CN111003074A - 一种并联轮足式机器人腿结构及移动机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种并联轮足式机器人腿结构，包括由3个电机组成的驱动模块、侧摆轴模块、前摆轴模块、大腿模块、小腿模块和滚轮。腿结构为并联机构，其中机架为静平台，小腿为末端的动平台。3个驱动电机始终与机架固连，因此腿结构的重量较轻，具有刚度好、能耗低、机器人承载能力和牵引能力大等特点。前摆轴模块中有一对外径较大的平行轴齿轮，其中的主动齿轮与滚轮固连，故除了小腿触地时的足式移动方式以外，还可在大小腿向上摆动离地时滚轮触地，移动机器人可利用滚轮实现轮式移动方式，具有较强的环境适应能力，可实现更快的移动速度。

Description

一种并联轮足式机器人腿结构及移动机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种并联轮足式机器人腿结构。

背景技术

目前，现有的移动机器人多采用轮足式或腿足式移动方式。轮足式移动方式具有能耗比较低、移动速度快等优点，而腿足式移动方式由于采用了大、小腿结构，具有越障能力强等优势，因此有不少样机将二者结合在一起，希望能兼顾二者的优点。

如图1所示，中国发明专利CN109018058A公开了一种轮足一体式机器人腿结构，这种腿结构包括大腿、小腿和足端；整条腿有三组使用伺服阀控制的结构相同的液压缸，可以实现腿部的侧摆、大腿和小腿的前摆，机器人足端为轮式结构，轮子的方向可以任意调整，足端有单独的动力源，采用步进驱动一体机，把驱动与控制集成在一起；当在平坦的路段行进时，可以单独使用足端电机驱动轮转动，使运动更加快速，节省能源；当在坎坷不平的路段运动时，可以使用液压装置来驱动大小腿的运动，帮助机器人实现越障。

如图2所示，韩国现代汽车公司的极限机动车Elevate的测试版样机，同样把轮子布置在小腿的末端，该方式是目前绝大多数轮足式机器人所采用的方案。

如图3所示，中国实用新型专利CN208007139U公开了一种多适应性轮足切换移动平台，车轮布置在膝关节处，当小腿与竖直轴夹角较小时，机器人采用足式行走方式，当小腿与竖直轴夹角较大时，小腿抬起，车轮与地面接触，机器人采用轮足式移动方式，此时小腿需保持不与地面接触，需有姿态保持装置或驱动装置。

如图4所示，瑞士苏黎世理工学院研制的ANYmal，该样机在上一代腿足式样机的足端安装了滚轮。髋关节的侧摆、前摆以及膝关节的前摆仍保留了典型的串联关节式结构，即每个电机的输出轴与相应的关节转轴同轴。相比腿足式结构，轮足式结构往往需要增加一个驱动器用于对滚轮的驱动，所以轮足式结构会更加复杂，所以也有很多相似发明专利仅采用了腿足式结构。

如图5所示，图5(a)是浙江大学研制的机器狗“绝影”，由图5(b)可知其髋关节的前摆和侧摆利用了差速机构，控制电机13和22的转速，即可同时实现大腿的侧摆和前摆；从图5(c)可看出其膝关节的前摆驱动电机布置在大腿内部，并利用啮合的锥齿轮实现膝关节的前摆。

如图6所示，图6(a)是宇树科技公司研制的机器狗“莱卡”，由图6(b)可看出其也采用了串联关节式结构，侧摆电机带动大、小腿一同侧摆，由图6(c)可知电机4驱动髋关节前摆，电机3驱动膝关节前摆，具体方式为：电机3减速器的法兰带动长杆6摆动，进而实现铰接在膝关节上的短杆旋转，即利用四连杆机构实现了运动的传递。

如图7所示，美国波士顿动力公司研制的机器狗SpotMini，由图7(a)可看出其也采用了串联关节式结构，侧摆电机带动大小腿一同侧摆，与莱卡不同的是，由图7(b)可见Spot采用丝杠螺母机构来驱动膝关节的摆动。

如图8所示，图8(a)是日本索尼公司研制的深受用户喜爱的机器狗Aibo，由图8(b)和图8(c)可看出其主要特点在于大小腿采用了欠驱动式机构，即前摆法兰转动时带动与两连杆铰接的膝关节平动，以改变足端的位置。弹簧则用以防止膝关节“反向打弯”。

毫无疑问，轮足式结构功能更全，具有更好的应用前景，但往往轮足式结构更加复杂，设计难度大。把车轮布置在足端是最常见也是最简单的轮足式腿结构的设计方案，但缺点是车轮需要独立的驱动器，会导致控制更加复杂，也会导致腿结构质量增大，即电机的负载增大，能耗加大，且机器人整体的驱动器数量有所增加，导致控制也会更加复杂，且当车轮抱闸异常时，会导致行走中的机器人打滑或者摔倒。

把车轮布置在膝关节也存在一些不足：首先会导致腿结构质量增大，机器人移动时会加大能耗；其次在机器人采用轮式移动方式时，小腿需保持一定的位姿，需要额外的位姿保持机构或驱动机构，导致腿结构更加复杂，降低可靠性。

串联关节式的腿足式结构是最常见也是最简单的移动机器人腿结构，具有便于设计、关节转角大等优点，但缺点是相比并联式结构，串联式结构刚度较差；其次串联式结构的电机需布置在腿上，会加大相应驱动模块的负载，增大能耗，还会导致腿结构较复杂，可靠性也会降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种并联轮足式机器人腿结构，3个驱动模块均固连在机架上，实现了负载的最小化；滚轮固连在前摆轴模块上，既不增加结构的复杂程度(不需要额外的滚轮和驱动器)，同时所增加的重量也很小；最后，本发明中的关节摆角均比较大，不仅能够满足行走的需求，机器狗的前爪还可以竖直翻转，完成类似于ANYmal按下电梯按钮等动作。

本发明提供一种并联轮足式机器人腿结构，包括驱动模块、侧摆轴模块、前摆轴模块、大腿模块、小腿模块和滚轮，驱动模块包括机架以及固连在所述机架上的3个驱动电机，侧摆轴模块包括设置于所述机架上的侧摆轴；连接块固定于所述侧摆轴上，其可带动所述小腿模块、所述大腿模块、所述前摆轴模块和滚轮侧摆；所述侧摆轴、所述小腿模块和所述大腿模块分别与所述3个驱动电机传动连接；滚轮与所述前摆轴模块固连；当所述小腿模块触地而所述滚轮悬空时，实现足式移动；当所述大腿模块和所述小腿模块不与地面接触时，所述滚轮触地，实现轮式行走。

进一步地，所述机架包括一个立板和至少2个位于立板同一侧且垂直于立板设置的耳座，所述3个驱动电机分别为侧摆电机、小腿前摆电机和大腿前摆电机，设置于所述立板另一侧，侧摆减速器法兰、小腿前摆减速器法兰和大腿前摆减速器法兰分别穿过所述立板上的3个电机输出轴孔，位于立板上耳座的一侧，所述至少2个耳座上分别设有同轴线的侧摆轴孔，供所述侧摆轴穿过。

进一步地，所述侧摆减速器法兰、小腿前摆减速器法兰和大腿前摆减速器法兰上并排固定连接有侧摆主动齿轮、小腿前摆主动齿轮和大腿前摆主动齿轮，所述侧摆轴位于所述3个驱动电机的输出轴下方，所述侧摆轴上沿轴线方向依次套设有与所述侧摆主动齿轮啮合的侧摆被动齿轮、与所述小腿前摆主动齿轮啮合的小腿前摆过渡齿轮，以及与所述大腿前摆主动齿轮啮合的大腿前摆过渡齿轮，其中所述侧摆被动齿轮与所述侧摆轴固连。

进一步地，所述连接块的上部为圆筒形套管结构，所述连接块通过所述圆筒形套管结构固定于所述侧摆轴上位于所述小腿前摆过渡齿轮和所述大腿前摆过渡齿轮之间的部分；所述连接块的下部为两块并排设置的延长孔形板状结构，所述两块并排设置的延长孔形板状结构与侧摆轴平行。

进一步地，所述延长孔形板状结构的两端分别设有供小腿前摆轴和大腿前摆轴穿过的前摆轴孔，所述小腿前摆轴与小腿前摆被动齿轮固连，所述大腿前摆轴与大腿前摆被动齿轮固连，所述两块延长孔形板状结构之间设有用于容纳所述小腿前摆被动齿轮和所述大腿前摆被动齿轮的间隙，所述小腿前摆轴外侧端固连所述滚轮，所述大腿前摆轴外侧端与所述大腿模块固连。

进一步地，所述大腿模块包括大腿外侧夹板和大腿内侧夹板，所述大腿外侧夹板和所述大腿内侧夹板上端与所述大腿前摆轴固连；所述大腿外侧夹板和所述大腿内侧夹板下端与所述小腿模块转动连接。

进一步地，所述前摆轴模块包括大腿前摆轴、小腿前摆轴、主动平行轴齿轮、被动平行轴齿轮、主动带轮、被动带轮、传动带和膝关节转轴；所述滚轮外侧与所述主动平行轴齿轮固连；所述被动平行轴齿轮套设于所述大腿前摆轴上，且位于所述大腿外侧夹板和所述大腿内侧夹板之间；所述被动平行轴齿轮与所述主动平行轴齿轮啮合，所述被动平行轴齿轮内侧与所述主动带轮固连，所述主动带轮通过所述传动带与所述被动带轮连接，所述被动带轮带动所述膝关节转轴转动，所述小腿模块包括小腿板，所述小腿板固连在所述膝关节转轴上。

进一步地，采用平面四连杆机构或链轮传动机构替换带传动实现小腿摆动的驱动。

进一步地，采用麦克纳姆轮或全向轮替换滚轮实现轮式移动。

进一步地，所述侧摆主动齿轮、所述小腿前摆主动齿轮、所述大腿前摆主动齿轮、所述大腿前摆被动齿、所述小腿前摆被动齿轮、所述大腿前摆过渡齿轮、所述小腿前摆过渡齿轮和所述侧摆被动齿轮均为正交斜齿轮。

进一步地，大腿前摆减速器法兰外侧还固定有扇形齿轮，小腿前摆被动齿轮为非完整齿轮。

本发明另外提出一种移动机器人，所述移动机器人包括上述一种并联轮足式机器人腿结构，所述移动机器人包括躯干框架，所述并联轮足式机器人腿结构均布在所述躯干框架的四个角部。

本发明具有以下有益效果：移动机器人可实现腿足式和轮足式两种移动方式，具有结构简单、转动角度大、刚度好、能耗低、维护简单等特点，这一特点可使本发明用于四足或六足机器人。本发明中的腿结构属于并联机构，3个驱动电机均固连于机架，既增大了机构的刚度，又减小了负载和运动部件的转动惯量，可降低能耗。本发明采用3个正交斜齿轮作为相交轴的扭矩传递单元，实现了驱动模块输出轴与髋关节和膝关节两个前摆转轴之间的扭矩传递，侧摆和前摆实现并联。又因为被动正交斜齿轮在前摆过程中可绕过渡正交斜齿轮的轴线旋转，故正交斜齿轮可时刻保持啮合，进而实现前摆的连续摆动。本发明的滚轮固连在小腿前摆轴上，无需额外的驱动器。进一步地，本发明利用非完整齿轮和扇形齿轮实现在轮式移动时小腿的停转和精确定位。

附图说明

图1是现有技术的轮足式机器人腿结构示意图一；

图2是现有技术的轮足式机器人腿结构示意图二；

图3是现有技术的轮足式机器人腿结构示意图三；

图4是现有技术的轮足式机器人腿结构示意图四；

图5是现有技术的腿足式机器人腿结构示意图一；

图6是现有技术的腿足式机器人腿结构示意图二；

图7是现有技术的腿足式机器人腿结构示意图三；

图8是现有技术的腿足式机器人腿结构示意图四；

图9a,9b是本发明实施例1的并联轮足式腿结构示意图；

图10是本发明实施例1的驱动模块结构示意图；

图11是本发明实施例1的侧摆轴模块结构示意图；

图12是本发明实施例1的腿结构传动系统爆炸示意图；

图13是本发明实施例1的连接块另一侧结构示意图；

图14是本发明实施例1的足式移动方式示意图；

图15是本发明实施例1的轮式移动方式示意图；

图16是将本发明实施例1中的腿结构应用于六足机器人的结构示意图；

图17是本发明实施例2的并联轮足式腿结构示意图；

图18是本发明实施例2的腿结构传动系统爆炸示意图；

图19是本发明实施例2的轮式移动时一条腿的姿态示意图；

图20是本发明实施例2的足式移动方式示意图；

图21是本发明实施例2的轮式移动方式示意图；

其中，1-驱动模块，2-侧摆轴模块，3-小腿模块，4-大腿模块，5-前摆轴模块，101-侧摆电机，102-小腿前摆电机，103-大腿前摆电机，104-机架，105-大腿前摆减速器法兰，106-小腿前摆减速器法兰，107-侧摆减速器法兰，201-侧摆主动齿轮，202-小腿前摆主动齿轮，203-大腿前摆主动齿轮，204-大腿前摆被动齿轮，205-大腿前摆轴，206-大腿前摆过渡齿轮，207-小腿前摆被动齿轮，208-小腿前摆轴，209-小腿前摆过渡齿轮，210-侧摆被动齿轮，211-侧摆轴，301-主动平行轴齿轮301，302-被动平行轴齿轮302，303-主动带轮，304-被动带轮，305-传动带，306-膝关节转轴，307-小腿板，401-大腿外侧夹板，402-大腿内侧夹板，501-连接块，502-圆筒形套管结构，503-延长孔形板状结构，504-前摆轴孔，6-滚轮，308-扇形齿轮。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：参见附图9-15所示，本发明的并联轮足式机器人腿结构，包括机架、侧摆轴模块、前摆轴模块、大腿模块、小腿模块和滚轮。腿结构为并联机构，其中机架为静平台，小腿为末端的动平台。侧摆可为翻滚运动(Roll)，前摆可为俯仰运动(Pitch)。

更具体地，驱动模块1包括机架104以及固连在机架104上的3个驱动电机101、102、103，3个驱动电机101、102、103的输出轴线平行；侧摆轴模块2包括沿垂直于驱动电机输出轴的轴线方向设置于机架104上的侧摆轴211；连接块501固定于侧摆轴211上，其可通过连接块501带动小腿模块3、大腿模块4、前摆轴模块5和滚轮6侧摆；侧摆轴211、小腿模块3和大腿模块4分别与3个驱动电机101、102、103传动连接；滚轮6与前摆轴模块5固连，小腿模块3和大腿模块4转动连接，当小腿模块3触地而滚轮6悬空时，实现足式移动；当大腿模块4和小腿模块3不与地面接触时，滚轮6触地，实现轮式行走。

机架104包括一个立板和3个位于立板同一侧且垂直于立板设置的耳座，3个驱动电机分别为侧摆电机101、小腿前摆电机102和大腿前摆电机103，其固定安装在立板的另一侧，侧摆减速器法兰107、小腿前摆减速器法兰106和大腿前摆减速器法兰105穿过立板上的3个电机输出轴孔，位于立板上耳座的一侧，3个耳座上分别设有同轴线的、供侧摆轴211穿过的侧摆轴孔，侧摆轴211通过轴承支撑，安装在耳座内。该立板优选为矩形板。

侧摆减速器法兰107、小腿前摆减速器法兰106和大腿前摆减速器法兰105上并排固定连接有侧摆主动齿轮201、小腿前摆主动齿轮202和大腿前摆主动齿轮203，侧摆轴211位于3个驱动电机的输出轴下方，侧摆轴211上沿轴线方向依次设有与侧摆主动齿轮201啮合的侧摆被动齿轮210、与小腿前摆主动齿轮202啮合的小腿前摆过渡齿轮209，以及与大腿前摆主动齿轮203啮合的大腿前摆过渡齿轮206，其中侧摆被动齿轮210与侧摆轴211固连，同时小腿前摆过渡齿轮209和大腿前摆过渡齿轮206可相对侧摆轴211自由转动，优选通过轴承相对转动。

电机减速器为谐波减速器，当然也可以用普通的减速器，如果用普通减速器，减速器输出部分可为输出轴，各输出轴连接主动齿轮。

连接块501的上部为圆筒形套管结构502，连接块501通过该圆筒形套管结构502固定套设于侧摆轴211上位于小腿前摆过渡齿轮209和大腿前摆过渡齿轮206之间的部分；连接块501的下部为两块并排设置的延长孔形板状结构503，该两块并排设置的延长孔形板状结构503与侧摆轴211平行。

优选地，连接块501为一体化结构，也可以是组装结构。

延长孔形板状结构503的左右两端分别设有前摆轴孔504，内有轴承，供小腿前摆轴208和大腿前摆轴205穿过，并支撑小腿前摆轴208和大腿前摆轴205，小腿前摆轴208固连有小腿前摆被动齿轮207，大腿前摆轴205固连有大腿前摆被动齿轮204，两块延长孔形板状结构503之间设有用于容纳小腿前摆被动齿轮207和大腿前摆被动齿轮204的间隙，小腿前摆轴208外侧端固连有滚轮6，大腿前摆轴205外侧端与大腿模块4固连。

优选前摆轴孔504与侧摆轴211正交。

优选小腿前摆轴208的轴线和大腿前摆轴205的轴线平行，且处于同一高度位置。

侧摆电机101通过侧摆减速器法兰107带动侧摆主动齿轮201转动，与之啮合的侧摆被动齿轮210带动侧摆轴211和连接块501转动，进而带动被连接块501支撑的大腿前摆轴205、小腿前摆轴208进行侧摆；由于小腿前摆过渡齿轮209和大腿前摆过渡齿轮206可绕侧摆轴211转动，所以可保证时刻与小腿前摆被动齿轮207和大腿前摆被动齿轮204啮合，所以可实现小腿前摆减速器法兰106和大腿前摆减速器法兰105与摆动的小腿前摆轴208和大腿前摆轴205这两对平行轴之间连续的扭矩传递，驱动大腿和小腿前摆，实现前摆与侧摆的并联驱动。

大腿模块4包括大腿外侧夹板401和大腿内侧夹板402，大腿外侧夹板401和大腿内侧夹板402上端与大腿前摆轴205固连；大腿外侧夹板401和大腿内侧夹板402下端与小腿模块3转动连接。

前摆轴模块5包括大腿前摆轴205、小腿前摆轴208、主动平行轴齿轮301、被动平行轴齿轮302、主动带轮303、被动带轮304、传动带305和膝关节转轴306；滚轮6外侧与主动平行轴齿轮301固连；被动平行轴齿轮302套设于大腿前摆轴205上，且位于大腿外侧夹板401和大腿内侧夹板402之间；被动平行轴齿轮302与主动平行轴齿轮301啮合，被动平行轴齿轮302内侧与主动带轮303固连，主动带轮303通过传动带305与被动带轮304连接，被动带轮304带动膝关节转轴306转动，小腿模块3包括小腿板307，小腿板307固连在膝关节转轴306上。。

滚轮6为圆盘构型，滚轮6的外径大于与之同轴线固连的主动平行轴齿轮301的外径，也大于被动平行轴齿轮302的外径，使得在滚轮6触地的轮式移动时，主动平行轴齿轮301和被动平行轴齿轮302不接触地面，避免摩擦。

侧摆主动齿轮201、小腿前摆主动齿轮202、大腿前摆主动齿轮203、大腿前摆被动齿204、小腿前摆被动齿轮207、大腿前摆过渡齿轮206、小腿前摆过渡齿轮209和侧摆被动齿轮210均为正交斜齿轮。

当小腿模块3触地而滚轮6悬空时，机器人可实现腿足式移动方式；当大腿模块4、小腿模块3不与地面接触时，滚轮6触地时，其旋转可实现轮式移动。

本发明所称套设，除写明是固定连接的外，均为可相对转动的连接，转动方式可以是设置轴承等。

如图14，一种移动机器人，包括4个并联轮足式机器人腿结构，且对称、均匀分布，腿结构中的机架均固连在躯干上面，移动机器人包括躯干框架，4个并联轮足式机器人腿结构均布在躯干框架的四个角部。，

如图16所示，本机构除了可用于四足机器人，还可用于六足机器人。

实施例2：如图17-21，本实施例与实施例1的区别在于：大腿前摆减速器法兰105外侧还固定有扇形齿轮308，被动平行轴齿轮302为非完整被动平行轴齿轮302，该非完整是指部分外圆周面上没有齿形设置。当从足式移动变换为轮式移动时，首先使侧摆角度为零，大、小腿由直立姿态开始向上翻转，大腿前摆转速与小腿前摆转速相等，扇形齿轮308与被动平行轴齿轮302逐渐啮合，由于被动平行轴齿轮302为非完整齿轮，同时主动平行轴齿轮301与被动平行轴齿轮302逐渐脱离，此时小腿逐渐离地，大腿停止前摆，小腿也不再转动，滚轮6触地继续随主动平行轴齿轮301转动，机器人进入轮式移动方式，由轮式移动方式再次转换为足式移动方式时，前述过程相反。设置扇形齿轮308和非完整被动平行轴齿轮302，可使得轮式移动时，被动平行轴齿轮302因不再与主动平行轴齿轮301啮合，所以小腿模块3停止转动。

实施例3：本实施例与实施例1的区别在于：侧摆主动齿轮201、小腿前摆主动齿轮202、大腿前摆主动齿轮203、大腿前摆被动齿204、小腿前摆被动齿轮207、大腿前摆过渡齿轮206、小腿前摆过渡齿轮209和侧摆被动齿轮210均为锥齿轮。

实施例4：本实施例与前面两个实施例的区别在于：侧摆主动齿轮201、小腿前摆主动齿轮202、大腿前摆主动齿轮203、大腿前摆被动齿轮204、小腿前摆被动齿轮207均为蜗杆结构，大腿前摆过渡齿轮206、小腿前摆过渡齿轮209和侧摆被动齿轮210均为蜗轮结构。

实施例5：本实施例与前面两个实施例的区别在于：将滚轮6替换为麦克纳姆轮或全向轮，此时在轮式移动时可实现全向移动。

实施例6：本实施例与前面两个实施例的区别在于：用平面四连杆机构或链轮传动机构替换通过带传动的传动方式实现小腿前摆的驱动。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种并联轮足式机器人腿结构，包括驱动模块(1)、侧摆轴模块(2)、前摆轴模块(5)、大腿模块(4)、小腿模块(3)和滚轮(6)，其特征在于：驱动模块(1)包括机架(104)以及固连在所述机架(104)上的3个驱动电机(101、102、103)，侧摆轴模块(2)包括设置于所述机架(104)上的侧摆轴(211)；连接块(501)固定于所述侧摆轴(211)上，其可带动所述前摆轴模块(5)、所述小腿模块(3)、所述大腿模块(4)侧摆和所述滚轮侧摆；所述侧摆轴(211)、所述小腿模块(3)和所述大腿模块(4)分别与所述3个驱动电机(101、102、103)传动连接；滚轮(6)与所述前摆轴模块(5)连接；当所述小腿模块(3)触地而所述滚轮(6)悬空时，实现足式移动；当所述大腿模块(4)和所述小腿模块(3)不与地面接触时，所述滚轮(6)触地，实现轮式行走。

2.根据权利要求1所述的一种并联轮足式机器人腿结构，其特征在于：所述机架(104)包括一个立板和至少2个位于立板同一侧且垂直于立板设置的耳座，所述3个驱动电机分别为侧摆电机(101)、小腿前摆电机(102)和大腿前摆电机(103)，设置于所述立板另一侧，侧摆减速器法兰(107)、小腿前摆减速器法兰(106)和大腿前摆减速器法兰(105)分别穿过所述立板上的3个电机输出轴孔，位于立板上耳座的一侧，所述至少2个耳座上分别设有同轴线的侧摆轴孔，供所述侧摆轴(211)穿过。

3.根据权利要求2所述的一种并联轮足式机器人腿结构，其特征在于：所述侧摆减速器法兰(107)、小腿前摆减速器法兰(106)和大腿前摆减速器法兰(105)上并排固定连接有侧摆主动齿轮(201)、小腿前摆主动齿轮(202)和大腿前摆主动齿轮(203)，所述侧摆轴(211)位于所述3个驱动电机的输出轴下方，所述侧摆轴(211)上沿轴线方向依次套设有与所述侧摆主动齿轮(201)啮合的侧摆被动齿轮(210)、与所述小腿前摆主动齿轮(202)啮合的小腿前摆过渡齿轮(209)，以及与所述大腿前摆主动齿轮(203)啮合的大腿前摆过渡齿轮(206)，其中所述侧摆被动齿轮(210)与所述侧摆轴(211)固连。

4.根据权利要求3所述的一种并联轮足式机器人腿结构，其特征在于：所述连接块(501)的上部为圆筒形套管结构(502)，所述连接块(501)通过所述圆筒形套管结构(502)固定于所述侧摆轴(211)上位于所述小腿前摆过渡齿轮(209)和所述大腿前摆过渡齿轮(206)之间的部分；所述连接块(501)的下部为两块并排设置的延长孔形板状结构(503)，所述两块并排设置的延长孔形板状结构(503)与侧摆轴(211)平行。

5.根据权利要求4所述的一种并联轮足式机器人腿结构，其特征在于：所述延长孔形板状结构(503)的两端分别设有供小腿前摆轴(208)和大腿前摆轴(205)穿过的前摆轴孔(504)，所述小腿前摆轴(208)与小腿前摆被动齿轮(207)固连，所述大腿前摆轴(205)与大腿前摆被动齿轮(204)固连，所述两块延长孔形板状结构之间设有用于容纳所述小腿前摆被动齿轮(207)和所述大腿前摆被动齿轮(204)的间隙，所述小腿前摆轴(208)外侧端与所述滚轮(6)固连，所述大腿前摆轴(205)外侧端与所述大腿模块(4)固连。

6.根据权利要求5所述的一种并联轮足式机器人腿结构，其特征在于：所述大腿模块(4)包括大腿外侧夹板(401)和大腿内侧夹板(402)，所述大腿外侧夹板(401)和所述大腿内侧夹板(402)上端与所述大腿前摆轴(205)固连；所述大腿外侧夹板(401)和所述大腿内侧夹板(402)下端与所述小腿模块(3)转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种并联轮足式机器人腿结构，其特征在于：所述前摆轴模块(5)包括大腿前摆轴(205)、小腿前摆轴(208)、主动平行轴齿轮(301)、被动平行轴齿轮(302)、主动带轮(303)、被动带轮(304)、传动带(305)和膝关节转轴(306)；所述滚轮(6)外侧与所述主动平行轴齿轮(301)固连；所述被动平行轴齿轮(302)套设于所述大腿前摆轴(205)上，且位于所述大腿外侧夹板(401)和所述大腿内侧夹板(402)之间；所述被动平行轴齿轮(302)与所述主动平行轴齿轮(301)啮合，所述被动平行轴齿轮(302)内侧与所述主动带轮(303)固连，所述主动带轮(303)通过所述传动带(305)与所述被动带轮(304)连接，所述被动带轮(304)带动所述膝关节转轴(306)转动，所述小腿模块(3)包括小腿板(307)，小腿板(307)固连在所述膝关节转轴(306)上。

8.根据权利要求3所述的一种并联轮足式机器人腿结构，其特征在于：所述侧摆主动齿轮(201)、所述小腿前摆主动齿轮(202)、所述大腿前摆主动齿轮(203)、所述大腿前摆被动齿(204)、所述小腿前摆被动齿轮(207)、所述大腿前摆过渡齿轮(206)、所述小腿前摆过渡齿轮(209)和所述侧摆被动齿轮(210)均为正交斜齿轮；

和/或采用平面四连杆机构或链轮传动机构替换带传动实现小腿前摆的驱动；

和/或采用麦克纳姆轮或全向轮替换滚轮(6)进行轮式移动。

9.根据权利要求1-8之一所述的一种并联轮足式机器人腿结构，其特征在于：大腿前摆减速器法兰(105)外侧还固定有扇形齿轮(308)，小腿前摆被动齿轮(302)为非完整齿轮。

10.一种移动机器人，其特征在于：所述移动机器人包括如权利要求1-9中任一项所述的一种并联轮足式机器人腿结构，所述移动机器人包括躯干框架，所述并联轮足式机器人腿结构均布在所述框架的四个角部。

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