基于吊臂合页式关节的全电机驱动绳驱机械腿

1.本发明涉及移动机器人技术领域，尤其涉及基于吊臂合页式关节的全电机驱动绳驱机械腿。


背景技术：

2.当前移动机器人的运动机构主要采用轮式机构、履带式机构、足式(或腿式)机构以及它们的复合机构等形式。然而，在航天航空或军事运输领域中，轮式机器人难以充分满足复杂环境条件下的应用需求，而且越障方面的表现极差。履带式机器人有较强的环境适应能力，但是能耗相当的大，使用范围也相当有限。因此，足式机器人就逐渐凸显出其优越性，对环境的要求较低，有较强的越障能力，能耗适中，但是运动控制方面具有一定的复杂性。
3.随着移动机器人技术的不断发展，足式机器人的种类颇多，如能够360度折叠的轻质量超长太空机械臂或应用于载物的液压驱动机械腿，但上述两种机械臂形式中，轻质量超长天空机械臂360度折叠的关节无法承受较大的剪切力，不适用于有重负载需求的机器人，而液压驱动机械腿，则体积和重量过大，越障能力差，且非纯电动而导致充能过程较为繁琐，仅能实现机器人慢速移动，这无疑极大的限制了足式机器人的应用场景。
4.考虑到复杂环境下负载作业的移动机器人系统的功能需求，在负载越障的同时可以保持一定的灵活移动速度，因此需要一种更加通用的机械腿结构，更便于实现越障和负载。


技术实现要素：

5.本发明提供基于吊臂合页式关节的全电机驱动绳驱机械腿，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
6.本发明的技术方案为基于吊臂合页式关节的全电机驱动绳驱机械腿，包括：基板；大腿架，所述大腿架的第一端转动连接所述基板上；小腿架，所述小腿架的第一端转动连接在大腿架的第二端上；吊臂，所述吊臂与小腿架的第一端同轴转动连接在大腿架的第二端上，且所述吊臂具有沿大腿架第二端摆动方向的第一端和第二端；大腿驱动机构，所述大腿驱动机构包括分别与基板沿大腿架摆动方向的第一端和第二端连接的第一绳索和第二绳索以及用于收放所述第一绳索和第二绳索的第一绞绳组件，所述第一收绳组件设置在大腿架上；吊臂驱动机构，所述吊臂驱动机构包括分别与吊臂的第一端和第二端连接的第三绳索和第四绳索以及用于收放所述第三绳索和第四绳索的第二绞绳组件，所述第二绞绳组件设置在大腿架上；小腿驱动机构，所述小腿驱动机构包括分别与吊臂的第一端和第二端连接的第五绳索和第六绳索以及用于收放所述第五绳索和第六绳索的第三绞绳组件，所述第三绞绳组件设置在小腿架上；足部，所述足部与小腿架的第二端连接；其中，所述小腿架的摆动方向与大腿架的摆动方向在同一平面上平行。
7.进一步，所述第一绞绳组件包括：输出轴上具有第一绞盘的第一电机，所述第一电
机连接在大腿架上，且所述第一绳索的端部固定于第一绞盘上，并且经过缠绕后连接至所述基板的第一端；输出轴上具有第二绞盘的第二电机，所述第二电机连接在大腿架上，且所述第二绳索的端部固定于第二绞盘上，并且经过缠绕后连接至所述基板的第二端；所述第二绞绳组件包括：输出轴上具有第三绞盘的第三电机，所述第三电机连接在大腿架上，且所述第三绳索的端部固定于第三绞盘上，并且经过缠绕后连接至所述吊臂的第一端；输出轴上具有第四绞盘的第四电机，所述第四电机连接在大腿架上，且所述第四绳索的端部固定于第四绞盘上，并且经过缠绕后连接至所述吊臂的第二端；所述第三绞绳组件包括：输出轴上具有第五绞盘的第五电机，所述第五电机连接在小腿架上，且所述第五绳索的端部固定于第五绞盘上，并且经过缠绕后连接至所述吊臂的第一端；输出轴上具有第六绞盘的第六电机，所述第六电机连接在小腿架上，且所述第六绳索的端部固定于第六绞盘上，并且经过缠绕后连接至所述吊臂的第二端。
8.进一步，所述第一电机的输出轴和第二电机的输出轴同轴设置，且所述第一电机和第二电机均连接在大腿架的第二端上；所述第三电机的输出轴和第四电机的输出轴同轴设置，且所述第三电机和第四电机均连接在大腿架的第一端上；所述第五电机的输出轴和第六电机的输出轴同轴设置，且所述第五电机和第六电机均连接在小腿架的第二端上。
9.进一步，所述大腿驱动机构还包括分别设置在基板的第一端和第二端上的两第一定滑轮组，所述第一绳索绕过基板第一端的第一定滑轮组后与大腿架第二端的第一固定部固定连接，所述第二绳索绕过基板第二端的第一定滑轮组后与大腿架第二端的第二固定部固定连接；所述吊臂驱动机构还包括分别设置在吊臂的第一端和第二端上的两第二定滑轮组，所述第三绳索绕过吊臂第一端的第二定滑轮组后与大腿架第一端的第三固定部固定连接，所述第四绳索绕过吊臂第二端的第二定滑轮组后与大腿架第一端的第四固定部固定连接；所述小腿驱动机构还包括分别设置在吊臂的第一端和第二端上的两第一定滑轮组，所述第五绳索绕过吊臂第一端的第一定滑轮组后与小腿架第二端的第五固定部固定连接，所述第六绳索绕过吊臂第二端的第一定滑轮组后与小腿架第二端的第二固定部固定连接。
10.进一步，所述基板的第一端和第二端上分别设有滑轮座，所述滑轮座上设置有第一滑轮轴，所述第一定滑轮组转动连接在第一滑轮轴上；所述吊臂的第一端和第二端上分别设有第二滑轮轴，所述吊臂第一端和第二端上的第一定滑轮组以及第二定滑轮组转动连接在第二滑轮轴上；其中，所述第一滑轮轴和第二滑轮轴的轴向与大腿架摆动轴的轴向相同。
11.进一步，所述第一滑轮轴上设置有第一环槽，所述第二滑轮轴上沿轴向设置有三个第二环槽；所述第一定滑轮组包括：通过第一环部转动连接第一环槽或中间第二环槽的第一定滑轮支架，转动设置在所述第一定滑轮支架上的第一定滑轮；所述第二定滑轮组包括：通过两第二环部转动连接头尾两第二环槽的第二定滑轮支架，转动设置在所述第二定滑轮支架上的两个第二定滑轮，两个第二定滑轮沿第二滑轮轴的轴向分布；其中，所述第一定滑轮和第二定滑轮的外径相等。
12.进一步，所述第一绞盘、第二绞盘、第三绞盘、第四绞盘、第五绞盘及第六绞盘的转动方向与大腿架的摆动大腿架及小腿架的摆动方向在同一平面上平行；所述第一定滑轮和第二定滑轮的转动方向与大腿架的摆动大腿架及小腿架的摆动方向在同一平面上垂直。
13.进一步，所述第一绞盘及第二绞盘之间的距离和第五绞盘及第六绞盘之间的距离
相等；所述第一绞盘及第二绞盘之间的距离小于第三绞盘和第四绞盘之间的距离。
14.进一步，所述基板上设置有转动座；所述转动座上设置有大腿轴，所述大腿架的第一端与大腿轴转动连接；所述大腿架和小腿架之间设有合页部，所述合页部包括：设置在所述吊臂上的合页轴；第一端分别转动连接在所述合页轴上的大腿合页及小腿合页，所述大腿架的第二端和大腿合页固定连接，所述小腿架的第一端与小腿合页固定连接。
15.进一步，所述吊臂上还固定连接有抗扭支架，所述合页轴的两端分别通过合页轴盖与抗扭支架固定连接；所述吊臂上还设置有加强筋，所述抗扭支架的两侧通过配合槽与加强筋配合；所述抗扭支架的两侧还通过抗扭固定件与吊臂锁紧固定。
16.本发明的有益效果为：
17.通过大腿驱动结构、吊臂驱动结构和小腿驱动结构中绞绳组件位置及绳索的配合，以及吊臂结构的设置，有效分散机械腿的整体负荷，增加机械腿的各关节力矩输出，有效提升机械腿的负载越障能力，而绞绳组件避开关节位置设置，提升电机扭矩的利用效率，能够快速便捷地更换维修，简化机械腿的关节结构，提高关节的抗剪切性能，且绳驱的驱动方式耐用度高，从而使足式机器人的能适应更多的应用场景。
附图说明
18.图1是本发明实施例1的立体图。
19.图2是本发明实施例1中具有大腿驱动结构的大腿架和基板的部分立体图。
20.图3是本发明实施例1中具有大腿驱动结构的大腿架和基板在另一视觉的部分立体图。
21.图4是本发明实施例1中具有吊臂驱动结构的大腿架和吊臂的部分立体图。
22.图5是本发明实施例1中具有吊臂驱动结构的大腿架和吊臂在另一视觉的部分立体图。
23.图6是本发明实施例1中具有小腿驱动结构的小腿架和吊臂的部分立体图。
24.图7是本发明实施例1中具有小腿驱动结构的小腿架和吊臂在另一视觉的部分立体图。
25.图8是本发明实施例1和实施例2中基板部分的立体图。
26.图9是本发明实施例1和实施例2中吊臂和合页部的部分结构分解图。
27.图10是本发明实施例1和实施例2中第一定滑轮组的立体图。
28.图11是本发明实施例1和实施例2中第二定滑轮组的立体图。
29.图12是本发明实施例2中第一弹性补偿动滑轮组的立体图。
30.图13是本发明实施例2中第二弹性补偿动滑轮组的立体图。
31.图14是本发明实施例2的立体图。
32.图15是本发明实施例2中具有大腿驱动结构的大腿架和基板的部分立体图。
33.图16是本发明实施例2中具有大腿驱动结构的大腿架和基板在另一视觉的部分立体图。
34.图17是本发明实施例2中具有吊臂驱动结构的大腿架和吊臂的部分立体图。
35.图18是本发明实施例2中具有吊臂驱动结构的大腿架和吊臂在另一视觉的部分立体图。
36.图19是本发明实施例2中具有小腿驱动结构的小腿架和吊臂的部分立体图。
37.图20是本发明实施例2中具有小腿驱动结构的小腿架和吊臂在另一视觉的部分立体图。
具体实施方式
38.以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右、顶、底等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。
40.此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
41.应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。
42.参照图1至图7，在本发明的实施例1中，根据本发明的基于吊臂合页式关节的全电机驱动绳驱机械腿，包括：基板100；大腿架200，所述大腿架200的第一端转动连接所述基板100上；小腿架300，所述小腿架300的第一端转动连接在大腿架200的第二端上；吊臂400，所述吊臂400与小腿架300的第一端同轴转动连接在大腿架200的第二端上，且所述吊臂400具有沿大腿架200第二端摆动方向的第一端和第二端；大腿驱动机构500，所述大腿驱动机构500包括分别与基板100沿大腿架200摆动方向的第一端和第二端连接的第一绳索540和第二绳索594以及用于收放所述第一绳索540和第二绳索594的第一绞绳组件，所述第一收绳组件设置在大腿架200上；吊臂驱动机构600，所述吊臂驱动机构600包括分别与吊臂400的第一端和第二端连接的第三绳索640和第四绳索694以及用于收放所述第三绳索640和第四绳索694的第二绞绳组件，所述第二绞绳组件设置在大腿架200上；小腿驱动机构700，所述小腿驱动机构700包括分别与吊臂400的第一端和第二端连接的第五绳索740和第六绳索791以及用于收放所述第五绳索740和第六绳索791的第三绞绳组件，所述第三绞绳组件设置在小腿架300上；足部900，所述足部900与小腿架300的第二端连接；其中，所述小腿架300的摆动方向与大腿架200的摆动方向在同一平面上平行。通过大腿驱动结构、吊臂400驱动结构和小腿驱动结构中绞绳组件位置及绳索的配合，以及吊臂400结构的设置，有效分散机械腿的整体负荷，从而放大各绞绳组件的输出力矩，增加机械腿的各关节力矩输出，有效提升机械腿的负载越障能力，而绞绳组件避开关节位置设置，能够快速便捷地更换维修，简化机械腿的关节结构，提高关节的抗剪切性能，且绳驱的驱动方式耐用度高，从而使足式机器人的能适应更多的应用场景。
43.具体而言，在机械腿工作时，第一绞绳组件能维持第一绳索540和第二绳索594保持紧绷状态，第二绞绳组件维持第三绳索640和第四绳索694保持紧绷状态，第三绞绳组件能够维持第五绳索740和第六绳索791保持紧绷状态，使各段绳索的张进程度一致，确保大腿架200和小腿架300的精准幅度摆动，有利于机器人的细微操作，且由于绳索本身具有一定的延展缓冲性能，在机械腿与地面接触时，机械腿上的各绳索能起到吸收地面冲击，提供减震效果的作用，确保电子设备维持在平稳的工作环境中。
44.在本实施例中，设置基板100的第一端和第二端沿大腿架200第一端转动连接基板100的摆动轴对称，实现大腿机构在驱动大腿架200在基板100上沿正反方向摆动所输出的力矩相同，吊臂400的第一端和第二端沿小腿架300第一端转动连接大腿架200第二端的摆动轴中心对称，实现吊臂驱动机构600在驱动吊臂400在大腿架200的第二端沿正反方向摆动所输出的力矩相同，以及小腿驱动机构700驱在大腿架200的第二端沿正反方向摆动所输出的力矩相同，确保大腿架200和小腿架300线性摆动，确保载物平顺性。
45.需要提及的是，足部900能够根据机械腿的使用场景进行拆解更换，以适应不同的使用场合。
46.参照图2和图3，为精准地控制每段绳索的张紧度，所述第一绞绳组件包括：输出轴上具有第一绞盘520的第一电机510，所述第一电机510连接在大腿架200上，且所述第一绳索540的端部固定于第一绞盘520上，并且经过缠绕后连接至所述基板100的第一端；输出轴上具有第二绞盘580的第二电机570，所述第二电机570连接在大腿架200上，且所述第二绳索594的端部固定于第二绞盘580上，并且经过缠绕后连接至所述基板100的第二端；参照图4和图5，所述第二绞绳组件包括：输出轴上具有第三绞盘620的第三电机610，所述第三电机610连接在大腿架200上，且所述第三绳索640的端部固定于第三绞盘620上，并且经过缠绕后连接至所述吊臂400的第一端；输出轴上具有第四绞盘680的第四电机670，所述第四电机670连接在大腿架200上，且所述第四绳索694的端部固定于第四绞盘680上，并且经过缠绕后连接至所述吊臂400的第二端；参照图6和图7，所述第三绞绳组件包括：输出轴上具有第五绞盘720的第五电机710，所述第五电机710连接在小腿架300上，且所述第五绳索740的端部固定于第五绞盘720上，并且经过缠绕后连接至所述吊臂400的第一端；输出轴上具有第六绞盘760的第六电机750，所述第六电机750连接在小腿架300上，且所述第六绳索791的端部固定于第六绞盘760上，并且经过缠绕后连接至所述吊臂400的第二端。具体而言，单独的电机控制每段绳索，使得机械腿的大腿架200、吊臂400和小腿架300在折叠摆动范围内的任何角度下，各段绳索均保持紧绷状态，每组绞绳组件中的其中一个电机进行第一时针方向转动对绳索进行回收时，该组绞绳组件中的另一个电机则进行相反的第二时针方向转动对另一摆动方向的绳索进行外放，补偿绳索总长度，且在这过程中摆动方向两边的绳索均保持紧绷，提升运行的稳定性。且通过纯电动模块的驱动设计，能够实现快速排查故障并检修更换，提高工作效率。
47.参照图1至图7，为在不改变每组绞绳组件内电机的输出功率的同时，增加每组绞绳组件内的电机的输出力矩，所述第一电机510的输出轴和第二电机570的输出轴同轴设置，且所述第一电机510和第二电机570均连接在大腿架200的第二端上，远离大腿架200的第一端在基板100上的摆动轴，使第一电机510和第二电机570的力矩输出达到最大；所述第三电机610的输出轴和第四电机670的输出轴同轴设置，且所述第三电机610和第四电机670
均连接在大腿架200的第一端上，远离吊臂400在大腿架200的第二端的摆动轴，使第三电机610和第四电机670的力矩输出达到最大；所述第五电机710的输出轴和第六电机750的输出轴同轴设置，且所述第五电机710和第六电机750均连接在小腿架300的第二端上，远离小腿架300的第一端的摆动轴，使第三电机610和第四电机670的力矩输出达到最大，且第一绳索540和第三绳索640交错，第二绳索594和第四绳索694交错。具体地，每组绞绳组件内同轴设计的两电机，能确保该组绞绳组件内两电机的输出力矩平衡一致，使各段绳索受力更均匀，提高整体使用寿命。
48.为了使各绳索更容易地被弯折以便收放，参照图2和图3，所述大腿驱动机构500还包括分别设置在基板100的第一端和第二端上的两第一定滑轮组550，所述第一绳索540绕过基板100第一端的第一定滑轮组550后与大腿架200第二端的第一固定部210固定连接，所述第二绳索594绕过基板100第二端的第一定滑轮组550后与大腿架200第二端的第二固定部220固定连接；参照图4和图5，所述吊臂驱动机构600还包括分别设置在吊臂400的第一端和第二端上的两第二定滑轮组650，所述第三绳索640绕过吊臂400第一端的第二定滑轮组650后与大腿架200第一端的第三固定部230固定连接，所述第四绳索694绕过吊臂400第二端的第二定滑轮组650后与大腿架200第一端的第四固定部240固定连接；参照图6和图7，所述小腿驱动机构700还包括分别设置在吊臂400的第一端和第二端上的两第一定滑轮组550，所述第五绳索740绕过吊臂400第一端的第一定滑轮组550后与小腿架300第二端的第五固定部310固定连接，所述第六绳索791绕过吊臂400第二端的第一定滑轮组550后与小腿架300第二端的第二固定部220固定连接。具体地，第一定滑轮组550能够将第一绳索540、第二绳索594、第五绳索740和第六绳索791所受的作用力减少一半，第二定滑轮组650能够将第三绳索640和第四绳索694所受的作用力减一半，从而缩小所需绳索的直径，且进一步地，缩小所需绳索的直径还能选用更小直径的绞盘和更低功率体积更小的电机，减轻机械腿的重量和缩减机械腿的尺寸，降低制造成本。
49.参照图2至图9，所述基板100的第一端和第二端上分别设有滑轮座120，所述滑轮座120上设置有第一滑轮轴150，所述第一定滑轮组550转动连接在第一滑轮轴150上；所述吊臂400的第一端和第二端上分别设有第二滑轮轴410，所述吊臂400第一端和第二端上的第一定滑轮组550以及第二定滑轮组650转动连接在第二滑轮轴410上；其中，所述第一滑轮轴150和第二滑轮轴410的轴向与大腿架200摆动轴的轴向相同，因此绕过第一定滑轮组550的绳索的延长线与第一滑轮轴150或第二滑轮轴410的轴线相交，绕过第二定滑轮组650的绳索延长线与第二滑轮轴410的轴线相交，使绳索收放更加线性，进而提高大腿架200和小腿架300摆动时的平稳性能，便于机械腿辅助携带更多电子设备。
50.参照图9至图11，所述第一滑轮轴150上设置有第一环槽151，所述第二滑轮轴410上沿轴向设置有三个第二环槽411；所述第一定滑轮组550包括：通过第一环部553转动连接第一环槽151或中间第二环槽411的第一定滑轮支架552，转动设置在所述第一定滑轮支架552上的第一定滑轮551；所述第二定滑轮组650包括：通过两第二环部653转动连接头尾两第二环槽411的第二定滑轮支架652，转动设置在所述第二定滑轮支架652上的两个第二定滑轮651，两个第二定滑轮651沿第二滑轮轴410的轴向分布；其中，所述第一定滑轮551和第二定滑轮651的外径相等、所述第一绞盘520及第二绞盘580之间的距离和第五绞盘720及第六绞盘760之间的距离相等；所述第一绞盘520及第二绞盘580之间的距离小于第三绞盘620
和第四绞盘680之间的距离。具体而言，第一环槽151和第二环槽411与第一环部553及第二环部653的配合，避免第一定滑轮组550和第二定滑轮组650在轴向上发生位移，第一定滑轮551的直径配合较窄距离的第一绞盘520和第二绞盘580间距，两个沿第二滑轮轴410设计的第二定滑轮651配合第三绞盘620和第四绞盘680较宽的间距，使交错状态下的第一绳索540位于第三绳索640内，以及交错状态下的第二绳索594位于第四绳索694内，避免出现干涉的情况。
51.此外，吊臂400为转动设置在大腿架200和小腿架300之间摆动轴的轴向两端外，进一步避免干涉折叠的大腿架200和小腿架300，以使大腿架200和小腿架300之间的实现最大角度折叠，提高折叠时机械腿及机器人的隐蔽性。
52.参照图1至图7，所述第一绞盘520、第二绞盘580、第三绞盘620、第四绞盘680、第五绞盘720及第六绞盘760的转动方向与大腿架200的摆动大腿架200及小腿架300的摆动方向在同一平面上平行，实现各绞盘的输出力矩均垂直于基板100或吊臂400；所述第一定滑轮551和第二定滑轮651的转动方向与大腿架200的摆动大腿架200及小腿架300的摆动方向在同一平面上垂直，以保持绕过第一定滑轮551和第二定滑轮651的进端绳索和出端绳索与小腿架300的摆动轴向在同一平面上平行，进一步避免绳索之间出现干涉或绳索干涉大腿架200和小腿架300之间的折叠。
53.参照图8，所述基板100上设置有转动座110；所述转动座110上设置有大腿轴140，所述大腿架200的第一端与大腿轴140转动连接，提高大腿架200的转动顺畅度。参照图9，为提高大腿架200和小腿甲之间的关节连接强度，本实施例中，所述大腿架200和小腿架300之间设有合页部800，所述合页部800包括：设置在所述吊臂400上的合页轴830；第一端分别转动连接在所述合页轴830上的大腿合页810及小腿合页820，所述大腿架200的第二端和大腿合页810固定连接，所述小腿架300的第一端与小腿合页820固定连接，且合页轴830位于大腿架200和小腿架300折叠方向上，有效避免负载过度时大腿架200和小腿架300之间出现展开过度的情况，提高稳定性。
54.参照图9，为进一步提高合页部800的剪切力承受性能，所述吊臂400上还固定连接有抗扭支架430，所述合页轴830的两端分别通过合页轴盖840与抗扭支架430固定连接；所述吊臂400上还设置有加强筋420，所述抗扭支架430的两侧通过配合槽与加强筋420配合，加强筋420提高吊臂400与抗扭支架430之间的剪切力承受能力；所述抗扭支架430的两侧还通过抗扭固定件440与吊臂400锁紧固定，抗扭固定件440避免抗扭支架430和吊臂400之间的连接出现松动。
55.参照图14至图20，在本发明的实施例2中，根据本发明的基于吊臂合页式关节的全电机驱动绳驱机械腿，包括：基板100；大腿架200，所述大腿架200的第一端转动连接所述基板100上；小腿架300，所述小腿架300的第一端转动连接在大腿架200的第二端上；吊臂400，所述吊臂400与小腿架300的第一端同轴转动连接在大腿架200的第二端上，且所述吊臂400具有设置在大腿架200第二端摆动方向两端的第一端和第二端；大腿驱动机构500，所述大腿驱动机构500包括设置在大腿架200上的第一电机510、连接在第一电机510输出轴上的第一绞盘520、分别设置在基板100沿大腿架200摆动方向的第一端和第二端上的第一定滑轮组550以及缠绕所述第一绞盘520的第一绳索540，所述第一绳索540的两端分别绕过基板100第一端和第二端上的两第一定滑轮组550并分别连接在大腿架200第一端的摆动方向的
两端上；吊臂驱动机构600，所述吊臂驱动机构600包括设置在大腿架200上的第三电机610、连接在第二电机570输出轴上的第三绞盘620、分别设置在吊臂400的第一端和第二端上的第二定滑轮组650以及缠绕所述第三绞盘620的第二绳索594，所述第二绳索594的两端分别绕过吊臂400第一端和第二端上的两第二定滑轮组650并连接在大腿架200第二端摆动的两侧上；小腿驱动机构700，所述小腿驱动机构700包括设置在小腿架300上的第五电机710、连接在第五电机710的输出轴上的第五绞盘720、分别设置在吊臂400的第一端和第二端上的第一定滑轮组550以及缠绕所述第五绞盘720的第五绳索740，所述第五绳索740的两端分别绕过吊臂400的第一端和第二端上两第一定滑轮组550并连接在小腿架300第二端摆动的两侧上；足部900，所述足部900与小腿架300的第二端连接；其中，所述小腿架300的摆动方向与大腿架200的摆动方向在同一平面上平行。通过大腿驱动结构、吊臂400驱动结构和小腿驱动结构中大扭矩电机、绳索及定滑轮结构的配合，以及吊臂400结构的设置，有效分散机械腿的整体负荷，增加机械腿的各关节力矩输出，有效提升机械腿的负载越障能力，实现单只机械腿的负载能力为同等尺寸的液压驱动机械腿负载能力的2.78倍，绳驱的驱动方式耐用度高，从而使足式机器人的能适应更多的应用场景。
56.在本实施例中，设置基板100的第一端和第二端沿大腿架200第一端转动连接基板100的摆动轴对称，实现大腿机构在驱动大腿架200在基板100上沿正反方向摆动所输出的力矩相同，吊臂400的第一端和第二端沿小腿架300第一端转动连接大腿架200第二端的摆动轴中心对称，实现吊臂驱动机构600在驱动吊臂400在大腿架200的第二端沿正反方向摆动所输出的力矩相同，以及小腿驱动机构700驱在大腿架200的第二端沿正反方向摆动所输出的力矩相同，确保大腿架200和小腿架300线性摆动，确保载物平顺性。
57.具体而言，第一电机510的位置设置在大腿架200靠近第一端的位置上，第三电机610设置在大腿架200靠近第二端的位置上，第五电机710的位置设置在小腿架300靠近第二端的位置上，即第一绳索540和第二绳索594在大腿架200摆动方向的两端交错设置，通过将电机设置远离定滑轮组的位置结构，以降低第一电机510、第三电机610和第五电机710的工作负荷，保证机械腿能够在有限的能源供应下维持长时间运行。
58.此外，足部900能够根据机械腿的使用场景进行拆解更换，以适应不同的使用场合。
59.参照图15和图16，所述大腿驱动机构500还包括：沿所述第一电机510输出轴轴向设置在大腿架200上的第一转轴591；沿所述第一转轴591轴向转动连接在第一转轴591上的两个第一转盘530；设置在所述大腿架200上的第一弹性补偿动滑轮组560；设置在所述大腿架200上的第二转轴592；转动设置在所述第二转轴592上的第一转轮593；第一绳索540的第一端绕过基板100第二端上的第一定滑轮组550并连接在大腿架200第二端的摆动方向的一端上(即机械腿神战士的拨动受力方向)；所述第一绳索540的第二端端依次绕过第一转轮593、靠近第一绞盘520的第一转盘530、第一弹性补偿动滑轮组560、远离第一绞盘520的第一转盘530以及基板100第一端上的第一定滑轮组550并连接在大腿架200第二端的摆动方向的一端上(即机械腿折叠摆动方向)，以使当第一电机510驱动第一绞盘520以第一时针方向转动时，第一转轮593改变进入靠近第一绞盘520的第一转盘530的第一绳索540的方向，使第一绳索540带动该第一转盘530沿与第一时针方向相反的第二时针方向转动，而第一弹性补偿动滑轮组560则使从靠近第一绞盘520的第一转盘530进入远离第一绞盘520的第一
转盘530的第一绳索540运动方向再次发生变化，使远离第一绞盘520的第一转盘530沿第一时针方向转动，另第一绳索540重新变回自绞盘送出的方向，达到向基板100第一端上的第一定滑轮组550送绳的目的；其中，所述第一弹性补偿动滑轮组560沿绳索的绕入方向往复运动，第一弹性补偿动滑轮组560在机械腿前进拨动大腿架200时受力并逐渐往绳索的绕入方向运动，补偿绳索的第一电机510通过第一绞盘520搅动的第一绳索540长度，减少运动受力过程中第一绳索540长度非线性变化的影响，所述第一弹性补偿动滑轮组560的轴向与第二电机570输出轴的轴向垂直，所述第二转轴592的轴向与第二电机570输出轴的轴向垂直，所述第一定滑轮组550的轴向与第二电机570输出轴的轴向垂直，使第一转轮593、第一定滑轮组550和第一弹性补偿动滑轮组560的旋转方向与第一绞盘520和第一转盘530的旋转方向垂直，避免绕过上述结构后的第一绳索540交叉干涉。
60.参照图17和图18，所述吊臂驱动机构600还包括：沿所述第三电机610输出轴轴向设置在大腿架200上的第三转轴691，沿所述第三转轴691轴向分别转动连接在第三电机610输出轴及第三转轴691上的两个第二转盘630；设置在所述大腿架200上的第二弹性补偿动滑轮组660；设置在所述大腿架200上的第四转轴692；转动设置在所述第四转轴692上的第二转轮693；第二绳索594的第一端绕过吊臂400第一端上的第二定滑轮组650并连接在大腿架200第一端的摆动方向的一端上(即机械腿折叠摆动方向)；所述第二绳索594的第二端依次绕过第二转轮693、第三电机610输出轴上的第二转盘630、第二弹性补偿动滑轮组660、第三转轴691上的第二转盘630以及吊臂400第二端上的第二定滑轮组650并连接在大腿架200第一端的摆动方向的一端上(即机械腿伸展时的拨动受力方向)，以使当第三电机610驱动第三绞盘620以第一时针方向转动时，第二转轮693改变进入第三电机610输出轴上的第二转盘630的第二绳索594的方向，使第二绳索594带动该第二转盘630沿与第一时针方向相反的第二时针方向转动，而第二弹性补偿动滑轮组660则使从第三电机610输出轴上的第二转盘630进入第三转轴691上的第二转盘630的第二绳索594运动方向再次发生变化，使第三转轴691上的第二转盘630沿第一时针方向转动，另第二绳索594重新变回自绞盘送出的方向，达到向吊臂400第二端上的第二定滑轮组650送绳的目的；其中，所述第二弹性补偿动滑轮组660沿绳索的绕入方向往复运动，第二弹性补偿动滑轮组660在机械腿前进拨动大腿架200时受力并逐渐往绳索的绕入方向运动，补偿绳索的第三电机610通过第三绞盘620搅动的第二绳索594长度，减少运动受力过程中第二绳索594长度非线性变化的影响，所述第二弹性补偿动滑轮组660的轴向与第三电机610输出轴的轴向垂直，所述第四转轴692的轴向与第三电机610输出轴的轴向垂直，所述第二定滑轮组650的轴向与第三电机610输出轴的轴向垂直，使第二转轮693、第二定滑轮组650和第二弹性补偿动滑轮组660的旋转方向与第三绞盘620和第二转盘630的旋转方向垂直，避免绕过上述结构后的第二绳索594交叉干涉。
61.参照图19和图20，所述小腿驱动机构700还包括：沿所述第五电机710输出轴轴向设置在小腿架300上的第五转轴770；沿所述第五电机710输出轴轴向转动连接在第五转轴770上的两个第三转盘730；设置在所述小腿架300上的第一弹性补偿动滑轮组560；设置在所述小腿架300上的第六转轴780；转动设置在第六转轴780上的所述第三转轮790；第五绳索740的第一端绕过吊臂400第一端上的第一定滑轮组550并连接在小腿架300第二端的摆动方向的一端上(即机械腿折叠摆动方向)；所述第五绳索740的第二端依次绕过第三转轮790、靠近第五绞盘720的第三转盘730、第一弹性补偿动滑轮组560、远离第五绞盘720的第
三转盘730以及吊臂400第二端上的第一定滑轮组550并连接在小腿架300第二端的摆动方向的一端上(即机械腿伸展时的拨动受力方向)，以使当第五电机710驱动第五绞盘720以第一时针方向转动时，第三转轮790改变进入第五电机710输出轴上的第三转盘730的第五绳索740的方向，使第五绳索740带动该第三转盘730沿与第一时针方向相反的第二时针方向转动，而第一弹性补偿动滑轮组560则使从第五电机710输出轴上的第三转盘730进入第五转轴770上的第三转盘730的第五绳索740运动方向再次发生变化，使第五转轴770上的第二转盘630沿第一时针方向转动，另第五绳索740重新变回自绞盘送出的方向，达到向吊臂400第二端上的第一定滑轮组550送绳的目的；其中，所述第一弹性补偿动滑轮组560沿绳索的绕入方向往复运动，第一弹性补偿动滑轮组560在机械腿前进拨动小腿架300时受力并逐渐往绳索的绕入方向运动，补偿绳索的第五电机710通过第五绞盘720搅动的第五绳索740长度，减少运动受力过程中第五绳索740长度非线性变化的影响，所述第一弹性补偿动滑轮组560的轴向与第五电机710输出轴的轴向垂直，所述第六转轴780的轴向与第五电机710输出轴的轴向垂直，所述第一定滑轮组550的轴向与第五电机710输出轴的轴向垂直，使第三转轮790、第一定滑轮组550和第一弹性补偿动滑轮组560的旋转方向与第五绞盘720和第三转盘730的旋转方向垂直，避免绕过上述结构后的第五绳索740交叉干涉。
62.需要提及的是，通过以上结构，使本实施例的机械腿的电机数量控制在三个，且机械腿的负载得到有效保持，通过缩减电机的数量使得机械腿的制造成本有效降低，且机械腿的整体重量有效减轻，提升具有本技术机械腿的多足机器人的越障能力。
63.参照图10，所述第一定滑轮组550包括：分别连接在基板100和吊臂400上的第一定滑轮支架552；转动设置在所述第一定滑轮支架552上的第一定滑轮551，第一绳索540或第五绳索740配合绕过第一定滑轮551，完成第一绳索540或第五绳索740的转向。
64.参照图12，所述第一弹性补偿动滑轮组560包括：连接在大腿架200上的第一连接块561；通过第一弹簧562与所述第一连接块561连接的第一动滑轮支架563；以及，转动连接在所述第一动滑轮支架563上的第一动滑轮564，第一绳索540配合绕过第一动滑轮564，完成第一绳索540或第五绳索740的再次转向，且第一弹簧562在第一绳索540或第五绳索740瞬时受拉扯力增强拉伸补偿第一绳索540或第五绳索740的长度，减少绳索非线性变化对机械腿的影响。
65.参照图11，所述第二定滑轮组650包括：连接在所述吊臂400上的第二定滑轮支架652；转动设置在所述第二定滑轮支架652上的第二定滑轮651，第二绳索594绕过第二定滑轮651，完成第二绳索594的转向；
66.参照图13，所述第二弹性补偿动滑轮组660包括：连接在所述大腿架200上的第二连接块661；通过第二弹簧662与所述第二连接块661连接的第二动滑轮支架663；转动设置在所述第二动滑轮支架663上的第二动滑轮664，第二绳索594绕过第二动滑轮664，完成第二绳索594的再次转向，且第二弹簧662在第二绳索594瞬时受拉扯力增强拉伸补偿第二绳索594的长度，减少绳索非线性变化对机械腿的影响。
67.参照图8，所述基板100的第一端和第二端上分别设置有滑轮座120，所述滑轮座120上设置有第一滑轮轴150；参照图9，所述吊臂400的第一端和第二端上分别设置有第二滑轮轴410；其中，所述第一滑轮轴150的轴向和大腿架200的摆动轴同向，所述第二滑轮轴410的轴向与小腿架300的摆动轴同向；其中，所述第一滑轮轴150上环设有第一环槽151；所
述第二滑轮轴410上环设有第二环槽411，所述第一定滑轮支架552通过第一环部553与第一滑轮轴150上的第一环槽151或第二滑轮轴410上的第二环槽411转动连接，所述第二定滑轮支架652通过第二环部653与第二滑轮轴410上的第二环槽411转动连接，有效避免第一定滑轮组550件及第二定滑轮组650在工作时发生位移而出现的故障，且能确保第一定滑轮组550件及第二定滑轮组650上的第一定滑轮551和第二定滑轮651的出绳方向保持朝向绳索的收绳放绳方向，绳索的长度不会因大腿架200、吊臂400或小腿架300的摆动而改变伸缩长度。
68.参照图11、图13、图15和图20，所述第一定滑轮551的直径与第一绞盘520和远离第一绞盘520的第一转盘530之间的距离相等或第一定滑轮551的直径与第五绞盘720和远离第五绞盘720的第三转盘730之间的距离相等；所述第一动滑轮564的直径与两个第一转盘530或两个第三转盘730之间的距离相等；所述第二定滑轮651沿所述第二滑轮轴410的轴向设置有两个，两个所述第二定滑轮651沿第二滑轮轴410的轴向的外周距离与第三绞盘620和远离第三绞盘620的第二转盘630之间的距离相等；所述第二动滑轮664的沿所述大腿架200摆动轴向设置有两个，两个所述第二动滑轮664沿大腿架200摆动向的外周距离与第三绞盘620和远离第三绞盘620的第二转盘630之间的距离相等，以使多次绕转变向后的多段第一绳索540、第二绳索594和第五绳索740保持平行，避免在机械腿摆动时出现与相邻绳索交涉的情况。
69.参照图8，所述基板100上设置有转动座110；所述转动座110上设置有大腿轴140，所述大腿架200的第一端与大腿轴140转动连接，提高大腿架200的转动顺畅度。
70.参照9，为提高大腿架200和小腿甲之间的关节连接强度，本实施例还包括合页部800，所述合页部800包括：设置在所述吊臂400上的合页轴830；分别转动连接在所述合页轴830上的大腿合页810及小腿合页820，所述大腿架200的第二端和大腿合页810固定连接，所述小腿架300的第一端与小腿合页820固定连接，且合页轴830位于大腿架200和小腿架300前进摆动方向的一端，有效避免负载过度时大腿架200和小腿架300之间出现摆动过度的情况，提高稳定性。
71.参照图9，为进一步提高合页部800的剪切力承受性能，所述吊臂400上还固定连接有抗扭支架430，所述合页轴830的两端分别通过合页轴盖840与抗扭支架430固定连接。所述吊臂400上还设置有加强筋420，所述抗扭支架430的两侧通过配合槽与加强筋420配合，加强筋420提高吊臂400与抗扭支架430之间的剪切力承受能力；所述抗扭支架430的两侧还通过抗扭固定件440与吊臂400锁紧固定。
72.参照图15至图20，所述大腿架200摆动方向两端的第二端上分别设置有第一固定部210和第二固定部220，所述第一绳索540的第一端与第一固定部210固定连接，所述的第一绳索540的第二端与第二固定部220固定连接；所述大腿架200摆动方向两端的第一端上分别设置有第三固定部230和第四固定部240，所述第二绳索594的第一端与第三固定部230固定连接，所述的第二绳索594的第二端与第四固定部240固定连接；所述小腿架300摆动方向两端的第二端上分别设置有第五固定部310和第六固定部320，所述第五绳索740的第一端与第五固定部310固定连接，所述的第五绳索740的第二端与第六固定部320固定连接。具体而言，使得第一绳索540、第二绳索594和第五绳索740的两端能够便捷牢固地分别与大腿架200及小腿架300固定连接，抗扭固定件440避免抗扭支架430和吊臂400之间的连接出现
松动。
73.以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。