机器人及其行走机构的制作方法

1.本技术涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机器人及其行走机构。


背景技术：

2.随着技术的不断发展与更新，对机器人发挥微观尺寸上的精密操作的需求日益增长，基于压电原理的纳米微驱技术得到了大力发展，目前已广泛运用到医学、科研、航天、生产制造等各个高精尖领域，为人类在微观领域上的实验研究以及产品制造提供了有力的技术支撑。
3.压电驱动方式下，例如压电陶瓷驱动作为微观操作领域上的基本驱动方式，其利用的是压电陶瓷的逆压电效应，通过给压电陶瓷施加一个电场，使其在电场作用下产生一个微小的膨胀，其膨胀尺度通过精确控制电场可达亚纳米尺度，膨胀力大且响应快。
4.然而，现有的机器人的行走稳定性对加工精度和装配精度的依赖性高，导致加工和装配工艺复杂。


技术实现要素：

5.基于此，有必要提供一种机器人及其行走机构，以解决运行稳定性对加工精度和装配精度的依赖性高所导致的加工和装配工艺复杂的问题。
6.一方面，本技术提供一种行走机构，包括：
7.底板；
8.运动组件，包括连接件、边框、柔性体和压电驱动单元，所述连接件位于所述边框的内侧并与所述底板相连接，所述柔性体连接于所述连接件与所述边框之间，且所述边框与所述底板间隔设置，所述压电驱动单元设置于所述柔性体，当所述压电驱动单元上施加锯齿波电压时，所述压电驱动单元带动所述柔性体伸缩形变，且所述柔性体发生形变的速率随电压的变化速率的增加而增加。
9.在其中一个实施例中，所述底板和所述连接件其中之一设有定位槽，其中之另一设有定位柱，所述定位柱与所述定位槽相配合，使得所述连接件在水平方向限位于所述底板。
10.在其中一个实施例中，所述压电驱动单元还用于驱使所述柔性体产生对所述连接件进行扭转的扭矩，当所述柔性体随所述压电驱动单元发生形变的速率大于预设值时，所述柔性体经所述连接件带动所述底板在地面上旋转运动。
11.在其中一个实施例中，所述定位柱与所述定位槽转动配合，所述边框与所述底板之间设有粘滑摩擦组件，所述压电驱动单元还用于驱使所述柔性体产生对所述连接件进行扭转的扭矩，当所述柔性体发生形变的速率大于预设值时，所述柔性体带动所述边框以使得所述边框经所述粘滑摩擦组件带动所述底板在地面上旋转运动。
12.在其中一个实施例中，所述粘滑摩擦组件包括多组成对设置的摩擦球和摩擦片，所述摩擦球和所述摩擦片形成点面接触，且其中之一与所述边框相连接，其中之另一与所
述底板相连接。
13.在其中一个实施例中，所述底板的底面设有多个支撑脚，所述支撑脚用于将所述底板支撑于地面，所述支撑脚与所述摩擦球在所述底板上的投影位置相对。
14.在其中一个实施例中，所述压电驱动单元包括第一压电驱动单元和第二压电驱动单元，所述柔性体包括第一柔性体和第二柔性体，所述第一压电驱动单元用于驱使所述第一柔性体朝第一方向伸缩变形，所述第二压电驱动单元用于驱使所述第二柔性体朝第二方向伸缩变形，第一方向和第二方向为不同方向。
15.在其中一个实施例中，所述压电驱动单元包括还包括第三压电驱动单元和第四压电驱动单元，所述柔性体包括第三柔性体和第四柔性体，所述第三压电驱动单元用于驱使所述第三柔性体朝第一方向伸缩变形，且所述第三压电驱动单元经所述第三柔性体对所述边框的作用力方向与所述第一压电驱动单元经所述第一柔性体对所述边框的作用力方向相同，所述第四压电驱动单元用于驱使所述第四柔性体朝第二方向伸缩变形，且所述第四压电驱动单元经所述第四柔性体对所述边框的作用力方向与所述第二压电驱动单元经所述第二柔性体对所述边框的作用力方向相同。
16.在其中一个实施例中，所述第一柔性体、所述第二柔性体、所述第三柔性体和所述第四柔性体结构相同，且呈中心对称排布于所述连接件周侧。
17.在其中一个实施例中，所述柔性体包括第一连接梁、第二连接梁和安装框，所述第一连接梁连接于所述安装框与所述连接件之间，所述第二连接梁连接于所述安装框与所述边框之间，所述安装框用于安装压电驱动单元，且当所述压电驱动单元上施加锯齿波电压时，所述压电驱动单元驱使所述安装框弹性变形，使得所述安装框经所述第一连接梁和所述第二连接梁带动所述边框相对所述连接件移动。
18.在其中一个实施例中，所述安装框包括两间隔设置的安装块以及与弹性梁，所述压电驱动单元的伸缩方向上的两端分别与两个所述安装块相连接，所述弹性梁与两个所述安装块相连接，且当所述压电驱动单元上施加锯齿波电压时，所述压电驱动单元驱使两个所述安装块相互靠近或相互远离，以使得所述弹性梁产生形变。
19.在其中一个实施例中，所述第一连接梁和/或第二连接梁为弹片。
20.另一方面，本技术提供一种机器人，包括上述的行走机构。
21.在其中一个实施例中，包括摆动机构，所述摆动机构包括驱动组件和摆臂，所述驱动组件用于驱使所述摆臂相对所述底板上下偏摆运动。
22.在其中一个实施例中，包括壳罩，所述壳罩与所述边框相连接，所述壳罩开设有避空槽，所述驱动组件设置于所述壳罩围合的空间内，且所述摆臂从所述避空槽伸出所述壳罩。
23.上述机器人及其行走机构，由于压电驱动单元施加锯齿波电压时，可以使得柔性体发生形变，而电压的变化速率的增加，可以使得柔性体发生形变的速率增加，这样，行走机构在地面上行走过程中，在施加在压电驱动单元的锯齿波电压处于缓慢变化时，柔性体发生形变的速率慢，以带动边框相对连接件缓慢移动，继而连接件传递至底板的力微弱得可以忽略不计，此时底板与地面的静摩擦力使得彼此之间处于粘滞状态，最终使得边框相对底板移动，在锯齿波电压迅速变化时，即电压的变化速率增加，从而电压急剧跳变导致柔性体随压电驱动单元瞬间伸缩，从而激发连接件带动底板相对地面移动，以达到行走目的。
本实用新型的行走机构，由于运动组件的连接件和边框之间通过柔性体相连接，连接件与底板相连接，并使得边框与底板间隔，从而边框与底板之间在柔性体的作用下获得良好的自适应调节效果，减少了边框相对底板运行稳定性对加工精度和装配精度的依赖性，以降低加工和装配工艺复杂度。
附图说明
24.图1为本技术一实施例的机器人的行走机构的结构示意图；
25.图2为图1所示机器人的行走机构的局部断面结构示意图；
26.图3为图1所示机器人的行走机构的侧视示意图；
27.图4为另一实施方式的机器人的行走机构中，压电驱动单元施加一锯齿波电压信号时的行走原理示意图；
28.图5为一实施方式的机器人的行走机构中，压电驱动单元施加另一锯齿波电压信号时的行走原理示意图；
29.图6为图1所示机器人的行走机构中，运动组件移除压电驱动单元时的结构示意图；
30.图7为图6中a处的结构放大示意图；
31.图8为图1所示机器人的行走机构中，运动组件移除摩擦片时的结构示意图；
32.图9为图8中b处的结构放大示意图；
33.图10为图1所示机器人的行走机构中，底板的结构示意图；
34.图11为一实施例中的机器人移除行走机构时的结构示意图；
35.图12为一实施例中的机器人中，将行走机构的移动组件与壳罩相连接时的结构示意图；
36.图13为图12的仰视示意图；
37.图14为一实施例中的机器人中，摆动机构的结构示意图与壳罩相连接时的结构示意图；
38.图15为一实施例中的机器人的整体外观结构示意图；
39.图16为一实施例中的机器人的剖面结构示意图。
40.附图标号说明：
41.100、行走机构；
42.10、底板；10a、定位槽；10b、固定孔；
43.20、运动组件；
44.21、连接件；21a、定位柱；
45.22、边框；22a、安装槽；
46.23、柔性体；23a、第一柔性体；23b、第二柔性体；23c、第三柔性体；23d、第四柔性体；
47.231、第一连接梁；232、第二连接梁；233、安装框；233a、安装块；233b、弹性梁；233c、限位槽；
48.24、压电驱动单元；24a、第一压电驱动单元；24b、第二压电驱动单元； 24c、第三压电驱动单元；24d、第四压电驱动单元；
49.30、粘滑摩擦组件；31、摩擦球；32、摩擦片；
50.40、支撑脚；
51.200、摆动机构；210、驱动组件；211、转轴；212、轴承；213、驱动件； 220、摆臂；
52.300、壳罩；301、安装孔；302、维护窗口；303、端盖；304、避空槽；305、线槽。
具体实施方式
53.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
54.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
55.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
56.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连接”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连接，也可以通过中间媒介间接相连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
57.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
58.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
59.结合图1至图3所示，本技术提供一种行走机构100，包括底板10和运动组件20。该行走机构100作为机器人的重要结构，在行走时，运动组件20通过粘滑驱动的方式使得底板10在地面上移动。
60.具体地，运动组件20包括连接件21、边框22、柔性体23和压电驱动单元 24。连接件21位于边框22的内侧并与底板10相连接，且连接件21通过柔性体23与边框22相连，并使得
边框22与底板10间隔设置。这种结构设置下，柔性体23实现边框22与底板10之间的浮动连接，因此，边框22与底板10之间在柔性体23的作用下获得良好的自适应调节效果，从而减少了边框22相对底板10运行稳定性对加工精度和装配精度的依赖性，以降低加工和装配工艺复杂度。
61.需要说明的是，柔性体23产生变形时会驱使连接件21与边框22产生相对位移，这样便使得与连接件21相连接的底板10与边框22产生相对位移。且柔性体23驱使连接件21与边框22相对运动时，会对连接件21和边框22均产生惯性冲击力，由于连接件21与底板10相连接，从而柔性体23对连接件21所产生的惯性冲击力会传递至底板10。
62.可以理解地是，柔性体23发生形变的速率越快，产生的惯性冲击力越大，由此，可以通过调整柔性体23发生形变的速率来调整惯性冲击力的大小，使得惯性冲击力可以选择性地大于底板10与地面之间的静摩擦力。
63.具体地，在柔性体23迅速产生变形时，底板10在较大的惯性冲击力作用下克服与地面之间的静摩擦力，以实现底板10在地面上移动。在柔性体23缓慢的产生变形时，所产生的惯性冲击力微弱，几乎可以忽略，此时底板10与地面在彼此之间的静摩擦力作用下保持粘滞状态，而柔性体23缓慢变形过程中仍可以实现边框22与连接件21相对移动，继而出现边框22相对底板10移动而底板10相对地面保持静止。
64.压电驱动单元24作为动力源，其设置于柔性体23，当压电驱动单元24上施加锯齿波电压时，压电驱动单元24带动柔性体23伸缩形变，且柔性体23发生形变的速率随电压的变化速率的增加而增加，从而通过控制压电驱动单元24 的电压的变化速率，可以调整柔性体23发生形变的速率，以达到调整柔性体23 发生形变过程中对底板10的惯性冲击力。因此，对压电驱动单元24持续施加这种电压信号，可以实现行走机构100在地面上行走。
65.为了便于理解，下面仅以本技术的行走机构100的其中一种运动形态加以说明。
66.结合图4所示，图4中左侧为电压-时间的锯齿波电压信号，右侧为相应的行走机构100在锯齿波电压信号下的运动情况。压电驱动单元24所输入的锯齿波电压信号的每个周期均包含缓慢上升阶段和迅速下降阶段(为方便表述，图4 示出迅速下降阶段为电压由最大电压瞬间减少至0，可以理解为对压电驱动单元 24进行断电)。
67.其中，在缓慢上升阶段，电压缓慢增加至最大值，由于电压的变化缓慢，柔性体23随压电驱动单元24产生形变的速率小，从而柔性体23经连接件21 传递至底板10的惯性冲击力可忽略不计，此时，底板10与地面在彼此之间的静摩擦力作用下保持粘滞状态，柔性体23缓慢变形过程中驱使边框22相对连接件21产生位移d1。由于连接件21与底板10相连而保持于地面静止，从而此时，边框22相对地面也产生位移d1。
68.继续参阅图4所示，在迅速下降阶段，电压从最大电压迅速下降至0，从而使得柔性体23随压电驱动单元24产生形变的速率瞬间增大，从而柔性体23对连接件21和边框22产生较大惯性冲击力，使得连接件21带动底板10沿地面移动的同时，边框22相对连接件21回复至初始位置(即底板10与边框22回复至初始位置)，由于柔性体23对边框22也具有惯性冲击力，迫使边框22相对地面产生一个反方向的位移d2，因此，行走机构100整体相对地面移动的位移为d1减去d2，即在一个电压周期内，行走机构100行走的一个步距为d
1-d2。由此，在压电驱动单元24上持续施加锯齿波电压时，行走机构100将重复上述过程而实现连续的运动，而由于利用压电驱动单元24带动柔性体23形变的方式来实现行走机构100行走时，行走机
构100一个周期内的行走位移极小，继而利用该行走机构100的机器人可以实现精确控制行走精度。
69.在一些实施方式中，压电驱动单元24采用压电陶瓷，其位移的分辨率高，可以达到纳米级，这样，行走机构100采取粘滑驱动原理下可以做到纳米甚至是亚纳米级的行走精度。
70.需要说明的是，在其他实施方式中，压电驱动单元24所输入的锯齿波电压信号，也可以是先经历迅速上升阶段和缓慢下降阶段。
71.例如，结合图5所示，图5中左侧为电压-时间的锯齿波电压信号，右侧为相应的行走机构100在锯齿波电压信号下的运动情况。与图4不同的是锯齿波电压信号的波形不同，具体地，压电驱动单元24所输入的锯齿波电压信号的每个周期均包含迅速上升阶段和缓慢下降阶段。其中，在迅速上升阶段，电压迅速增加至最大值，此时，柔性体23随压电驱动单元24产生形变的速率大，从而分别使得边框22和底板10相对地面发生位移m1和位移m2,可理解地，由于柔性体23连接在边框22和连接件21之间，从而边框22和底板10相对地面所产生的位移的方向不同，且位移m1的绝对值和位移m2的绝对值的和，与柔性体23 随压电驱动单元24在运动方向上的形变量一致。基于此，在边框22的重量远远大于底板10的重量，或者边框22上连接有机器人的其他结构而远远重于底板10时，柔性体23作用于边框22上的舜间惯性冲击力不足以驱使边框22相对地面移动，此时边框22相对地面发生位移m1接近于0，这样底板10相对于地面移动的位移m2接近柔性体23随压电驱动单元24在运动方向上的形变量，继而尽可能地将压电驱动单元24的作用力用于实现底板10相对地面移动，提高驱动效率。
72.继续参阅图5所示，在缓慢下降阶段，电压由最大电压缓慢下降至0，由于电压的变化缓慢，柔性体23随压电驱动单元24产生形变的速率小，从而柔性体23经连接件21传递至底板10的惯性冲击力可忽略不计，此时，底板10与地面在彼此之间的静摩擦力作用下保持粘滞状态，柔性体23缓慢变形过程中驱使边框22相对连接件21移动使得边框22相对底板10恢复至原来状态，最终实现了行走机构100整体行走了位移m2。
73.需要说明的是，图4和图5仅是为了便于理解，从行走机构100相对地面单向移动进行说明。在其他实施方式中，通过合理配置多个压电驱动单元24以及对应的柔性体23，可以使得行走机构100可以在地面上向任意的方向行走或转动。
74.例如，结合图1和图2所示，以行走机构100的运动组件20包括4个压电驱动单元24为例，为了便于说明，将4个压电驱动单元定义为第一压电驱动单元24a、第二压电驱动单元24b、第三压电驱动单元24c和第四压电驱动单元24d。相应地，柔性体23包括第一柔性体23a、第二柔性体23b、第三柔性体23c和第四柔性体23d。第一压电驱动单元24a、第二压电驱动单元24b、第三压电驱动单元24c和第四压电驱动单元24d分别安装于第一柔性体23a、第二柔性体 23b、第三柔性体23c和第四柔性体23d。
75.该实施方式中，第一压电驱动单元24a用于驱使第一柔性体23a朝第一方向伸缩变形，继而使得边框22相对连接件21在第一方向移动，第二压电驱动单元24b用于驱使第二柔性体23b朝第二方向伸缩变形，继而使得边框22相对连接件21在第二方向移动，第一方向和第二方向为不同方向，例如，第一方向和第二方向为水平面上的相互垂直的两个方向。
76.需要说明的是，第三压电驱动单元24c用于驱使第三柔性体23c朝第一方向伸缩变形，且第三压电驱动单元24c经第三柔性体23c对边框22的作用力方向与第一压电驱动单元
24a经第一柔性体23a对边框22的作用力方向相同，这样便可以增加驱动力，提高行走机构100的行走效率。
77.相应地，第四压电驱动单元24d用于驱使第四柔性体23d朝第二方向伸缩变形，且第四压电驱动单元24d经第四柔性体23d对边框22的作用力方向与第二压电驱动单元24b经第二柔性体23b对边框22的作用力方向相同，这样便可以增加驱动力，提高行走机构100的行走效率。
78.在一些实施方式中，第三压电驱动单元24c和第四压电驱动单元24d及其相应的第三柔性体23c和第四柔性体23d可以省略。只需利用第一压电驱动单元24a和第二压电驱动单元24b及相应的第一柔性体23a和第二柔性体23b就能满足行走机构100在地面上的任意方向行走的需要。
79.在行走机构100包括4个柔性体23的实施方式中，具体地，柔性体23包括第一柔性体23a、第二柔性体23b、第三柔性体23c和第四柔性体23d结构的实施方式中，这些柔性体23可以采取相同结构，且呈中心对称排布于连接件21 周侧，从而使得连接件21与边框22的各方向受力均衡，有利于提高边框22相对底板10的自适应调节性能，减少了边框22相对底板10运行稳定性对加工精度和装配精度的依赖性，以降低加工和装配工艺复杂度。
80.继续参阅图1所示，基于第一柔性体23a、第二柔性体23b、第三柔性体23c 和第四柔性体23d呈中心对称排布于连接件21周侧，因此，可以对设于第一柔性体23a的第一压电驱动单元24a，以及对设于第三柔性体23c的第三压电驱动单元24c施加不同的锯齿波电压信号，以确保第三压电驱动单元24c经第三柔性体23c对边框22的作用力方向与第一压电驱动单元24a经第一柔性体23a对边框22的作用力方向相同，以实现对边框22相对连接件21同向驱动，达到驱动力同向叠加的效果，从而提高行走机构100的行走效率。例如，第一压电驱动单元24a上施加如图4示出的锯齿波电压信号，即在一个电压周期内，电压先经历缓慢上升阶段，再经历迅速下降阶段。第三压电驱动单元24c上施加如图5示出的锯齿波电压信号，即在一个电压周期内，电压先经历迅速上升阶段，再经历缓慢下降阶段。在持续输入电压信号时，作用于第一压电驱动单元24a 的电压处于缓慢上升阶段，与作用于第三压电驱动单元24c的电压处于缓慢下降阶段相对应，这样，基于第一压电驱动单元24a和第三压电驱动单元24c上所施加的电压均缓慢变化，从而产生的惯性冲击力极小，可忽略不计，此时，底板10于地面在彼此之间的静摩擦力作用下保持粘滞状态。由于第一压电驱动单元24a和第三压电驱动单元24c及相应的柔性体23分别位于连接件21的两侧，从而作用于第一压电驱动单元24a的电压处于缓慢上升阶段(随着电压的增大，第一柔性体23a随第一压电驱动单元24a伸展)，以及作用于第三压电驱动单元24c的电压处于缓慢下降阶段(随着电压的下降，第三柔性体23c随第三压电驱动单元24c收缩)，驱使边框22相对连接件21单向移动。相应地，在持续输入电压信号时，作用于第一压电驱动单元24a的电压处于迅速下降阶段，与作用于第三压电驱动单元24c的电压处于迅速上升阶段相对应。这样对底板10产生一个较大的惯性冲击力，从而实现行走机构100在地面上单向移动，为了便于后续方案的描述，将该情况下的行走机构100的单向移动定义为“沿第一方向的正向运动”。
81.需要说明的是，由于柔性体23随相应的压电驱动单元24上所施加的电压值的大小相关，例如，电压值上升时，柔性体23随相应的压电驱动单元24伸展，相应地，电压值下降时，柔性体23随相应的压电驱动单元24收缩。因此，可以对调施加于第一压电驱动单元24a
和第三压电驱动单元24c上的锯齿波电压，即第三压电驱动单元24c上施加如图4示出的锯齿波电压信号，即在一个电压周期内，电压先经历缓慢上升阶段，再经历迅速下降阶段。第一压电驱动单元24a上施加如图5示出的锯齿波电压信号，即在一个电压周期内，电压先经历迅速上升阶段，再经历缓慢下降阶段。这样，第三柔性体23c和第一柔性体23a的伸缩时机对调，继而使得行走机构100的运动方向相反，确切的说，该情况下的行走机构100沿第一方向反向运动。
82.需要说明的是，在行走机构100沿第一方向行走时，第二压电驱动单元24b 和第四压电驱动单元24d可以时处于不通电压或者电压值恒定的状态，从而使得行走机构100不会沿第二方向产生位移。同理，在行走机构100沿第二方向行走时，只需要对第二压电驱动单元24b和第四压电驱动单元24d施加类似上述的第一压电驱动单元24a和第三压电驱动单元24c上的锯齿波电压，而将第一压电驱动单元24a和第三压电驱动单元24c置于不通电压或者电压值恒定的状态即可。例如，在一些实施方式中，在第二压电驱动单元24b上施加如图4 示出的锯齿波电压信号，第四压电驱动单元24d上施加如图5示出的锯齿波电压信号时，则行走机构100沿第二方向运动。其中，如果定义此情况下的行走机构100沿第二方向的正向运动，那么，在第四压电驱动单元24d上施加如图4 示出的锯齿波电压信号，第二压电驱动单元24b上施加如图5示出的锯齿波电压信号时，则行走机构100沿第二方向反向运动。
83.结合图6和图7所示，柔性体23包括第一连接梁231、第二连接梁232和安装框233，第一连接梁231连接于安装框233与连接件21之间，第二连接梁 232连接于安装框233与边框22之间，安装框233用于安装压电驱动单元24，且当压电驱动单元24上施加锯齿波电压时，压电驱动单元24驱使安装框233 弹性变形，使得安装框233经第一连接梁231和第二连接梁232带动边框22相对连接件21移动。
84.在一些实施方式中，安装框233包括两间隔设置的安装块233a以及与弹性梁233b，压电驱动单元24的伸缩方向上的两端分别与两个安装块233a相连接，弹性梁233b与两个安装块233a相连接，且当压电驱动单元24上施加锯齿波电压时，压电驱动单元24驱使两个安装块233a相互靠近或相互远离，以使得弹性梁233b产生形变。
85.进一步地，第一连接梁231和/或第二连接梁232为弹片，以获得更好的变形能力。
86.结合图8和图9所示，两安装块233a上设置有限位槽233c，安装于安装框 233的压电驱动单元24的端部(即压电驱动单元24运动方向上的两端部)卡设于对应的安装块233a的限位槽233c，从而利用限位槽233c来提高压电驱动单元24在安装框233内的安装稳定性，即使压电驱动单元24施加电压产生形变，也不容易从安装块233a脱落。
87.结合图8和图10所示，底板10和连接件21其中之一设有定位槽10a，其中之另一设有定位柱21a，定位柱21a与定位槽10a相配合(参阅图2所示)，使得连接件21在水平方向限位于底板10，从而柔性体23能够经连接件21向底板10传递惯性冲击力，从而在压电驱动单元24上施加的电压急剧变化时，底板10受到的惯性冲击力足够克服底板10与地面之间的静摩擦力，实现底板10 在地面上移动，最终达到行走机构100在地面上行走的效果。
88.在一些实施方式中，压电驱动单元24还用于驱使柔性体23产生对连接件 21进行扭转的扭矩，当柔性体23随压电驱动单元24发生形变的速率大于预设值时，柔性体23经连接件21带动底板10在地面上旋转运动，实现行走机构100 的旋转运动。
89.在一些实施方式中，结合图2和图3所示，定位柱21a与定位槽10a转动配合，边框22
与底板10之间设有粘滑摩擦组件30，压电驱动单元24还用于驱使柔性体23产生对连接件21进行扭转的扭矩，当柔性体23发生形变的速率大于预设值时，柔性体23带动边框22以使得边框22经粘滑摩擦组件30带动底板10在地面上旋转运动。
90.为了便于理解，以图1示出的行走机构100为例，压电驱动单元24包括第一压电驱动单元24a、第二压电驱动单元24b、第三压电驱动单元24c和第四压电驱动单元24d，柔性体23包括第一柔性体23a、第二柔性体23b、第三柔性体 23c和第四柔性体23d，第一压电驱动单元24a、第二压电驱动单元24b、第三压电驱动单元24c和第四压电驱动单元24d分别安装于第一柔性体23a、第二柔性体23b、第三柔性体23c和第四柔性体23d。
91.在需要行走机构100水平旋转运动时，对第一压电驱动单元24a、第二压电驱动单元24b、第三压电驱动单元24c和第四压电驱动单元24d均施加锯齿波电压信号。
92.当水平正向旋转运动时，这四个压电驱动单元24的波形可参考图4示出的锯齿波电压信号，四个压电驱动单元24上施加的电压缓慢升高，粘滑摩擦组件 30作用至底板10的惯性冲击力较小，底板10与地面彼此间的静摩擦力使得底板10相对地面处于粘滞状态，边框22相对连接件21旋转，使得位于边框22 中部的连接件21的四个柔性体23受力会扭动；在电压达到最大值，迅速降低至0，从而依据粘滑运动的原理，连接件21恢复至原状，由粘滑摩擦组件30驱使底板10在地面上旋转运动。
93.同理，当水平反向旋转运动时，这四个压电驱动单元24的波形可参考图5 示出的锯齿波电压信号，四个压电驱动单元24上施加的电压急剧升高，由粘滑摩擦组件30驱使底板10在地面上旋转运动。在电压达到最大值，缓慢下降过程中，粘滑摩擦组件30作用至底板10的惯性冲击力较小，底板10与地面彼此间的静摩擦力使得底板10相对地面处于粘滞状态，此时，边框22相对连接件 21缓慢恢复至原状。
94.需要说明的是，在一些实施方式中，粘滑摩擦组件30包括多组成对设置的摩擦球31和摩擦片32，摩擦球31和摩擦片32形成点面接触，且其中之一与边框22相连接，其中之另一与底板10相连接。
95.以摩擦球31设置于底板10为例，结合图9所示，底板10上开设由若干个固定孔10b，多个摩擦球31对应地固定于多个固定孔10b。相应地，结合图6 和图8所示，边框22设置有若干个安装槽22a，多个摩擦片32对应地设置于多个安装槽22a。
96.在一些实施方式中，结合图3所示，底板10的底面设有多个支撑脚40，支撑脚40用于将底板10支撑于地面，支撑脚40与摩擦球31在底板10上的投影位置相对，以便粘滑摩擦组件30带动底板10相对地面转动时，能够更多地向支撑脚40传递旋转惯性冲击力，以提升旋转运动的驱动效率。
97.基于上述的行走机构100，本技术提供一种包括上述行走机构100的机器人，从而利用行走机构100的平移运动或旋转运动，满足机器人的运动需要。
98.进一步地，结合图11所示，机器人还包括摆动机构200，摆动机构200包括驱动组件210和摆臂220，驱动组件210用于驱使摆臂220相对底板10上下偏摆运动，这样机器人不仅可以实现平面三个维度的运动，如沿第一方向平移运动、沿第二方向平移运动或平面上的旋转运动；而且可以利用摆臂220相对底板10的上下偏摆运动，实现竖直面上的自由动作，从而在摆臂220的末端可安装其余功能部件在水平面的垂直方向上实现竖直运动。
99.结合图11至图13所示，机器人包括壳罩300，壳罩300与边框22相连接，例如，边框
22和壳罩300对应位置开设安装孔301，利用螺钉或螺丝等锁紧件将边框22固定于壳罩300。对于边框22于壳罩300之间的连接方式，在此不做限定。例如，在其他实施方式中，边框22通过卡接与壳罩300配合，或者，边框22与壳罩300通过胶水连接在一起。
100.结合图14所示，驱动组件210包括转轴211、轴承212以及驱动件213，摆臂220与转轴211垂直连接，转轴211的两端分别通过轴承212与壳罩300 相连接，并在驱动件213的驱使下相对壳罩300转动，从而使得转轴211带动摆臂220相对壳罩300上下摆动。
101.进一步地，壳罩300对应其中至少一个轴承212的位置开设有维护窗口302，以便对摆动机构200进行维护，例如，通过在维护窗口302处向轴承212添加润滑油。需要说明的是，如图15所示，维护窗口302处通过端盖303进行遮挡，以便在不需要维护时，端盖303遮挡维护窗口302，避免轴承212外露，以维持机器人的整体外观美感。
102.结合图15和图16所示，壳罩300开设有避空槽304，驱动组件210设置于壳罩300围合的空间内，且摆臂220从避空槽304伸出壳罩300，以利用避空槽 304为摆臂220的上下偏摆运动提供必要的避空空间，避免对摆臂220的运动产生干涉。
103.需要说明的是，驱动件213作为驱使摆臂220偏摆运动的动力源，可以是微型马达，也可以是其他旋转驱动件，只要能够适应摆臂220在竖直面偏摆运动即可。
104.在一些实施方式中，壳罩300上设置有线槽305，用于走线，以便布置导线将压电驱动单元24或驱动件电性连接至电源或控制电路板等元件。
105.线槽305的位置不限，可以是位于壳罩300的顶部，也可以是位于壳罩300 的侧面。
106.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
107.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。