CN105644650A - 一种气电混合驱动的柔性双足机器人 - Google Patents

Abstract

一种气电混合驱动的柔性双足机器人，它涉及一种柔性双足机器人，以解决现有柔性双足机器人关节柔性和动态响应特性联动性差，机器人步行效率低和动态稳定性差的问题，它包括左腿、右腿和骨盆；左腿和右腿分别包括大腿、小腿、足部、髋关节、膝关节和踝关节；髋关节包括单向串联弹性驱动器和髋关节传动机构；单向串联弹性驱动器包括电机、电机座、扭转弹簧、第一轮毂、第二轮毂、第一卡环、第二卡环和髋关节驱动轴；髋关节传动机构包括驱动带轮、从动带轮、传动带和髋关节从动轴；髋关节驱动轴上安装有驱动带轮；膝关节包括膝关节驱动机构和膝关节传动机构。本发明属于仿人机器人领域。

Description

一种气电混合驱动的柔性双足机器人

技术领域

本发明涉及一种柔性双足机器人，属于仿人机器人领域。

背景技术

人类的步行是一个能量效率非常高的、动态稳定的过程，利用机器人实现拟人的高效动态稳定步行是双足机器人领域的一个重要研究内容。目前，多数双足机器人采用高刚性的电机作为驱动元件，系统响应速度快，但另一方面也增大了机器人的重量，使得机器人步行的能量效率很低；此外，还有一部分双足机器人采用气动人工肌肉作为驱动元件，气动人工肌肉具有柔顺、功率/质量比大、在力/长度特性上与人类肌肉相似等特点，使得机器人的关节具有柔性，机器人步行的能量效率较高，但是由于受到气源、管路、气动人工肌肉自身特性等因素的影响，系统的动态响应性能较差，具有一定的迟滞性。因此，在进行双足机器人设计时，综合考虑机器人的关节柔性和动态响应特性，对于提高机器人的步行效率和动态稳定性能具有重要作用。

发明内容

本发明为解决现有柔性双足机器人关节柔性和动态响应特性联动性差，机器人步行效率低和动态稳定性差的问题，进而提供一种气电混合驱动的柔性双足机器人。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：一种气电混合驱动的柔性双足机器人包括左腿、右腿和骨盆；左腿和右腿分别包括大腿、小腿、足部、髋关节、膝关节和踝关节；左腿和右腿通过骨盆连接，骨盆通过髋关节与大腿转动连接，大腿通过膝关节与小腿转动连接，小腿通过踝关节与足部转动连接；

髋关节包括单向串联弹性驱动器和髋关节传动机构；

单向串联弹性驱动器包括电机、电机座、扭转弹簧、第一轮毂、第二轮毂、第一卡环、第二卡环和髋关节驱动轴；

电机的输出端与第一轮毂的一端连接，第二轮毂的一端与髋关节驱动轴连接，髋关节驱动轴通过轴承转动安装在骨盆的下端面上；第一轮毂的另一端加工有相对设置的两个第一凸爪，第二轮毂的另一端加工有相对设置的两个第二凸爪；第一轮毂通过两个第一凸爪和两个第二凸爪与第二轮毂连接为一体，第一轮毂安装在第一卡环内，第二轮毂安装在第二卡环内，电机安装在电机座上，电机座安装在骨盆的下端面上；扭转弹簧套装在第一凸爪和第二凸爪上，第一卡环的第一凸台顶压扭转弹簧的一个扭臂，第二卡环的第二凸台顶压扭转弹簧的另一个扭臂；

髋关节传动机构包括驱动带轮、从动带轮、传动带和髋关节从动轴；髋关节驱动轴上安装有驱动带轮；髋关节从动轴的两端转动安装在位于串联弹性驱动器下部的骨盆架上，大腿固装在髋关节从动轴上，从动轴上安装有从动带轮，驱动带轮通过传动带与从动带轮传动连接；

膝关节包括膝关节驱动机构和膝关节传动机构；膝关节驱动机构包括滑轮、钢丝绳、膝关节驱动轴、一个第一弹簧支架、一个第二弹簧支架、一个拉伸弹簧和两个气动人工肌肉；

膝关节传动机构包括一个中心齿轮、一个行星齿轮、一个系杆和膝关节从动轴；两个气动人工肌肉采用拮抗式布置方式设置，两个气动人工肌肉的上端与大腿的上端连接；一个中心齿轮固装在大腿上，膝关节驱动轴通过轴承转动安装在一个中心齿轮上；一个行星齿轮固装在小腿上，膝关节从动轴通过轴承转动安装在一个行星齿轮上，中心齿轮与行星齿轮啮合，膝关节驱动轴通过一个系杆与膝关节从动轴连接；滑轮固装在膝关节驱动轴上，钢丝绳缠绕在滑轮上，钢丝绳的一端与一个气动人工肌肉的下端连接，钢丝绳的另一端与另一个气动人工肌肉的下端连接；位于一个中心齿轮上方的大腿上安装有一个第一弹簧支架，位于一个行星齿轮下方的小腿上安装有第二弹簧支架，一个拉伸弹簧设置在滑轮的一侧，一个拉伸弹簧的两端分别与第一弹簧支架和第二弹簧支架连接；

踝关节包括踝关节气动人工肌肉、踝关节弹簧支架、踝关节拉伸弹簧、传动轮、踝关节轴、转接座和踝关节钢丝绳；足部包括脚底、脚跟、脚掌和足趾关节；转接座安装在足部的脚跟上，转接座与第二弹簧支架之间的小腿上安装有踝关节弹簧支架，踝关节轴穿过转接座并通过轴承转动安装在小腿上，传动轮固定在踝关节轴上，踝关节气动人工肌肉的上端与第二弹簧支架连接，踝关节拉伸弹簧的上端与踝关节弹簧支架连接，踝关节钢丝绳缠绕在传动轮上，踝关节钢丝绳的一端与踝关节拉伸弹簧的下端连接，踝关节钢丝绳的另一端与踝关节气动人工肌肉的下端连接；

脚底的上表面上安装有脚跟和脚掌，脚底为可充放气的弹性气囊；足趾关节包括第一铰链座、第二铰链座、第三铰链座、铰链销和两个扭簧；第一铰链座安装在脚跟上，第二铰链座和第三铰链座安装在脚掌上，第一铰链座布置在第二铰链座和第三铰链座之间，第一铰链座和第二铰链座之间布置有一个扭簧，第一铰链座和第三铰链座之间布置有另一个扭簧，铰链销安装在第二铰链座、第一铰链座和第三铰链座上，两个扭簧套装在铰链销上。

本发明的有益效果是：1、双足机器人的每条腿由大腿、小腿和足部等三部分组成，每条腿具有髋关节、膝关节、踝关节和足趾关节等四个关节，两条腿之间由骨盆连接；2、髋关节对于保证机器人步行的动态稳定性能作用最大，因此髋关节采用电机作为驱动元件，并且设计了一种单向串联弹性驱动器，在保留电机快速响应能力的基础上，又增加了一定的柔性；3、膝关节的柔性能够缓冲机器人步行过程中来自地面的冲击，同时，小腿的向前摆动通常依靠自身的被动动力完成，因此，膝关节由一对拮抗式布置的气动人工肌肉和与肌肉并联的拉伸弹簧驱动，从而使膝关节具有柔性，膝关节的伸展动作由自身惯性和拉伸弹簧提供动力；4、机器人步行过程中，不要求对踝关节进行快速准确控制，而且踝关节的柔性有助于缓冲地面对机器人的冲击，因此，踝关节由一条气动人工肌肉和一根拉伸弹簧驱动；5、机器人的足部是机器人步行时唯一与地面发生接触的部件，足部的柔性对于提高机器人的地形适应能力、缓冲外界冲击具有非常重要的作用，因此，设计了一种能够调节刚度的柔性足部结构。

综上，本发明研制的双足机器人综合考虑了机器人的关节柔性和动态响应特性，采用气动人工肌肉和电机混合驱动，使得机器人的各个关节都具有柔性，同时又保留了髋关节的快速响应能力，以保证机器人步行的动态稳定性，而且也使机器人的整体质量较轻，有助于提高机器人步行的能量效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，图2是髋关节和大腿连接结构示意图，图3是单向串联弹性驱动器的结构示意图，图4是第一轮毂、第二轮毂、第一卡环和第二卡环布置结构示意图，图5是膝关节的结构示意图，图6是膝关节转动状态示意图，图7是踝关节和足部连接结构示意图，图8是足部结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图8说明，本实施方式的一种气电混合驱动的柔性双足机器人包括左腿A、右腿B和骨盆C；左腿A和右腿B分别包括大腿1、小腿2、足部3、髋关节4、膝关节5和踝关节6；左腿A和右腿B通过骨盆C连接，骨盆3通过髋关节4与大腿1转动连接，大腿1通过膝关节5与小腿2转动连接，小腿2通过踝关节6与足部3转动连接；

髋关节4包括单向串联弹性驱动器D和髋关节传动机构；

单向串联弹性驱动器D包括电机11、电机座12、扭转弹簧13、第一轮毂14、第二轮毂15、第一卡环16、第二卡环17和髋关节驱动轴18；

电机11的输出端与第一轮毂14的一端连接，第二轮毂15的一端与髋关节驱动轴18连接，髋关节驱动轴18通过轴承30转动安装在骨盆C的下端面上；

第一轮毂14的另一端加工有相对设置的两个第一凸爪14-1，第二轮毂15的另一端加工有相对设置的两个第二凸爪15-1；第一轮毂14通过两个第一凸爪14-1和两个第二凸爪15-1与第二轮毂15连接为一体，第一轮毂14安装在第一卡环16内，第二轮毂15安装在第二卡环17内，电机11安装在电机座12上，电机座12安装在骨盆C的下端面上；

扭转弹簧13套装在第一凸爪14-1和第二凸爪15-1上，第一卡环16的第一凸台16-1顶压扭转弹簧13的一个扭臂，第二卡环17的第二凸台17-1顶压扭转弹簧13的另一个扭臂；

髋关节传动机构包括驱动带轮119、从动带轮120、传动带121和髋关节从动轴122；髋关节驱动轴18上安装有驱动带轮119；髋关节从动轴122的两端转动安装在位于单向串联弹性驱动器D下部的骨盆架C-1上，大腿1固装在髋关节从动轴122上，从动轴122上安装有从动带轮120，驱动带轮119通过传动带121与从动带轮120传动连接；

膝关节5包括膝关节驱动机构和膝关节传动机构；膝关节驱动机构包括滑轮31、钢丝绳22、膝关节驱动轴23、一个第一弹簧支架29、一个第二弹簧支架20、一个拉伸弹簧21和两个气动人工肌肉24；

膝关节传动机构包括一个中心齿轮25、一个行星齿轮26、一个系杆27和膝关节从动轴28；

两个气动人工肌肉24采用拮抗式布置方式设置，两个气动人工肌肉24的上端与大腿1的上端连接；一个中心齿轮25固装在大腿1上，膝关节驱动轴23通过轴承30转动安装在一个中心齿轮25上；

一个行星齿轮26固装在小腿2上，膝关节从动轴28通过轴承30转动安装在一个行星齿轮26上，中心齿轮25与行星齿轮26啮合，膝关节驱动轴23通过一个系杆27与膝关节从动轴28连接；

滑轮31固装在膝关节驱动轴23上，钢丝绳22缠绕在滑轮31上，钢丝绳22的一端与一个气动人工肌肉24的下端连接，钢丝绳22的另一端与另一个气动人工肌肉24的下端连接；

位于一个中心齿轮25上方的大腿1上安装有一个第一弹簧支架29，位于一个行星齿轮26下方的小腿2上安装有第二弹簧支架20，一个拉伸弹簧21设置在滑轮31的一侧，一个拉伸弹簧21的两端分别与第一弹簧支架29和第二弹簧支架20连接；

踝关节6包括踝关节气动人工肌肉38、踝关节弹簧支架32、踝关节拉伸弹簧33、传动轮34、踝关节轴35、转接座36和踝关节钢丝绳37；

足部3包括脚底41、脚跟42、脚掌43和足趾关节；

转接座36安装在足部3的脚跟42上，转接座36与第二弹簧支架20之间的小腿2上安装有踝关节弹簧支架32，踝关节轴35穿过转接座36并通过轴承30转动安装在小腿2上，传动轮34固定在踝关节轴35上，踝关节气动人工肌肉38的上端与第二弹簧支架20连接，踝关节拉伸弹簧33的上端与踝关节弹簧支架32连接，踝关节钢丝绳37缠绕在传动轮34上，踝关节钢丝绳37的一端与踝关节拉伸弹簧33的下端连接，踝关节钢丝绳37的另一端与踝关节气动人工肌肉38的下端连接；

脚底41的上表面上安装有脚跟42和脚掌43，脚底41为可充放气的弹性气囊；足趾关节包括第一铰链座44-1、第二铰链座44-2、第三铰链座44-3、铰链销44-4和两个扭簧44-5；

第一铰链座44-1安装在脚跟42上，第二铰链座44-2和第三铰链座44-3安装在脚掌43上，第一铰链座44-1布置在第二铰链座44-2和第三铰链座44-3之间，第一铰链座44-1和第二铰链座44-2之间布置有一个扭簧44-5，第一铰链座44-1和第三铰链座44-3之间布置有另一个扭簧44-5，铰链销44-4安装在第二铰链座44-2、第一铰链座44-1和第三铰链座44-3上，两个扭簧44-5套装在铰链销44-4上。

足部安装有由柔性材质加工而成的可充放气的密闭弹性气囊，通过向气囊内部充气，或者从气囊内部向外放气，实现足底的刚度调节。铰链销可布置在分体设置脚跟和脚掌的对接处。足趾关节为被动关节，在外力作用下，脚跟与脚掌之间可以相对转动。电机转动时，通过单向串联弹性驱动器带动髋关节驱动轴旋转，进而通过同步传动带传动带动大腿绕髋关节从动轴转动。转接座为支撑座结构。

具体实施方式二：结合图8说明，本实施方式的脚底41为热塑性聚氨酯弹性体橡胶气囊。如此设置，质轻取材容易，满足设计要求和实际需要。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图5和图6说明，本实施方式所述膝关节5还包括另一个中心齿轮25和另一个行星齿轮26；两个中心齿轮25设置在滑轮31的两侧，另一个中心齿轮25固装在大腿1上，两个行星齿轮26设置在滑轮31的两侧，另一个行星齿轮26固装在小腿2上，膝关节驱动轴23通过轴承30转动安装在另一个中心齿轮25上，膝关节从动轴28通过轴承30转动安装在另一个行星齿轮26上，另一个中心齿轮25与另一个行星齿轮26啮合。如此设置，减少中心齿轮和行星齿轮间隙配合，保持平衡，保证膝关节运行稳定可靠。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图5说明，本实施方式所述膝关节5还包括另一个拉伸弹簧21；另一个拉伸弹簧21设置在滑轮31的另一侧，另一个拉伸弹簧21的上端与第一弹簧支架29连接，另一个拉伸弹簧21的下端与第二弹簧支架20连接。如此设置，有利于半被动运动模式时提供足够的驱动力。其它与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图5说明，本实施方式所述所述膝关节还包括另一个系杆27，两个系杆27设置在滑轮31的两侧，膝关节驱动轴23通过另一个系杆27与膝关节从动轴28连接。如此设置，保证膝关节驱动轴和膝关节从动轴运行稳定可靠。其它与具体实施一、二或四相同。

具体实施方式六：结合图4说明，本实施方式的第一凸爪14-1和第二凸爪15-1的横截面为扇形。如此设置，满足设计要求和实际需要。其它与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图8说明，本实施方式的脚跟42和脚掌43粘接在脚底41的上表面上。如此设置，简便易行，方便使用。其它与具体实施方式一、二、四或六相同。

具体实施方式八：结合图8说明，本实施方式的脚跟42和脚掌43为聚碳酸酯和聚丙烯腈合金而成的热可塑性塑胶板。如此设置，脚跟和脚掌强度大，质轻，廉价易得，满足实际需要。其它与具体实施方式七相同。

具体实施方式九：结合图8说明，本实施方式的脚跟42和脚掌43均由聚丙烯腈或聚丙交酯制成。如此设置，脚跟和脚掌强度大，质轻，廉价易得，满足实际需要。其它与具体实施方式七相同。

具体实施方式九：结合图3和图8说明，本实施方式的足部3还包括气动快换接头45，气动快换接头45安装在脚底41的充放气口上，单向串联弹性驱动器还包括减速器19，电机11的输出端与减速器19的输入端连接，减速器19的输出端与第一轮毂14的一端连接。气动快换接头穿过脚跟42与脚底41的充放气口连通，气动快换接头与脚底上的充放气口相通，通过气动快换接头可以向脚底内部充气或者从脚底内部向外排气，实现足底刚度的调节。减速器的设计便于输出轴的输出速率的调整，满足设计要求和实际需要。其它与具体实施方式一、二、四、六、八或九相同。

工作过程：当电机11沿扭转弹簧13的螺旋方向旋转时，第一卡环16的第一凸台16-1部分压紧扭转弹簧13的力臂使其变形，扭转弹簧13另一端的力臂驱动第二卡环17与第二轮毂5旋转，进而驱动输出轴18转动，由于扭转弹簧13的作用，该驱动器在该旋转方向具有柔性；当电机11沿反方向旋转时，扭转弹簧13不承受载荷，第一轮毂14直接带动第二轮毂15转动，进而驱动髋关节驱动轴8旋转，进而通过同步传动带121传动带动大腿1绕髋关节从动轴122转动。

膝关节可分别实现主动驱动与半被动驱动，两种驱动方式的实现原理介绍如下。当小腿1与大腿2在一条直线上时是膝关节的初始状态，此时气动人工肌肉24内部均充有一定量的的气体。在主动驱动模式，由两个气动人工肌肉24提供关节运动的驱动力，具体为屈膝时，图5中外侧的气动人工肌肉24充气收缩，内侧的气动人工肌肉24排气伸长，通过钢丝绳的拉力带动传动轮21和第一转轴13旋转，进而实现屈膝动作；伸膝时，图5中的内侧的气动人工肌肉24充气收缩，外侧的气动人工肌肉24排气伸长，通过钢丝绳的拉力带动传动轮和第一转轴23旋转，进而实现伸膝动作。在半被动运动模式，屈膝由图5中的内侧的气动人工肌肉24提供驱动力，伸膝由拉伸弹簧21提供驱动力，具体为屈膝时，图5中的内侧的气动人工肌肉24充气收缩，外侧的气动人工肌肉24排气伸长，通过钢丝绳22的拉力带动滑轮31和膝关节驱动轴23旋转，随着小腿2相对大腿1不断转动，拉伸弹簧21不断伸长储存能量；伸膝时，图5中的内侧的气动人工肌肉24排气伸长，外侧的气动人工肌肉24与内侧的气动人工肌肉24之间的钢丝绳22变得松弛，不再提供驱动力，而是由拉伸弹簧21提供作用力，带动小腿2摆动实现伸直动作。

由于气动人工肌肉24具有与人体肌肉类似的生物力学特性，使本发明仿人机器人膝关节具有一定的柔性，并且可以通过调节气动人工肌肉内部的气体压力，实现对膝关节柔性的调整。当两个气动人工肌肉24伸缩运动时，钢丝绳22拉动滑轮31与膝关节驱动轴23旋转，并通过系杆27带动行星齿轮26绕中心齿轮25运动，行星齿轮26绕膝关节从动轴28也自转，从而实现小腿2相对于大腿1的转动。根据行星轮系的传动原理，小腿2相对大腿2的瞬时转动中心不断变化。脚底41安装在脚跟42和脚掌43的下表面上，第一铰链座44-1固接在脚跟2上，第二铰链座44-2和第三铰链座44-3固接在脚掌43上，铰链销44-4安装在三个铰链座上，两个扭簧44-5套装在铰链销44-4上，通过足趾关节，脚跟42与脚掌43之间可以相对转动，采用可充气的弹性胶囊脚底通过向脚底内部充气，或者从脚底内部向外排气，可以调节脚底内部的气压，从而调节脚底的刚度。当脚底内部气压高时，刚度较大；而当脚底内部气压低时，刚度较小。

Claims (10)

1.一种气电混合驱动的柔性双足机器人，它包括左腿(A)、右腿(B)和骨盆(C)；左腿(A)和右腿(B)分别包括大腿(1)、小腿(2)、足部(3)、髋关节(4)、膝关节(5)和踝关节(6)；左腿(A)和右腿(B)通过骨盆(C)连接，骨盆(3)通过髋关节(4)与大腿(1)转动连接，大腿(1)通过膝关节(5)与小腿(2)转动连接，小腿(2)通过踝关节(6)与足部(3)转动连接；

其特征在于：髋关节(4)包括单向串联弹性驱动器(D)和髋关节传动机构；单向串联弹性驱动器(D)包括电机(11)、电机座(12)、扭转弹簧(13)、第一轮毂(14)、第二轮毂(15)、第一卡环(16)、第二卡环(17)和髋关节驱动轴(18)；

电机(11)的输出端与第一轮毂(14)的一端连接，第二轮毂(15)的一端与髋关节驱动轴(18)连接，髋关节驱动轴(18)通过轴承(30)转动安装在骨盆(C)的下端面上；第一轮毂(14)的另一端加工有相对设置的两个第一凸爪(14-1)，第二轮毂(15)的另一端加工有相对设置的两个第二凸爪(15-1)；第一轮毂(14)通过两个第一凸爪(14-1)和两个第二凸爪(15-1)与第二轮毂(15)连接为一体，第一轮毂(14)安装在第一卡环(16)内，第二轮毂(15)安装在第二卡环(17)内，电机(11)安装在电机座(12)上，电机座(12)安装在骨盆(C)的下端面上；扭转弹簧(13)套装在第一凸爪(14-1)和第二凸爪(15-1)上，第一卡环(16)的第一凸台(16-1)顶压扭转弹簧(13)的一个扭臂，第二卡环(17)的第二凸台(17-1)顶压扭转弹簧(13)的另一个扭臂；

髋关节传动机构包括驱动带轮(119)、从动带轮(120)、传动带(121)和髋关节从动轴(122)；髋关节驱动轴(18)上安装有驱动带轮(119)；髋关节从动轴(122)的两端转动安装在位于串联弹性驱动器下部的骨盆架(C-1)上，大腿(1)固装在髋关节从动轴(122)上，从动轴(122)上安装有从动带轮(120)，驱动带轮(119)通过传动带(121)与从动带轮(120)传动连接；

膝关节(5)包括膝关节驱动机构和膝关节传动机构；膝关节驱动机构包括滑轮(31)、钢丝绳(22)、膝关节驱动轴(23)、一个第一弹簧支架(29)、一个第二弹簧支架(20)、一个拉伸弹簧(21)和两个气动人工肌肉(24)；膝关节传动机构包括一个中心齿轮(25)、一个行星齿轮(26)、一个系杆(27)和膝关节从动轴(28)；

两个气动人工肌肉(24)采用拮抗式布置方式设置，两个气动人工肌肉(24)的上端与大腿(1)的上端连接；一个中心齿轮(25)固装在大腿(1)上，膝关节驱动轴(23)通过轴承(30)转动安装在一个中心齿轮(25)上；一个行星齿轮(26)固装在小腿(2)上，膝关节从动轴(28)通过轴承(30)转动安装在一个行星齿轮(26)上，中心齿轮(25)与行星齿轮(26)啮合，膝关节驱动轴(23)通过一个系杆(27)与膝关节从动轴(28)连接；滑轮(31)固装在膝关节驱动轴(23)上，钢丝绳(22)缠绕在滑轮(31)上，钢丝绳(22)的一端与一个气动人工肌肉(24)的下端连接，钢丝绳(22)的另一端与另一个气动人工肌肉(24)的下端连接；位于一个中心齿轮(25)上方的大腿(1)上安装有一个第一弹簧支架(29)，位于一个行星齿轮(26)下方的小腿(2)上安装有第二弹簧支架(20)，一个拉伸弹簧(21)设置在滑轮(31)的一侧，一个拉伸弹簧(21)的两端分别与第一弹簧支架(29)和第二弹簧支架(20)连接；

踝关节(6)包括踝关节气动人工肌肉(38)、踝关节弹簧支架(32)、踝关节拉伸弹簧(33)、传动轮(34)、踝关节轴(35)、转接座(36)和踝关节钢丝绳(37)；

足部(3)包括脚底(41)、脚跟(42)、脚掌(43)和足趾关节；转接座(36)安装在足部(3)的脚跟(42)上，转接座(36)与第二弹簧支架(20)之间的小腿2上安装有踝关节弹簧支架(32)，踝关节轴(35)穿过转接座(36)并通过轴承(30)转动安装在小腿(2)上，传动轮(34)固定在踝关节轴(35)上，踝关节气动人工肌肉(38)的上端与第二弹簧支架(20)连接，踝关节拉伸弹簧(33)的上端与踝关节弹簧支架(32)连接，踝关节钢丝绳(37)缠绕在传动轮(34)上，踝关节钢丝绳(37)的一端与踝关节拉伸弹簧(33)的下端连接，踝关节钢丝绳(37)的另一端与踝关节气动人工肌肉(38)的下端连接；脚底(41)的上表面上安装有脚跟(42)和脚掌(43)，脚底(41)为可充放气的弹性气囊；足趾关节包括第一铰链座(44-1)、第二铰链座(44-2)、第三铰链座(44-3)、铰链销(44-4)和两个扭簧(44-5)；第一铰链座(44-1)安装在脚跟(42)上，第二铰链座(44-2)和第三铰链座(44-3)安装在脚掌(43)上，第一铰链座(44-1)布置在第二铰链座(44-2)和第三铰链座(44-3)之间，第一铰链座(44-1)和第二铰链座(44-2)之间布置有一个扭簧(44-5)，第一铰链座(44-1)和第三铰链座(44-3)之间布置有另一个扭簧(44-5)，铰链销(44-4)安装在第二铰链座(44-2)、第一铰链座(44-1)和第三铰链座(44-3)上，两个扭簧(44-5)套装在铰链销(44-4)上。

2.根据权利要求1所述的一种气电混合驱动的柔性双足机器人，其特征在于：脚底(41)为热塑性聚氨酯弹性体橡胶气囊。

3.根据权利要求1或2所述的一种气电混合驱动的柔性双足机器人，其特征在于：所述膝关节5还包括另一个中心齿轮(25)和另一个行星齿轮(26)；两个中心齿轮(25)设置在滑轮(31)的两侧，另一个中心齿轮(25)固装在大腿(1)上，两个行星齿轮(26)设置在滑轮(31)的两侧，另一个行星齿轮(26)固装在小腿(2)上，膝关节驱动轴(23)通过轴承(30)转动安装在另一个中心齿轮(25)上，膝关节从动轴(28)通过轴承(30)转动安装在另一个行星齿轮(26)上，另一个中心齿轮(25)与另一个行星齿轮(26)啮合。

4.根据权利要求3所述的一种气电混合驱动的柔性双足机器人，其特征在于：所述膝关节(5)还包括另一个拉伸弹簧(21)；另一个拉伸弹簧(21)设置在滑轮(31)的另一侧，另一个拉伸弹簧(21)的上端与第一弹簧支架(29)连接，另一个拉伸弹簧(21)的下端与第二弹簧支架(20)连接。

5.根据权利要求1、2或4所述的一种气电混合驱动的柔性双足机器人，其特征在于：所述膝关节还包括另一个系杆(27)，两个系杆(27)设置在滑轮(31)的两侧，膝关节驱动轴(23)通过另一个系杆(27)与膝关节从动轴(28)连接。

6.根据权利要求5所述的一种气电混合驱动的柔性双足机器人，其特征在于：第一凸爪(14-1)和第二凸爪(15-1)的横截面为扇形。

7.根据权利要求1、2、4或6所述的一种气电混合驱动的柔性双足机器人，其特征在于：脚跟(42)和脚掌(43)粘接在脚底(41)的上表面上。

8.根据权利要求7所述的一种气电混合驱动的柔性双足机器人，其特征在于：脚跟(42)和脚掌(43)为聚碳酸酯和聚丙烯腈合金而成的热可塑性塑胶板。

9.根据权利要求7所述的一种气电混合驱动的柔性双足机器人，其特征在于：脚跟(42)和脚掌(43)均由聚丙烯腈或聚丙交酯制成。

10.根据权利要求1、2、4、6、8或9所述的一种气电混合驱动的柔性双足机器人，其特征在于：足部(3)还包括气动快换接头(45)，气动快换接头(45)安装在脚底(41)的充放气口上，单向串联弹性驱动器还包括减速器(19)，电机(11)的输出端与减速器(19)的输入端连接，减速器(19)的输出端与第一轮毂(14)的一端连接。