CN104228993B - 一种快速行走的双足机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种快速行走的双足机器人，该双足机器人由伺服电机，电机支架，主动锥齿轮，从动锥齿轮，止回棘爪，棘轮凸轮组，棘爪连接销，主动棘爪，摆杆，滚子连接销，滚子，小腿，压缩弹簧，螺杆，大腿和脚组成。伺服电机带动主动锥齿轮转动，从而驱动对称安装的一对从动锥齿轮相向转动，进而使得大腿前后摆动；小腿在压缩弹簧的作用下始终与棘轮凸轮组中的凸轮接触，通过小腿的“伸缩”使得支撑腿长于摆动腿。同现有技术相比，本发明的优点是：通过一个伺服电机即可实现机器人的驱动，便于控制且控制精度高；除伺服电机外该机器人的其余结构均为机械机构，因此便于运动协调；结构简单，加工安装方便，可实现快速行走。

Description

一种快速行走的双足机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别地涉及一种快速行走的双足机器人。

背景技术

双足机器人是高科技技术的典型代表，也是正在蓬勃发展的一个重要领域。双足步行有其他移动方式所无法比拟的优越性，其对步行的环境要求低，具有较强的环境适应性，它既能在平地上行走，也能在复杂的地面上行走，因此双足机器人具有很高的研究价值。

近几年来，双足机器人的研制工作进展迅速，很多国家都在进行相关研究。日本的ASIMO机器人在模拟人的动作方面取得了很大的进展，代表着当今的最高水平；此外，美国、法国、英国、德国和韩国等发达国家也进行了双足机器人的研制，并取得了丰硕的研究成果。我国对双足机器人进行了诸多研究，例如中国专利文献CN101565064A公开了一种双足机器人步行机构，该机构可实现较多的仿人动作，能够实现两腿交叉；清华大学的THR-I动态步行双足机器人为平面无脚双足机器人，设置有髋关节与膝关节，通过不断的迈步实现动态步行；哈尔滨工业大学的四型仿人双足步行机器人在运动速度和平衡性方面有了很大的提高，接近于动态行走机器人；此外，还有许多高校和研究院所对双足机器人都进行了研究，在此不一一列举。

现今大多数双足机器人都具有较多的自由度，例如北京理工大学研制的“汇童”机器人有33个自由度，下肢有12个自由度，能够模仿人类进行前进，后退，侧行，转弯，上下台阶，太极拳，刀术等动作，同时能够根据自身的平衡状态和地面高度的变化实现未知路面的稳定行走，是我国首个真正意义上的仿人机器人；中国专利文献CN101229826A公开的一种双足机器人的下肢结构有10个自由度，与通常的12自由度双足机器人下肢结构相比减少了两个踝关节前摆自由度，利用平行四连杆机构实现了机器人大小腿的机构设计，从而保证机器人在行走过程中两只脚地面始终与地面保持平衡，有效的降低了电机输出轴的回转间隙对机器人行走稳定性造成的影响。多自由度的双足机器人往往需要多个电机进行控制，从而使得控制难度变大，同时降低了控制精度，此外，设计、加工、研发的成本也变得较高。综上所述，现有大部分机器人均有控制系统较为复杂、控制精度低、协调性差、结构复杂、行走速度较慢以及成本过高等问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种快速步行的双足机器人，仅通过一个伺服电机进行整个快速行走机器人的驱动，控制系统简单、控制精度高，除伺服电机以外，本发明其余结构均为机械机构，便于运动协调，结构简单、紧凑，可以进行较快行走，加工安装方便，成本低，解决了现有大部分机器人均有控制系统较为复杂、控制精度低、协调性差、结构复杂、行走速度较慢以及成本过高等问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种快速行走的双足机器人，包括电机支架，该电机支架呈倒U型，包括顶板及一对相互对称且与顶板垂直的侧板，所述顶板的外部固设有伺服电机；主动锥齿轮，该主动锥齿轮设于电机支架的内部，所述主动锥齿轮的锥齿轮轴与顶板垂直并与伺服电机的电机轴固定连接；传动机构，该传动机构具有2组并分别对称安装于主动锥齿轮两侧的侧板上；所述传动机构包括与主动锥齿轮相匹配的从动锥齿轮、传动轴及棘轮凸轮组，所述传动轴的一端与从动锥齿轮固接，另一端与侧板旋转连接，所述棘轮凸轮组套接于传动轴并与传动轴旋转活动连接；所述棘轮凸轮组包括依次并排设置的止回棘轮、凸轮及主动棘轮，所述止回棘轮位于侧板一侧，止回棘轮和主动棘轮的齿向相同；还包括止回棘爪和主动棘爪，所述止回棘爪铰接于侧板并与止回棘轮相匹配，所述主动棘爪铰接于从动锥齿轮一侧并与主动棘爪相匹配，所述止回棘爪和主动棘爪的安装方向相同；所述凸轮的外轮廓线为周期性的内凹及外凸的形状，所述止回棘轮的棘齿与凸轮轮廓线的内凹数相同且一一对应；行走机构，该行走机构具有2组并分别对称安装于侧板的外侧，所述行走机构包括与传动轴固接的大腿、与大腿活动连接的小腿，所述大腿的下部设有通孔，所述小腿的下端穿过该通孔且小腿的上端与大腿之间设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的弹性力足以保证所述小腿的上端与凸轮的外轮廓始终保持接触。上述结构的双足机器人，通过伺服电机的正反转连续切换，即可实现2组行走机构的交替摆动与支撑，结构简单，控制精度高。

进一步的，所述小腿的上端还设有滚子，所述滚子为圆柱状并与小腿旋转活动连接，该滚子的外周与所述凸轮的外轮廓保持接触。该滚子的外周与凸轮的外轮廓相切接触，在机器人行走过程中，滚子与凸轮之间为滚动接触，将滑动摩擦转化为滚动摩擦，有效的避免了小腿与凸轮之间的摩擦且减少了噪音，提高了相关零部件的使用寿命。

进一步的，所述小腿的下端还固接有脚，所述脚为球状。如此设计的目的在于减小双足机器人与地面之间的摩擦，并且机器人在行走过程中，支撑腿的球状脚在地面上滚动，且始终有一点与地面接触，可以有效的适应地面的不平整。

进一步的，所述小腿为长圆柱状，圆柱上端设有一扁圆凸台，圆柱下端设有一螺孔；圆台上侧对称设有两个相同的扁平状的固定铰支座，两固定铰支座上端均设有一孔，且上述两孔的轴线重合；小腿中的圆柱轴线位于两固定铰支座间的对称面上；所述滚子设有一孔，滚子置于两固定铰支座之间，滚子连接销套接在滚子以及两固定铰支座的孔中，且以转动副的形式与上述三者连接。

进一步的，所述棘轮凸轮组与从动锥齿轮之间还设有摆杆，该摆杆的一端与传动轴固定连接，该摆杆的另一端与所述主动棘爪通过棘爪连接销铰接。机器人主动棘爪需铰接于从动锥齿轮上，由于棘爪安装位置要高于主动棘轮，如果直接将主动棘爪铰接于从动锥齿轮会导致从动锥齿轮的体积较大，整体重量增大且笨重，因此通过设置摆杆固定于从动锥齿轮传动轴且将主动棘爪铰接于摆杆的方法使得整体体积减小，且方便安装。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）仅通过一个伺服电机同时带动两条腿的摆动，即只需控制一个电机的旋转方向及其速度即可进行整个双足机器人的驱动，这大大简化了后期的电机控制及运动算法，便于运动协调，控制方便且精度高。

（2）机器人大腿、小腿均为柱状，在有效的实现各自功能的同时，减少了腿部的重量。

（3）双足机器人的伺服电机固定于电机支架上，连同主、从动锥齿轮均高于腿部结构，且腿部结构较为轻，使得机器人重心在电机支架处，提高了机器人的重心，这样更接近于人体的重量分布，同时重心的提高在行走过程中可以减少机器人的能量消耗。

（4）机器人从动锥齿轮、止回棘爪、棘轮凸轮组、主动棘爪、摆杆、滚子、大腿、小腿、脚以及压缩弹簧均成对出现，成对出现的部件结构、尺寸均相同，且均为简单机械体，方便进行结构的参数化调整，同时加工程序简单，设计、加工成本低。

（5）机器人整体左、右对称，通过伺服电机的正反转连续切换，即可实现两腿的交替摆动与支撑，可以有效的实现快速运动，具有较高的行走效率，同时结构简单紧凑，便于安装。

附图说明

图1为本发明实施例的快速行走双足机器人的立体结构示意图；

图2为本发明实施例的快速行走双足机器人的电机支架内部部分爆炸示意图；

图3为本发明实施例的快速行走双足机器人的腿部结构爆炸示意图；

图4为本发明实施例的快速行走双足机器人的棘轮凸轮组结构示意图；

图5为本发明实施例的快速行走双足机器人的棘轮凸轮组主动棘轮一侧的正视图；

图6为本发明实施例的快速行走双足机器人的大腿结构示意图；

图7为本发明实施例的快速行走双足机器人的小腿结构示意图。

附图标记说明：

1-伺服电机；2-电机支架；3-主动锥齿轮；4-从动锥齿轮；5-止回棘爪；I-棘轮凸轮组，6-止回棘轮；7-凸轮；8-主动棘轮；9-棘爪连接销；10-主动棘爪；11-摆杆；12-滚子连接销；13-滚子；14-小腿；15-压缩弹簧；16-螺杆；17-大腿；18-脚；21-顶板；22-侧板；41-传动轴。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

参见图1所示为本发明实施例的一种快速行走的双足机器人，包括伺服电机1，电机支架2，主动锥齿轮3，从动锥齿轮4，止回棘爪5，棘轮凸轮组I，主动棘爪10，摆杆11，滚子13，小腿14，压缩弹簧15，大腿17和脚18。其中从动锥齿轮4，传动轴41，止回棘爪5，棘轮凸轮组I，主动棘爪10，摆杆11，滚子13，小腿14，压缩弹簧15，大腿17和脚18均成对出现，并对称安装。电机支架2呈倒U型，包括顶板21及一对相互对称且与顶板垂直的侧板22，顶板设有一孔，两侧板22分别设有一孔。伺服电机1固定于电机支架2上侧的顶板21上，伺服电机1的电机轴穿过电机支架2的顶板21上的孔。主动锥齿轮3与伺服电机1中电机轴的轴端固连。一对从动锥齿轮4的齿轮部分均与主动锥齿轮3相啮合，连接两从动锥齿轮4的两传动轴41分别穿过电机支架2的左、右两侧边22的孔，与孔以转动副的形式连接。大腿17上端在电机支架2外侧与从动锥齿轮4的轴端固连。参见图2所示为快速行走双足机器人电机支架内部部分爆炸示意图，电机支架2内部的零部件从电机支架2的一侧到主动锥齿轮3的方向上，依次安装了止回棘爪5、棘轮凸轮组I、主动棘爪10、摆杆11、从动锥齿轮4。其中止回棘爪5在电机支架2内侧与其以转动副的形式连接。棘轮凸轮组I与传动轴41以转动副的形式连接。摆杆11的两端分别设有一孔，上端孔与主动棘爪10通过棘爪连接销9以转动副的形式连接，下端与传动轴41固定连接。主动棘爪10和止回棘爪5分别安装于棘轮凸轮组I中凸轮7的两侧，两棘爪安装方向相同，分别插入棘轮凸轮组I中两侧棘轮的齿槽中。参见图3所示为快速行走双足机器人腿部结构爆炸示意图，大腿17下半部分设有一通孔，小腿14套接于此通孔中。小腿14的上端通过滚子连接销12与滚子13以转动副的形式连接。滚子13呈圆柱状，与棘轮凸轮组I中凸轮7的轮廓线相切。小腿14设有圆台，压缩弹簧15的上端与小腿14中的圆台固连，压缩弹簧15的下端与大腿17固连，该压缩弹簧使得小腿与凸轮之间的距离保持最小，使得滚子的外周与凸轮的外轮廓始终接触。脚18为类球状，顶端为一平面，平面下端为大半个球；自脚18的上平面设有一螺孔。

参见图4、图5所示，在具体应用实例中，棘轮凸轮组I进一步的包括止回棘轮6、凸轮7以及主动棘轮8，凸轮7位于中部，两侧分别为止回棘轮6和主动棘轮8，三者固定连接；止回棘轮6与主动棘轮8的棘轮齿齿向相同；止回棘轮6、凸轮7以及主动棘轮8的中心处均设有一孔，上述三孔半径相同且轴线重合，传动轴41套接在这三孔中，与棘轮凸轮组I以转动副的形式连接；凸轮7的轮廓线为周期性的内凹及外凸的形状，止回棘轮6的棘轮齿数与凸轮7轮廓线的内凹数相同，止回棘轮6的每一棘轮齿与凸轮7的一个内凹的位置相对应。从动锥齿轮4每次单方向转动的角度与凸轮7的一个凹凸周期的角度一致，机器人凸轮的外轮廓线为周期性的内凹及外凸的形状，使得机器人左、右脚可以顺利的进行支撑腿与摆动腿的交换。。凸轮7的宽度与滚子13的长度相同，滚子13与凸轮7的轮廓线外切。滚子13带动小腿14沿此凸轮7的轮廓线周期性的移动，从而带动小腿14上下伸缩。

在具体应用实例中，设置压缩弹簧15固定于小腿14的圆台与大腿17方柱上表面之间，压缩弹簧15在双足机器人行走过程中一直处于压缩状态，对小腿14一直有向上的推力。如此，与小腿14转动副连接的滚子13会与棘轮凸轮组I中凸轮7的轮廓线一直相切接触。

在具体应用实例中，设置主动棘爪10和止回棘爪5分别安装于棘轮凸轮组I中凸轮7的两侧，两棘爪安装方向相同，分别插入棘轮凸轮组I的主动棘轮8和止回棘轮6的齿槽中。通过棘轮与凸轮机构的配合，棘轮凸轮组I作间歇转动，进而使得支撑腿长于摆动腿，双足机器人可以自如的向前运动。

参见图6所示，在具体应用实例中，设置大腿17外侧为扁平杆，内侧下部为方柱状，方柱上设有上下方向的圆柱通孔，小腿14穿过此孔，可在此孔内上下滑动，小腿14与大腿17以移动副的形式连接。如此，当大腿17摆动时，小腿14也前后进行摆动，两小腿前后交替行走使得双足机器人向前移动。

参见图7所示，在一具体应用实例中，小腿14为长圆柱状，圆柱上端设有一扁圆凸台，圆柱下端设有一螺孔。圆台上侧对称设有两个相同的扁平状的固定铰支座，两固定铰支座的上端均设有一孔，且上述两孔的轴线重合。小腿14中的圆柱轴线位于两固定铰支座间的对称面上。参见图3所示，滚子13设有一孔，滚子13置于两固定铰支座之间，滚子连接销12套接在滚子13以及两固定铰支座的孔中，且以转动副的形式与上述三者连接，如此滚子13与凸轮7之间的相对运动为滚动以及滑动，减少了二者之间的摩擦，也减少了凸轮7的磨损，同时滚子13从动件耐磨损，可以承受较大的载荷。

在具体应用实例中，设置脚18为类球状，顶端为一平面，平面下端为大半个球。自脚18上平面设有一螺孔，通过螺杆16与小腿14的螺孔连接。脚18上平面为圆，圆半径与小腿14的圆柱半径相同。因此脚18与地面的接触即为球上一点与地面的接触，更好的适应了地面的不平整度，支撑脚摆动时与地面的接触即为球在地面上的滚动，较少了脚与地面的摩擦与碰撞。

在具体应用实例中，设置主动锥齿轮3与成对设置的从动锥齿轮4的轴线在同一平面内，两从动锥齿轮4对称安装，当伺服电机1带动主动锥齿轮3沿一个方向转动时，主动锥齿轮3驱动两从动锥齿轮4相向转动，从而带动两大腿17前后对称摆动。

在具体应用实例中，设置棘轮凸轮组I中凸轮7的对称面、小腿14轴线、压缩弹簧15轴线以及大腿17通孔轴线在同一平面内，使得凸轮7可以很好的带动摆动腿伸缩。

本发明实施例的快速行走的双足机器人的工作具体实现方式如下：

伺服电机1带动主动锥齿轮3从而带动从动锥齿轮4转动，从动锥齿轮4单方向转动一次使得摆动腿从后向前摆动一次，此过程中，摆动腿的滚子13从棘轮凸轮组I中凸轮7的一个外凸移动到内凹再移动至外凸，即从动锥齿轮4每次单方向转动的角度与凸轮7的一个凹凸周期的角度一致。伺服电机1转换方向开始时，支撑腿在前，摆动腿在后。

支撑腿的摆动：伺服电机1转换方向，开始反方向转动时，其带动主动锥齿轮3从而带动两从动锥齿轮4变换方向，支撑腿在双足机器人前部，棘轮凸轮组I的凸轮7前后对称，其中凸轮7的一个内凹处于最下方，支撑腿的滚子13与凸轮7前部最下方的外凸处相切，即滚子13离凸轮7中心点的距离最远，支撑腿的小腿14伸出最长，处于“伸”的状态。从动锥齿轮4带动支撑腿的大腿17向后摆动，从而带动支撑腿的小腿14向后摆动。该从动锥齿轮4同时带动支撑腿的摆杆11从而带动主动棘爪10向前摆动，主动棘爪10插入棘轮凸轮组I的主动棘轮8，带动支撑腿的棘轮凸轮组I以同速度转动，因此支撑腿的小腿14与棘轮凸轮组I摆动速度相同，二者无相对运动，滚子13离凸轮7中心点的距离始终为最远距离，支撑腿的小腿14一直处于“伸”的状态，此过程中支撑腿的止回棘爪5划过棘轮凸轮组I中止回棘轮6的齿背。支撑腿向后摆动直至伺服电机1转换方向，此时棘轮凸轮组I的凸轮7再次前后对称，凸轮7的又一内凹处于最下方，支撑腿位于双足机器人后部，滚子13与凸轮7后部最下方的外凸处相切，在伺服电机1转换方向时，支撑腿变为摆动腿。

摆动腿的摆动：摆动腿进行一次向前摆动，摆动腿的滚子13沿棘轮凸轮组I中凸轮7的轮廓线移动一个周期，此一个周期即为外凸-内凹-外凸，摆动腿进行了伸-缩-伸的运动，此过程具体包括五个状态。状态一为，伺服电机1转换方向，开始反方向转动时，其带动主动锥齿轮3从而带动两从动锥齿轮4变换方向，摆动腿的止回棘爪5插入止回棘轮6最上端的齿槽中，摆动腿在双足机器人后部，棘轮凸轮组I的凸轮7前后对称，其中凸轮7的一个内凹处于最下方，摆动腿的滚子13与凸轮7后部最下方的外凸处相切，即滚子13离凸轮7中心点的距离最远，摆动腿的小腿14伸出最长，处于“伸”的状态。状态二为，从动锥齿轮4带动摆动腿的大腿17向前摆动，从而带动摆动腿的小腿14向前摆动，小腿14带动滚子13向前移动，滚子13从凸轮7的外凸向内凹移动。压缩弹簧15的上端与小腿14的圆台固定，下端与大腿17固定，压缩弹簧15在小腿14所有摆动过程中一直处于压缩状态，因此，在小腿14移动过程中，压缩弹簧15推动小腿14，对小腿14有向上作用力，小腿14继而对凸轮7后部最下方的外凸有向上作用力，棘轮凸轮组I因为此作用力向上（向后）稍作转动，直至滚子13移动到与凸轮7的内凹处相切，此状态中滚子13离凸轮7的中心距离减小，摆动腿缩短，短于支撑腿，摆动腿的脚18离开地面。状态二中摆动腿的止回棘爪5在棘轮凸轮组I中止回棘轮6的一个齿背上滑动，但未滑动至下个齿槽。状态三为，从动锥齿轮4从状态二的结束位置继续带动摆动腿的大腿17、小腿14向前摆动，摆动腿的滚子13从内凹处开始向下个外凸处移动，通过压缩弹簧15的弹力，摆动腿的小腿14对凸轮7的下个外凸有向前的推动作用力，棘轮凸轮组I因为此作用力向下（向前）转动，直至上述内凹回到凸轮7的最下方，止回棘爪5往回滑动，插入状态一中止回棘轮6最上端的齿槽中，阻止棘轮凸轮组I再继续转动。此状态中，滚子13离凸轮7的中心距离增大，但未到最大，摆动腿伸长，但长度小于支撑腿长度，摆动腿的脚18未接触地面。状态四为，从动锥齿轮4从状态三的结束位置继续带动摆动腿的大腿17、小腿14向前摆动，止回棘爪5插入止回棘轮6的齿槽中，阻止棘轮凸轮组I转动，摆动腿的滚子13继续沿凸轮7的轮廓线移动，直至移动至凸轮7前部最下方的外凸处。此状态中滚子13离凸轮7的中心距离增大到最远，摆动腿伸长至最长。状态五为，棘轮凸轮组I的凸轮7前后对称，其中凸轮7的上述内凹处于最下方，摆动腿的滚子13与凸轮7前部最下方的外凸处相切，即摆动腿的滚子13离凸轮7的中心距离最远，小腿14位于双足机器人前部，伸出最长，处于“伸”的状态，摆动腿的脚18与地面接触，伺服电机1转换方向，开始反方向转动，摆动腿变为支撑腿，支撑腿变为摆动腿。在摆动腿摆动的所有状态中，从动锥齿轮4带动摆动腿的摆杆11向后摆动，主动棘爪10向后划过棘轮凸轮组I中主动棘轮8的齿背。

通过以上实施例实现的快速行走的双足机器人仅通过一个伺服电机进行整个快速行走机器人的驱动，控制系统简单、控制精度高，除伺服电机以外，本发明其余结构均为机械机构，便于运动协调，结构简单、紧凑，可以进行较快行走，加工安装方便，成本低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种快速行走的双足机器人，其特征在于，包括：

电机支架(2)，该电机支架(2)呈倒U型，包括顶板(21)及一对相互对称且与顶板垂直的侧板(22)，所述顶板的外部固设有伺服电机(1)；

主动锥齿轮(3)，该主动锥齿轮(3)设于电机支架(2)的内部，所述主动锥齿轮(3)的锥齿轮轴与顶板垂直并与伺服电机(1)的电机轴固定连接；

传动机构，该传动机构具有2组并分别对称安装于主动锥齿轮(3)两侧的侧板(22)上；所述传动机构包括与主动锥齿轮(3)相匹配的从动锥齿轮(4)、传动轴(41)及棘轮凸轮组(I)，所述传动轴(41)的一端与从动锥齿轮(4)固接，另一端与侧板(22)旋转连接，所述棘轮凸轮组(I)套接于传动轴(41)并与传动轴(41)旋转活动连接；所述棘轮凸轮组(I)包括依次并排设置的止回棘轮(6)、凸轮(7)及主动棘轮(8)，所述止回棘轮(6)位于侧板(22)一侧，止回棘轮(6)和主动棘轮(8)的齿向相同；所述传动机构还包括止回棘爪(5)和主动棘爪(10)，所述止回棘爪(5)铰接于侧板(22)内部并与止回棘轮(6)相匹配，所述主动棘爪(10)铰接于从动锥齿轮(4)一侧并与主动棘爪(10)相匹配，所述止回棘爪(5)和主动棘爪(10)的安装方向相同；所述凸轮(7)的外轮廓线为周期性的内凹及外凸的形状，所述止回棘轮(6)的棘齿与凸轮(7)轮廓线的内凹数相同且一一对应；

行走机构，该行走机构具有2组并分别对称安装于侧板(22)的外侧，所述行走机构包括与传动轴(41)固接的大腿(17)、与大腿(17)活动连接的小腿(14)，所述大腿(17)的下部设有通孔，所述小腿(14)的下端穿过该通孔且小腿(14)的上端与大腿(17)之间设有压缩弹簧(15)，所述压缩弹簧(15)的弹性力足以保证所述小腿(14)的上端与凸轮(7)的外轮廓始终保持接触。

2.根据权利要求1所述的一种快速行走的双足机器人，其特征在于，所述小腿(14)的上端还设有滚子(13)，所述滚子(13)为圆柱状并与小腿(14)旋转活动连接，该滚子(13)的外周与所述凸轮(7)的外轮廓保持接触。

3.根据权利要求2所述的一种快速行走的双足机器人，其特征在于，所述小腿(14)的下端还固接有脚(18)，所述脚(18)为球状。

4.根据权利要求2所述的一种快速行走的双足机器人，其特征在于，所述小腿(14)为长圆柱状，圆柱上端设有一扁圆凸台，圆柱下端设有一螺孔；圆台上侧对称设有两个相同的扁平状的固定铰支座，两固定铰支座上端均设有一孔，且上述两孔的轴线重合；小腿(14)中的圆柱轴线位于两固定铰支座间的对称面上；所述滚子(13)设有一孔，滚子(13)置于两固定铰支座之间，滚子连接销(12)套接在滚子(13)以及两固定铰支座的孔中，且滚子连接销(12)分别与滚子(13)、两固定铰支座的孔以转动副的形式连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种快速行走的双足机器人，其特征在于，所述棘轮凸轮组(I)与从动锥齿轮(4)之间还设有摆杆(11)，该摆杆(11)的一端与传动轴(41)固定连接，该摆杆(11)的另一端与所述主动棘爪(10)通过棘爪连接销(9)铰接。