CN105691572A - 一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人 - Google Patents

Abstract

一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人，它涉及一种仿青蛙游动机器人。本发明使用拮抗式肌肉驱动关节，能够同时调整关节的角度和刚度，并且机器人整体结构紧凑，能够实现水下运动。本发明的每个大腿本体(2)分别通过一个髋关节(5)可转动安装在基体本体(1)的一侧，每个小腿本体(3)通过一个膝关节(6)与一个大腿本体(2)可转动连接，每个足部(4)通过一个踝关节(7)与一个小腿本体(3)可转动连接。本发明尤其适用于水下环境探索。

Description

一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人

技术领域

本发明涉及一种仿青蛙游动机器人，具体涉及一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人，属于机器人技术领域。

背景技术

由于海洋资源开发的需求，近年来以高推进效率、快速机动、低功耗、低噪声为研究目标的仿生水下推进机器人受到国内外学者的广泛关注。

人们较早开始了对仿鱼类游动机器人的研究，而对仿青蛙游动机器人的研究较少，青蛙游动是一种间歇性、爆发性的瞬时驱动游动方式，其具有快速的机动性和灵活性，包括快速的起动速度以及转向能力。相比于鱼类游动，更容易与其他运动模式相融合，而且青蛙基于划动机理的游动方式克服了鱼类游动过程中非对称摆动造成的不稳定性。

哈尔滨工业大学研制的仿青蛙跳跃机构以气动肌肉为驱动器，每个关节由一个气动肌肉和一个复位弹簧驱动，可完成青蛙的仿生蹬腿、收腿等动作。但是该机构在蹬腿时气动肌肉要克服弹簧力，收腿时由弹簧自由收缩不能控制收腿速度，这样导致实际驱动能力差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的仿青蛙跳跃机构以气动肌肉为驱动器，，每个关节由一个气动肌肉和一个复位弹簧驱动，可完成青蛙的仿生蹬腿、收腿等动作。但是该机构在蹬腿时气动肌肉要克服弹簧力，收腿时由弹簧自由收缩不能控制收腿速度，这样存在实际驱动能力差的问题，进而提供一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人。

本发明的技术方案是：一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人，它包括基体本体、两个大腿本体、两个小腿本体、两个足部、两个髋关节、两个膝关节和两个踝关节，每个大腿本体分别通过一个髋关节可转动安装在基体本体的一侧，每个小腿本体通过一个膝关节与一个大腿本体可转动连接，每个足部通过一个踝关节与一个小腿本体可转动连接，

基体本体包括密封舱、两个支撑板、两个基体骨骼上、两个基体骨骼下、四个气动肌肉第一连接件、四个髋关节驱动气动肌肉、两个基体骨骼连接件和供气气动系统，供气气动系统安装在密封舱内，两个支撑板分别安装在密封舱的左右两侧，一个基体骨骼上和一个基体骨骼下为一组气动肌肉架体，一个基体骨骼上和一个基体骨骼下由上至下依次分别安装在一个支撑板上，每组气动肌肉架体之间分别通过一个基体骨骼连接件支撑连接，两个髋关节驱动气动肌肉安装在一组气动肌肉架体上，两个髋关节驱动气动肌肉的一端通过两个气动肌肉第一连接件安装在气动肌肉架体的左右两端，两个髋关节驱动气动肌肉的另一端通过一个髋关节与大腿本体连接，

两个大腿本体和两个小腿本体的结构相同，每个大腿本体均包括密封壳上、大腿密封壳、大腿骨骼上、大腿骨骼下、大腿骨骼连接件和两个膝关节驱动气动肌肉，大腿骨骼上和大腿骨骼下上下设置，大腿骨骼上和大腿骨骼下之间通过大腿骨骼连接件连接，两个膝关节驱动气动肌肉的一端与大腿骨骼上和大腿骨骼下的一端连接，两个膝关节驱动气动肌肉的另一端与膝关节连接，密封壳上和大腿密封壳分别密封盖装在大腿骨骼上和大腿骨骼下的上下两端；

足部包括脚蹼连杆、脚掌、脚掌支撑、四个脚趾和脚蹼，脚掌通过脚掌支撑与脚蹼连杆连接，每个脚趾与脚掌转动连接，脚蹼与四个脚趾连接；

膝关节包括固定基座、旋转基座、旋转轴、静密封机构、动密封机构、第一轴承、杠杆、两个驱动器和编码器，

固定基座和旋转基座上下设置，旋转轴竖直穿设在固定基座和旋转基座内，旋转轴与固定基座和旋转基座之间的连接处通过动密封机构密封，旋转基座内通过静密封机构与旋转轴密封连接，编码器安装在固定基座内的旋转轴的上端，杠杆和第一轴承依次套装在旋转轴上，杠杆与旋转轴的上部相互配合实现联动，两个驱动器的末端分别与杠杆的一端连接；

静密封机构包括第一密封圈、旋转筋骨和螺钉，伸入到旋转基座内的旋转轴下部设有静密封阶梯台肩，旋转筋骨的设有多个筋骨台肩，旋转筋骨套装在旋转轴下部的静密封阶梯台肩上，静密封阶梯台肩上部外侧壁与旋转筋骨之间留有静密封空隙，第一密封圈套装在静密封空隙内，螺钉穿设在旋转筋骨的下部；

动密封机构包括第二密封圈、V型密封圈和套筒，第二密封圈套装在旋转轴的外侧壁上，且第二密封圈与固定基座的壳体之间留有储油腔室，V型密封圈套装在旋转轴上并位于固定基座的壳体的下部内侧壁与旋转基座的上端之间，套筒套装在旋转轴的外侧壁上，且位于V型密封圈的下端；

髋关节包括髋关节轴、髋关节轴承座、两个气动肌肉第二连接件和两个拉杆，髋关节轴的上部与基体骨骼上和基体骨骼下固定连接，髋关节轴承座可转动套装在髋关节轴上，髋关节轴的下部与大腿骨骼下转动连接，并且转动处通过动密封机构密封，两个拉杆的一端固连在大腿骨骼下中，两个拉杆另一端对称安装在髋关节轴承座的两端，每个拉杆还插在一个气动肌肉第二连接件中，气动肌肉第二连接件与一个髋关节驱动气动肌肉连接。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1.本发明采用了仿生度高的拮抗式肌肉驱动关节运动的形式，通过两个气动肌肉驱动单个关节，通过一个气动肌肉收缩一个气动肌肉舒张带动关节轴转动，进而实现蹬腿与收腿动作，能够精确和快速控制关节位置，并且能够调整关节刚度，提高整体机构稳定性。

2.本发明中各本体采用创新性的配置方式，基体本体、大腿本体、小腿本体和足部为两两层叠方式设置，即两个大腿本体始端设置在基体本体末端上方，两个小腿本体始端设置在大腿本体末端下方，足部始端设置在小腿本体末端上方，由此能够根据需要调整两关节间距，不受内部机构几何参数影响。

3.本发明气动肌肉连接件通过轴与各杆件相连，从而使基体本体、大腿本体和小腿本体均具有水下密封结构，电气系统可以集成在壳体内部，实现机器人的独立游动。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，图2是图1的俯视图，图3是图1的侧视图，图4是图1的局部放大图，图5是膝关节的主剖视图，图6是图5的局部放大图，图7是本发明的气动系统原理图；图8是本发明气动系统一种安装结构图，图9是大腿部分结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人，它

包括基体本体1、两个大腿本体2、两个小腿本体3、两个足部4、两个髋关节5、两个膝关节6和两个踝关节7，每个大腿本体2分别通过一个髋关节5可转动安装在基体本体1的一侧，每个小腿本体3通过一个膝关节6与一个大腿本体2可转动连接，每个足部4通过一个踝关节7与一个小腿本体3可转动连接，

基体本体1包括密封舱1-1、两个支撑板1-2、两个基体骨骼上1-3、两个基体骨骼下1-4、四个气动肌肉第一连接件1-5、四个髋关节驱动气动肌肉1-6、两个基体骨骼连接件1-7和供气气动系统，供气气动系统安装在密封舱1-1内，两个支撑板1-2分别安装在密封舱1-1的左右两侧，一个基体骨骼上1-3和一个基体骨骼下1-4为一组气动肌肉架体，一个基体骨骼上1-3和一个基体骨骼下1-4由上至下依次分别安装在一个支撑板1-2上，每组气动肌肉架体之间分别通过一个基体骨骼连接件1-7支撑连接，两个髋关节驱动气动肌肉1-6安装在一组气动肌肉架体上，两个髋关节驱动气动肌肉1-6的一端通过两个气动肌肉第一连接件1-5安装在气动肌肉架体的左右两端，两个髋关节驱动气动肌肉1-6的另一端通过一个髋关节5与大腿本体2连接，

两个大腿本体2和两个小腿本体3的结构相同，每个大腿本体2均包括密封壳上2-1、大腿密封壳2-2、大腿骨骼上2-3、大腿骨骼下2-4、大腿骨骼连接件2-5和两个膝关节驱动气动肌肉2-6，大腿骨骼上2-3和大腿骨骼下2-4上下设置，大腿骨骼上2-3和大腿骨骼下2-4之间通过大腿骨骼连接件2-5连接，两个膝关节驱动气动肌肉2-6的一端与大腿骨骼上2-3和大腿骨骼下2-4的一端连接，两个膝关节驱动气动肌肉2-6的另一端与膝关节6连接，密封壳上2-1和大腿密封壳2-2分别密封盖装在大腿骨骼上2-3和大腿骨骼下2-4的上下两端；

足部4包括脚蹼连杆4-1、脚掌4-2、脚掌支撑4-3、四个脚趾4-4和脚蹼4-5，脚掌4-2通过脚掌支撑4-3与脚蹼连杆4-1连接，每个脚趾4-4与脚掌4-2转动连接，脚蹼4-5与四个脚趾4-4连接；

膝关节6包括固定基座A-1、旋转基座A-2、旋转轴A-3、静密封机构A-4、动密封机构A-5、第一轴承A-6、杠杆A-7、两个驱动器A-8和编码器A-9，

固定基座A-1和旋转基座A-2上下设置，旋转轴A-3竖直穿设在固定基座A-1和旋转基座A-2内，旋转轴A-3与固定基座A-1和旋转基座A-2之间的连接处通过动密封机构A-5密封，旋转基座A-2内通过静密封机构A-4与旋转轴A-3密封连接，编码器A-9安装在固定基座A-1内的旋转轴A-3的上端，杠杆A-7和第一轴承A-6依次套装在旋转轴A-3上，杠杆A-7与旋转轴A-3的上部相互配合实现联动，两个驱动器A-8的末端分别与杠杆A-7的一端连接；

静密封机构A-4包括第一密封圈A-4-1、旋转筋骨A-4-2和螺钉A-4-3，伸入到旋转基座A-2内的旋转轴A-3下部设有静密封阶梯台肩，旋转筋骨A-4-2的设有多个筋骨台肩，旋转筋骨A-4-2套装在旋转轴A-3下部的静密封阶梯台肩上，静密封阶梯台肩上部外侧壁与旋转筋骨A-4-2之间留有静密封空隙，第一密封圈A-4-1套装在静密封空隙内，螺钉A-4-3穿设在旋转筋骨A-4-2的下部；

动密封机构A-5包括第二密封圈A-5-1、V型密封圈A-5-2和套筒A-5-3，第二密封圈A-5-1套装在旋转轴A-3的外侧壁上，且第二密封圈A-5-1与固定基座A-1的壳体之间留有储油腔室，V型密封圈A-5-2套装在旋转轴A-3上并位于固定基座A-1的壳体的下部内侧壁与旋转基座A-2的上端之间，套筒A-5-3套装在旋转轴A-3的外侧壁上，且位于V型密封圈A-5-2的下端；

髋关节5包括髋关节轴5-1、髋关节轴承座5-2、两个气动肌肉第二连接件5-3和两个拉杆5-4，髋关节轴5-1的上部与基体骨骼上1-3和基体骨骼下1-4固定连接，髋关节轴承座5-2可转动套装在髋关节轴5-1上，髋关节轴5-1的下部与大腿骨骼下2-4转动连接，并且转动处通过动密封机构A-5密封，两个拉杆5-4的一端固连在大腿骨骼下2-4中，两个拉杆5-4另一端对称安装在髋关节轴承座5-2的两端，每个拉杆5-4还插在一个气动肌肉第二连接件5-3中，气动肌肉第二连接件5-3与一个髋关节驱动气动肌肉1-6连接。

踝关节结构与部分膝关节的结构相同，踝关节7包括旋转基座A-2、踝关节旋转轴H-1、与膝关节相同的动密封机构A-5、杠杆H-2和肌肉连接件H-3，踝关节旋转轴H-1安装在旋转基座A-2内，杠杆H-2固定安装在踝关节旋转轴H-1上，肌肉连接件H-3安装在杠杆H-2上，且安装在小腿本体3内的膝关节驱动气动肌肉与肌肉连接件H-3连接，旋转基座A-2与足部4之间通过与膝关节相同的动密封机构A-5密封连接。

其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

两个气动肌肉形成拮抗方式驱动关节，通过一个气动肌肉收缩一个气动肌肉舒张带动关节轴转动，进而实现蹬腿与收腿动作，能够精确和快速控制关节位置，并且可以调整关节刚度。

在本发明中壳体间需要密封防水，通过在两壳体结合处分别设置两层半圆凹槽，然后放置两条密封条机械压紧实现水密封。

本实施方式的大腿本体2包括大腿密封壳上2-1、大腿密封壳下2-2、大腿骨骼上2-3、大腿骨骼下2-4、大腿骨骼连接件2-5和两个膝关节驱动气动肌肉2-6，大腿骨骼上2-3与大腿骨骼下2-4通过大腿骨骼连接件2-5固定连接，每个膝关节驱动气动肌肉2-6一端通过气动肌肉第一连接件1-5与大腿骨骼上2-3和大腿骨骼下2-4连接，每个膝关节驱动气动肌肉2-6另一端通过膝关节6与小腿本体3连接，大腿骨骼上2-3固定在大腿密封壳上2-1内部平面，大腿骨骼下2-4固定在大腿密封壳下2-2内部平面，大腿密封壳上2-1与大腿密封壳下2-2密封连接，两个膝关节驱动气动肌肉2-6设置在大腿骨骼上2-3与大腿骨骼下2-4中间部位，且呈V字形设置在两侧与膝关节6构成拮抗式关节驱动。

本实施方式中足部4还包括四个套筒4-6，每个脚趾4-4通过套筒4-6与脚掌4-2转动连接，工作时完成脚蹼的开合，脚趾4-4上打有较多小孔，便于柔性脚蹼4-5与脚趾4-4固定连接。

本实施方式的髋关节5包括髋关节轴5-1、髋关节轴承座5-2、两个气动肌肉第二连接件5-3和两个拉杆5-4，髋关节轴5-1一端与基体骨骼上1-3和基体骨骼下1-4固定连接，髋关节轴5-1另一端与大腿骨骼下2-4转动连接，髋关节轴承座5-2与髋关节轴5-1转动连接，每个拉杆5-4一端与髋关节轴承座5-2连接，拉杆5-4另一端与大腿骨骼下2-4固定连接，每个气动肌肉第二连接件5-3一端与髋关节驱动气动肌肉1-6连接，气动肌肉第二连接件5-3另一端与拉杆5-4中部转动连接。

本实施方式中髋关节轴5-1与基体骨骼上1-3和基体骨骼下1-4固定连接是通过髋关节轴5-1连接端D型轴配合以及机械紧定实现的。

本发明中基体本体1、大腿本体2、小腿本体3和足部4为两两层叠方式设置，即两个大腿本体2始端设置在基体本体1末端上方，两个小腿本体3始端设置在大腿本体2末端下方，足部4始端设置在小腿本体3末端上方，这样可以根据需要调整两关节间距，不受内部机构几何参数影响。

本发明工作时，依靠气动肌肉充气后爆发性收缩，结合拮抗式肌肉配置，使得髋关节驱动气动肌肉1-6、膝关节驱动气动肌肉2-6和踝关节驱动气动肌肉3-2一侧肌肉收缩，另一侧肌肉舒张，带动髋关节5、膝关节6和踝关节7转动，进而拉动大腿本体2、小腿本体3和足部4运动，实现机器人游动时蹬腿与收腿动作。

具体实施方式二：结合图7至图8说明本实施方式，本实施方式的供气气动系统包括高压舱B-1、气泵B-2、低压舱B-3、空气过滤网B-4、高压舱压力传感器B-5、电池B-6、低压舱压力传感器B-7、两个开关气动系统B-20和两个气动执行单元B-30，高压舱B-1和低压舱B-3相对设置且高压舱B-1和低压舱B-3之间通过气泵B-2连通，电池B-6接在气泵B-2上并为气泵B-2供电，高压舱B-1连接空气过滤网B-4并通过一个开关气动系统B-20为一个气动执行单元B-30提供气源，低压舱B-3通过另一个开关气动系统B-20为另一个气动执行单元B-30提供气源，高压舱压力传感器B-5用于测量高压舱B-1的舱内压力，低压舱压力传感器B-7用于测量低压舱B-3的舱内压力。如此设置：高压舱提供气源供执行单元工作后排气到低压舱，高低舱压差减小，通过气泵恢复高低舱之间的压差。从而使本发明的气动系统与外部大气隔离，形成可集成的独立气源。通过高速开关阀组控制气动肌肉的充气和放气，相对其他调压阀，体积和质量都有极大的减小，减小了一倍。将供电电池、开关阀、气泵等相关组件配置在低压舱内，使结构紧凑，有效缩减整个系统的体积，体积缩小一倍。通过控制开关阀的高速开关来控制冲入肌肉密闭腔内的气体，从而达到控制肌肉收缩的目的。相比其他调压阀质量和体积有了较大减小，与压力比例阀相比，成本也有显著的降低。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图7至图8说明本实施方式，本实施方式的气泵B-2的进气口A端与低压舱B-3连接，气泵B-2的排气口B端与高压舱B-1连接。如此设置：便于实现高压舱和低压舱之间的压差，从而使本发明的气动系统与外部大气隔离，形成可集成的独立气源。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图7至图8说明本实施方式，本实施方式的开关气动系统B-20包括进气高速开关阀B-21和排气高速开关阀B-22，进气高速开关阀B-21和排气高速开关阀B-22并联设置并与空气过滤网B-4或低压舱B-3连接。如此设置的益处是：便于减小体积。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图7至图8说明本实施方式，本实施方式的气动执行单元B-30包括气动肌肉B-31和工作压力传感器B-32，气动肌肉B-31和工作压力传感器B-32并联设置并与开关气动系统B-20连接。如此设置的益处是：便于与外界连接，实现对气动肌肉的动作控制，另外，每个开关气动系统通过工作压力传感器B-32测量气动肌肉B-31的工作压力。控制向气动肌肉的充气与放气。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

本供气系统具有的逻辑关系是：

逻辑一，进气高速开关阀B-21通电时，排气高速开关阀B-22断电，使高压气体从高压舱B-1通入气动肌肉B-31；

逻辑二，进气高速开关阀B-21断电，排气高速开关阀B-22也断电，气动肌肉内部气体质量守恒。

逻辑三，排气高速开关阀B-22通电时，进气高速开关阀B-21断电，气动肌肉B-31内的压缩空气排入低压舱B-3中。

本发明的供气系统在工作时，利用以上逻辑关系能够实现气动肌肉的主动收缩功能，具有驱动能力；零进气量时具有被动柔性，相当于变刚度弹簧；气动肌肉放气复位功能。本发明具有体积小，质量轻，开关量控制，与外界大气隔离的特点，非常适用于集成在移动机器人本体上。

具体实施方式六：结合图5至图6说明本实施方式，本实施方式的膝关节6的旋转轴A-3上对称设有两切面，并形成外突台肩，杠杆A-7卡套在旋转轴A-3的外突台肩上，并与旋转轴A-3的两切面配合实现联动。如此设置的益处是：为杠杆提供定位。其它组成和连接关系与具体实施方式一或五相同。

本实施方式利用杠杆机构驱动关节轴连接转动部件实现转动。旋转基座、旋转轴和杠杆通过连接件固连一起，形成一个整体，突出的旋转轴部分和杠杆插入基座中，使基座与旋转基座之间的转动等效为基座与旋转轴之间的转动，这样将基座和旋转基座之间杠杆作用变为基座与旋转轴之间的杠杆连接，所需的连接点放置在了基座内部。基座与旋转基座之间的连接间隙仅为旋转轴和基座壳体之间的间隙，通过套装在旋转轴上的动密封装置实现转动密封。V型密封圈5-2为橡胶材质，紧套在旋转轴上，实现旋转轴与V型密封圈的密封，V型密封圈的另一端与基座壳体相接触，关节转动时存在相对转动，但是柔软的V型密封圈紧贴在基座壳体表面，保障相对转动处的密封。第二密封圈5-1与基座壳体形成的密封油腔室中充满密封油，由于第二密封圈紧套在旋转轴上，外缘与基座壳体间隙很小，从而保障密封油停留在V型密封圈与第二密封圈之间，组织从V型密封圈漏掉的液体进入基座壳体内。而旋转基座内部因为装配形成的间隙则通过静密封装置实现关节处的良好密封效果。综上所述，本发明简化了关节结构与密封结构。为骨骼-关节式水下机器人提供了一种关节转动方案。

具体实施方式七：结合图5至图6说明本实施方式，本实施方式的编码器A-9的输出端为D型轴，与旋转轴A-3同步转动，编码器A-9壳体卡接在固定基座A-1的壳体中。如此设置的益处是：便于与旋转轴3连接。其它组成和连接关系与具体实施方式六相同。

具体实施方式八：结合图5至图6说明本实施方式，本实施方式的膝关节6还包括连接件A-10和第二轴承A-11，旋转轴A-3的上部设有连接轴肩，第二轴承A-11套装在连接轴肩上，连接件A-10安装在旋转轴A-3上，编码器A-9的D型轴通过连接件A-10与旋转轴A-3的上端连接。如此设置的益处是：便于与外界连接，实现对气动肌肉的动作控制，另外，每个开关气动系统通过工作压力传感器B-32测量气动肌肉B-31的工作压力。控制向气动肌肉的充气与放气。其它组成和连接关系与具体实施方式七相同。

本实施方式的膝关节通过杠杆原理拉动杠杆相对基座旋转。其中，旋转基座、旋转轴和杠杆通过连接件固连一起，形成一个整体，驱动器一端连接基座，另一端连接杠杆，驱动关节转动。而基座与旋转基座之间的连接间隙仅为旋转轴和基座壳体之间的间隙，通过套装在旋转轴上的动密封装置实现转动密封。而旋转基座内部因为装配形成的间隙则通过静密封装置实现关节处的良好密封效果。

Claims (8)

1.一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人，其特征在于：它包括基体本体(1)、两个大腿本体(2)、两个小腿本体(3)、两个足部(4)、两个髋关节(5)、两个膝关节(6)和两个踝关节(7)，每个大腿本体(2)分别通过一个髋关节(5)可转动安装在基体本体(1)的一侧，每个小腿本体(3)通过一个膝关节(6)与一个大腿本体(2)可转动连接，每个足部(4)通过一个踝关节(7)与一个小腿本体(3)可转动连接，

基体本体(1)包括密封舱(1-1)、两个支撑板(1-2)、两个基体骨骼上(1-3)、两个基体骨骼下(1-4)、四个气动肌肉第一连接件(1-5)、四个髋关节驱动气动肌肉(1-6)、两个基体骨骼连接件(1-7)和供气气动系统，供气气动系统安装在密封舱(1-1)内，两个支撑板(1-2)分别安装在密封舱(1-1)的左右两侧，一个基体骨骼上(1-3)和一个基体骨骼下(1-4)为一组气动肌肉架体，一个基体骨骼上(1-3)和一个基体骨骼下(1-4)由上至下依次分别安装在一个支撑板(1-2)上，每组气动肌肉架体之间分别通过一个基体骨骼连接件(1-7)支撑连接，两个髋关节驱动气动肌肉(1-6)安装在一组气动肌肉架体上，两个髋关节驱动气动肌肉(1-6)的一端通过两个气动肌肉第一连接件(1-5)安装在气动肌肉架体的左右两端，两个髋关节驱动气动肌肉(1-6)的另一端通过一个髋关节(5)与大腿本体(2)连接，

两个大腿本体(2)和两个小腿本体(3)的结构相同，每个大腿本体(2)均包括密封壳上(2-1)、大腿密封壳(2-2)、大腿骨骼上(2-3)、大腿骨骼下(2-4)、大腿骨骼连接件(2-5)和两个膝关节驱动气动肌肉(2-6)，大腿骨骼上(2-3)和大腿骨骼下(2-4)上下设置，大腿骨骼上(2-3)和大腿骨骼下(2-4)之间通过大腿骨骼连接件(2-5)连接，两个膝关节驱动气动肌肉(2-6)的一端与大腿骨骼上(2-3)和大腿骨骼下(2-4)的一端连接，两个膝关节驱动气动肌肉(2-6)的另一端与膝关节(6)连接，密封壳上(2-1)和大腿密封壳(2-2)分别密封盖装在大腿骨骼上(2-3)和大腿骨骼下(2-4)的上下两端；

足部(4)包括脚蹼连杆(4-1)、脚掌(4-2)、脚掌支撑(4-3)、四个脚趾(4-4)和脚蹼(4-5)，脚掌(4-2)通过脚掌支撑(4-3)与脚蹼连杆(4-1)连接，每个脚趾(4-4)与脚掌(4-2)转动连接，脚蹼(4-5)与四个脚趾(4-4)连接；

膝关节(6)包括固定基座(A-1)、旋转基座(A-2)、旋转轴(A-3)、静密封机构(A-4)、动密封机构(A-5)、第一轴承(A-6)、杠杆(A-7)、两个驱动器(A-8)和编码器(A-9)，

固定基座(A-1)和旋转基座(A-2)上下设置，旋转轴(A-3)竖直穿设在固定基座(A-1)和旋转基座(A-2)内，旋转轴(A-3)与固定基座(A-1)和旋转基座(A-2)之间的连接处通过动密封机构(A-5)密封，旋转基座(A-2)内通过静密封机构(A-4)与旋转轴(A-3)密封连接，编码器(A-9)安装在固定基座(A-1)内的旋转轴(A-3)的上端，杠杆(A-7)和第一轴承(A-6)依次套装在旋转轴(A-3)上，杠杆(A-7)与旋转轴(A-3)的上部相互配合实现联动，两个驱动器(A-8)的末端分别与杠杆(A-7)的一端连接；

静密封机构(A-4)包括第一密封圈(A-4-1)、旋转筋骨(A-4-2)和螺钉(A-4-3)，伸入到旋转基座(A-2)内的旋转轴(A-3)下部设有静密封阶梯台肩，旋转筋骨(A-4-2)的设有多个筋骨台肩，旋转筋骨(A-4-2)套装在旋转轴(A-3)下部的静密封阶梯台肩上，静密封阶梯台肩上部外侧壁与旋转筋骨(A-4-2)之间留有静密封空隙，第一密封圈(A-4-1)套装在静密封空隙内，螺钉(A-4-3)穿设在旋转筋骨(A-4-2)的下部；

动密封机构(A-5)包括第二密封圈(A-5-1)、V型密封圈(A-5-2)和套筒(A-5-3)，第二密封圈(A-5-1)套装在旋转轴(A-3)的外侧壁上，且第二密封圈(A-5-1)与固定基座(A-1)的壳体之间留有储油腔室，V型密封圈(A-5-2)套装在旋转轴(A-3)上并位于固定基座(A-1)的壳体的下部内侧壁与旋转基座(A-2)的上端之间，套筒(A-5-3)套装在旋转轴(A-3)的外侧壁上，且位于V型密封圈(A-5-2)的下端；

髋关节(5)包括髋关节轴(5-1)、髋关节轴承座(5-2)、两个气动肌肉第二连接件(5-3)和两个拉杆(5-4)，髋关节轴(5-1)的上部与基体骨骼上(1-3)和基体骨骼下(1-4)固定连接，髋关节轴承座(5-2)可转动套装在髋关节轴(5-1)上，髋关节轴(5-1)的下部与大腿骨骼下(2-4)转动连接，并且转动处通过动密封机构(A-5)密封，两个拉杆(5-4)的一端固连在大腿骨骼下(2-4)中，两个拉杆(5-4)另一端对称安装在髋关节轴承座(5-2)的两端，每个拉杆(5-4)还插在一个气动肌肉第二连接件(5-3)中，气动肌肉第二连接件(5-3)与一个髋关节驱动气动肌肉(1-6)连接。

2.根据权利要求1所述的一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人，其特征在于：供气气动系统包括高压舱(B-1)、气泵(B-2)、低压舱(B-3)、空气过滤网(B-4)、高压舱压力传感器(B-5)、电池(B-6)、低压舱压力传感器(B-7)、两个开关气动系统(B-20)和两个气动执行单元(B-30)，高压舱(B-1)和低压舱(B-3)相对设置且高压舱(B-1)和低压舱(B-3)之间通过气泵(B-2)连通，电池(B-6)接在气泵(B-2)上并为气泵(B-2)供电，高压舱(B-1)连接空气过滤网(B-4)并通过一个开关气动系统(B-20)为一个气动执行单元(B-30)提供气源，低压舱(B-3)通过另一个开关气动系统(B-20)为另一个气动执行单元(B-30)提供气源，高压舱压力传感器(B-5)用于测量高压舱(B-1)的舱内压力，低压舱压力传感器(B-7)用于测量低压舱(B-3)的舱内压力。

3.根据权利要求2所述的一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人，其特征在于：气泵(B-2)的进气口A端与低压舱(B-3)连接，气泵(B-2)的排气口B端与高压舱(B-1)连接。

4.根据权利要求3所述的一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人，其特征在于：开关气动系统(B-20)包括进气高速开关阀(B-21)和排气高速开关阀(B-22)，进气高速开关阀(B-21)和排气高速开关阀(B-22)并联设置并与空气过滤网(B-4)或低压舱(B-3)连接。

5.根据权利要求4所述的一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人，其特征在于：气动执行单元(B-30)包括气动肌肉(B-31)和工作压力传感器(B-32)，气动肌肉(B-31)和工作压力传感器(B-32)并联设置并与开关气动系统(B-20)连接。

6.根据权利要求1所述的一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人，其特征在于：膝关节(6)的旋转轴(A-3)上对称设有两切面，并形成外突台肩，杠杆(A-7)卡套在旋转轴(A-3)的外突台肩上，杠杆(A-7)与旋转轴(A-3)的两切面配合实现联动。

7.根据权利要求6所述的一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人，其特征在于：编码器(A-9)的输出端为D型轴，与旋转轴(A-3)同步转动，编码器(A-9)壳体卡接在固定基座(A-1)的壳体中。

8.根据权利要求7所述的一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人，其特征在于：膝关节(6)还包括连接件(A-10)和第二轴承(A-11)，旋转轴(A-3)的上部设有连接轴肩，第二轴承(A-11)套装在连接轴肩上，连接件(A-10)安装在旋转轴(A-3)上，编码器(A-9)的D型轴通过连接件(A-10)与旋转轴(A-3)的上端连接。