关节模块的结构相同，此处不再赘述，仅从髋侧摆模块和髋正摆模块进行说明。该实施例中，髋侧摆模块和髋正摆模块也均采用直线式关节。其中，侧摆伸缩驱动件22具体可以为电缸。侧摆导轨24和侧摆滑块25一一对应为一组，具体可以设置一组或两组，两组侧摆导轨24和侧摆滑块25分别设置于支承架27的前后两端，以实现支承架27沿侧摆导轨24的左右滑动。侧摆伸缩驱动件22的活动端具体与销轴28串联安装于支承架27上，支承架27与侧摆滑块25固定连接，侧摆伸缩驱动件22的活动端外伸或回缩，作用于支承架27以带动支承架27运动，由于支承架27与侧摆滑块25连接，从而带动侧摆滑块25运动，由于侧摆滑块25受侧摆导轨24的导向及限位作用，故侧摆伸缩驱动件22带动侧摆滑块25沿侧摆导轨24运动的同时，带动支承架27沿侧摆导轨24的方向直线移动，从而带动髋正摆模块整体沿侧摆导轨24的方向直线移动。
70.正摆伸缩驱动件32具体可以为电缸。正摆导轨34和正摆滑块35一一对应为一组，具体可以设置一组或两组，两组正摆导轨34和正摆滑块35分别设置于支承架27的上下两端，以实现正摆安装板33沿正摆导轨34的前后滑动。正摆伸缩驱动件32的活动端具体与正摆安装板33上的销轴连接，固定端与支承架27固定连接。正摆伸缩驱动件32的活动端外伸或回缩，作用于正摆安装板33以带动正摆安装板33运动，由于正摆安装板33与正摆滑块35连接，从而带动正摆滑块35运动，由于正摆滑块35受正摆导轨34的导向及限位作用，故正摆
伸缩驱动件32带动正摆滑块35沿正摆导轨34运动的同时，带动正摆安装板33沿正摆导轨34的方向直线移动，从而带动膝关节模块整体沿正摆导轨34的方向直线移动。该实施例中的三关节模组应用于足式机器人时，将侧摆伸缩驱动件22和侧摆导轨24与机身固定连接。
71.在第四个实施例中，请参阅图9-图10，髋侧摆模块包括侧摆电机21和固定连接于侧摆电机21的输出端的支承架27；髋正摆模块包括正摆伸缩驱动件32、正摆安装板33、正摆导轨34和正摆滑块35，正摆伸缩驱动件32的活动端与正摆安装板33连接，正摆伸缩驱动件32的固定端与支承架27固定连接，正摆导轨34固定于支承架27上，正摆滑块35连接于正摆导轨34上以沿正摆导轨34滑动，正摆导轨34与侧摆电机21的输出端的转动轴平行，膝关节电机11固定连接于正摆安装板33上。
72.该实施例与前述实施例中膝关节模块的结构相同，此处不再赘述，仅从髋侧摆模块和髋正摆模块进行说明。该实施例中，髋侧摆模块采用旋转式关节，髋正摆模块采用直线式关节。其中，正摆伸缩驱动件32具体可以为电缸。正摆导轨34和正摆滑块35一一对应为一组，具体可以设置一组或两组，两组正摆导轨34和正摆滑块35分别设置于支承架27的上下两端，以实现正摆安装板33沿正摆导轨34的前后滑动。侧摆电机21的输出端具体连接于支承架27的前端或后端。正摆伸缩驱动件32的活动端具体与正摆安装板33上的销轴连接，固定端与支承架27固定连接。正摆伸缩驱动件32的活动端外伸或回缩，作用于正摆安装板33以带动正摆安装板33运动，由于正摆安装板33与正摆滑块35连接，从而带动正摆滑块35运动，由于正摆滑块35受正摆导轨34的导向及限位作用，故正摆伸缩驱动件32带动正摆滑块35沿正摆导轨34运动的同时，带动正摆安装板33沿正摆导轨34的方向直线移动，从而带动膝关节模块整体沿正摆导轨34的方向直线移动。该实施例中的三关节模组应用于足式机器人时，将侧摆电机21和支承架27与机身固定连接。
73.基于上述实施例中提供的三关节模组，本发明还提供了一种足式机器人，该足式机器人包括上述实施例中任意一种三关节模组。由于该足式机器人采用了上述实施例中的三关节模组，所以该足式机器人的有益效果请参考上述实施例。
74.在第一个实施例中，请参阅图11，该足式机器人的三关节模组100采用上述三关节模组100的第一个实施例中的结构，将侧摆电机、正摆电机与机身200连接，具体通过侧摆电机的与输出端相对的另一端的连接法兰、正摆电机的侧面与机身200连接。
75.在第二个实施例中，请参阅图12，该足式机器人的三关节模组100采用上述三关节模组100的第二个实施例中的结构，将侧摆伸缩驱动件和侧摆导轨与机身200固定连接，具体将一组侧摆导轨远离侧摆滑块的一端、侧摆伸缩驱动件与机身200的大安装板连接，将另一组侧摆导轨与机身200的小安装板连接。
76.在第三个实施例中，请参阅图13，该足式机器人的三关节模组100采用上述三关节模组100的第三个实施例中的结构，将侧摆伸缩驱动件和侧摆导轨与机身200固定连接，具体将两组侧摆导轨分别安装于机身200前端或后端的大侧板和小侧板上，将侧摆伸缩驱动件通过自带的l型支架安装于机身200的前后端大侧板上。
77.在第四个实施例中，请参阅图14，该足式机器人的三关节模组100采用上述三关节模组100的第三个实施例中的结构，将侧摆电机和支承架与机身200固定连接，具体将侧摆电机的前端法兰和支承架的前端轴承安装于机身200上的相应的安装位。
78.上述各实施例中的足式机器人，具体可以为双足机器人、四足机器人、六足机器人
等。
79.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
80.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。