CN111319066A - 行走腿组件、行走装置和行走控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种行走腿组件、行走装置和行走控制方法。行走腿组件包括行走腿支架、第一行走足、第二行走足以及压力传感器。第一行走足和第二行走足安装于行走腿支架，并沿第一方向进行周期性运动，以及沿第二方向进行周期性运动，且第一行走足和第二行走足交替地行走，第一方向为行走腿组件的行走方向。压力传感器安装于行走腿支架，用于检测第一行走足和第二行走足所受到的沿第二方向的压力值，有助于行走腿组件可以通过压力传感器的检测值来调整第一行走足和第二行走足沿第二方向运动的着地情况，由于行走腿组件没有利用弹簧来辅助行走移动，减少了行走腿组件行走移动过程的晃动情况，有助于行走腿组件的平稳行走。

Description

行走腿组件、行走装置和行走控制方法

技术领域

本申请涉及机械设备技术领域，具体而言，涉及一种行走腿组件、行走装置和行走控制方法。

背景技术

现有行走机器人的行走腿一般安装有弹簧，在行走过程中利用弹簧来保证行走腿在不平的地面也可以保持着地。然而，弹簧在使用过程中容易引起行走腿的晃动，不利于行走腿的平稳行走。

发明内容

本申请实施方式提出了一种行走腿组件、行走装置和行走控制方法，以解决上述技术问题。

本申请实施方式通过以下技术方案来实现上述目的。

第一方面，本申请实施方式提供一种行走装置的行走腿组件。行走腿组件包括行走腿支架、第一行走足、第二行走足以及压力传感器。第一行走足和第二行走足安装于行走腿支架，并沿第一方向进行周期性运动，以及沿第二方向进行周期性运动，且第一行走足和第二行走足交替地行走，第一方向为行走腿组件的行走方向。压力传感器安装于行走腿支架，用于检测第一行走足和第二行走足所受到的沿第二方向的压力值。

在一些实施方式中，第一方向垂直于第二方向。

在一些实施方式中，行走腿组件还包括驱动部和传动部，驱动部与传动部连接，传动部安装于行走腿支架，并连接于第一行走足和第二行走足之间。驱动部驱动传动部运动并带动第一行走足和第二行走足沿第一方向进行周期性运动，以及沿第二方向进行周期性运动。压力传动器套设于驱动部。

在一些实施方式中，传动部包括齿轮组、第一凸轮和第二凸轮。齿轮组与驱动部连接，第一凸轮与第二凸轮分别与齿轮组连接。第一凸轮的转动带动第一行走足和第二行走足沿第一方向进行周期性运动，第二凸轮的转动带动第一行走足和第二行走足沿第二方向进行周期性运动。

第二方面，本申请实施方式提供一种行走装置。行走装置包括机架以及上述任一实施方式的至少四个行走腿组件，至少四个行走腿组件安装于机架。至少四个行走腿组件的第一行走足按照顺序排列的相位差均为第一相位差值，至少四个行走腿组件的第二行走足按照顺序排列的相位差均为第二相位差值。顺序排列为依顺时针方向或逆时针方向的顺序排列，第一相位差值等于第二相位差值。

在一些实施方式中，至少四个行走腿组件的数量为N，第一相位差值等于180/N度。

在一些实施方式中，至少四个行走腿组件仅包括四个行走腿组件，第一相位差值为45度。

在一些实施方式中，行走装置还包括控制器，控制器与压力传感器连接，控制器用于控制行走装置处于行走状态和根据压力传感器的反馈控制行走装置处于驻立状态。

第三方面，本申请实施方式提供一种根据上述实施方式的行走装置的行走控制方法。行走控制方法包括：在行走装置处于行走状态，且至少四个行走腿组件的第一行走足和第二行走足按照行走足运动时序运动时，获取多个已经着地的行走腿组件的压力传感器的多个第一压力值；获取在多个已经着地的行走腿组件之后着地的行走腿组件在着地过程中的压力传感器的第二压力值；以及基于多个第一压力值与第二压力值控制行走装置处于驻立状态。

在一些实施方式中，基于多个第一压力值与第二压力值控制行走装置处于驻立状态包括：计算每个第一压力值与第二压力值的压力差值，获得多个压力差值；当多个压力差值均小于或等于压力阈值时，停止至少四个行走腿组件的第一行走足和第二行走足的运动，并使得行走装置处于驻立状态。

本申请实施方式提供的行走腿组件、行走装置和行走控制方法中，第一行走足和第二行走足沿第一方向进行周期性运动，以及沿第二方向进行周期性运动，两者交替地行走，实现了行走腿组件的行走移动，并且压力传感器可以检测第一行走足和第二行走足所受到的沿第二方向的压力值，有助于行走腿组件可以通过压力传感器的检测值来调整第一行走足和第二行走足沿第二方向运动的着地情况，由于行走腿组件没有利用弹簧来辅助行走移动，减少了行走腿组件行走移动过程的晃动情况，有助于行走腿组件的平稳行走。此外，在行走腿组件应用于行走装置的情况下，多个行走腿组件可以相互配合，每个行走腿组件可以通过调整第一行走足和第二行走足沿第二方向的运动来达到所需的压力值，使得行走装置达到稳定的驻立状态。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施方式提供的行走腿组件的结构示意图。

图2为图1的行走腿组件的部分结构示意图。

图3为本申请实施方式提供的行走腿组件的第一凸轮和第二凸轮的行程段的示意图。

图4为图3的行走腿组件的第一凸轮和第二凸轮的行程段相互配合带动第一行走足(或第二行走足)在第一方向和第二方向运动的示意图。

图5为图3的行走腿组件的第一凸轮和第二凸轮的行程段相互配合带动第一行走足(或第二行走足)运动的模拟轨迹示意图。

图6为图1的行走腿组件的另一视觉结构示意图。

图7为图1的行走腿组件的又一视角的结构示意图。

图8为图6的行走腿组件的第一行走足和行走腿支架的部分结构示意图。

图9为图6的行走腿组件的第二行走足和行走腿支架的部分结构示意图。

图10为本申请实施方式提供的行走装置的结构示意图。

图11为图10的行走装置的另一视觉的结构示意图。

图12为本申请实施方式提供的行走装置的第一凸轮和第二凸轮的相位角与运动距离的关系示意图。

图13为本申请实施方式提供的行走装置的行走腿组件的排列的模块示意图。

图14为图13的行走装置的四个行走腿组件的四个第一行走足和四个第二行走足的运动时序图。

图15为本申请实施方式提供的行走控制方法的流程示意图。

图16为本申请实施方式提供行走控制方法控制行走装置运动的场景示意图。

图17为本申请另一实施方式提供的行走控制方法的流程示意图。

图18为本申请实施方式提供行走控制方法控制行走装置运动的另一场景示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域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方式，都属于本申请保护的范围。下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1至图2，本申请实施方式提供一种移动装置的行走腿组件10。行走腿组件10包括第一行走足16、第二行走足18、压力传感器13以及行走腿支架19，第一行走足16、第二行走足18以及压力传感器13均安装于行走腿支架19。

第一行走足16和第二行走足18可以装设于行走腿支架19相背的两侧。第一行走足16和第二行走足18可以沿第一方向X进行周期性运动，也可以沿第二方向Y进行周期性运动，且第一行走足16和第二行走足18可以交替地行走。本申请实施方式中，第一方向X垂直于第二方向Y，例如第一方向X可以为水平方向，第二方向Y可以为竖直方向。行走装置100可以将第一方向X作为行走方向。

压力传感器13用于检测第一行走足16和第二行走足18所受到的沿第二方向Y的压力值。例如当行走腿组件10的第一行走足16着地行走时，压力传感器13检测到的压力值为地面反向作用于第一行走足16的压力值；而当行走腿组件10的第二行走足18着地行走时，压力传感器13检测到的压力值为地面反向作用于第二行走足18的压力值，如此，有助于行走腿组件10可以通过压力传感器13的检测值来调整第一行走足16和第二行走足18沿第二方向Y运动的着地情况，由于行走腿组件10没有利用弹簧来辅助行走移动，减少了行走腿组件10行走移动过程的晃动情况，有助于行走腿组件10的平稳行走。此外，在行走腿组件10应用于行走装置的情况下，多个行走腿组件10可以相互配合，每个行走腿组件10可以通过调整第一行走足16和第二行走足18沿第二方向Y的运动来达到所需的压力值，使得行走装置达到稳定的驻立状态。

行走腿组件10还包括驱动部15和传动部17，驱动部15与传动部17连接。驱动部15驱动传动部17运动并带动第一行走足16和第二行走足18沿第一方向X进行周期性运动，以及沿第二方向Y进行周期性运动。驱动部15可以为驱动轴，压力传动器13可以套设于驱动部15。

传动部17安装于行走腿支架19，并连接于第一行走足16和第二行走足18之间。传动部17包括齿轮组11、第一凸轮12和第二凸轮14，齿轮组11、第一凸轮12和第二凸轮14可以装设于行走腿支架19内。齿轮组11与驱动部15连接，且分别与第一凸轮12、第二凸轮14连接，齿轮组11的转动带动第一凸轮12和第二凸轮14同步转动。

第一凸轮12和第二凸轮14均连接于第一行走足16和第二行走足18之间。第一凸轮12的转动既可以带动第一行走足16在第一方向X进行周期性运动，又可以带动第二行走足18在第一方向X进行周期性运动。即，第一凸轮12可以带动第一行走足16在水平方向来回运动，也可以带动第二行走足18在水平方向来回运动。

第二凸轮14的转动既可以带动第一行走足16在第二方向Y进行周期性运动，又可以带动第二行走足18在第二方向Y进行周期性运动。即，第二凸轮14可以带动第一行走足16在竖直方向来回运动，也可以带动第二行走足18在竖直方向来回运动。

请结合图3和图4，第一凸轮12包括依次首尾相接的第一行程段(A-D)、第二行程段(D-F)、第三行程段(F-G)以及第四行程段(G-A)，第一行程段(A-D)可以理解为前进段，第二行程段(D-F)可以理解为第一换向段，第三行程段(F-G)可以理解为后退段，第四行程段(G-A)可以理解为第二换向段。第一行走足16在第一凸轮12的上述四个行程段中作出与对应行程段相应的运动，第二行走足18在第一凸轮12的上述四个行程段中也作出与对应行程段相应的运动。

第一行走足16与第一凸轮12的连接点为第一连接点，由于第一行走足16与第一凸轮12为点接触，第一连接点可以理解为第一凸轮12的转动过程中每个与第一行走足16接触的点，例如，第一连接点可以为第一凸轮12的上述四个行程段中的A点、B点、C点、D点、E点、F点、G点、H点以及上述八点中位于任意两点之间的点。同样地，第二行走足18与第一凸轮12的连接点为第二连接点，由于第二行走足18与第一凸轮12为点接触，第二连接点可以理解为第一凸轮12的转动过程中每个与第二行走足18接触的点，例如，第二连接点可以为第一凸轮12的上述四个行程段中的A点、B点、C点、D点、E点、F点、G点、H点以及上述八点中位于任意两点之间的点。其中，自第一连接点至第二连接点所形成的相位角大于第一行程段(A-D)所占的相位角。

第一方向X可以包括第一正方向和第一反方向，第一正方向和第一反方向相背，则第一凸轮12的转动带动位于第一行程段(A-D)的第一行走足16沿第一正方向运动；第一凸轮12的转动带动第一行走足16在第二行程段(D-F)从沿第一正方向运动改变为沿第一反方向运动；第一凸轮12的转动带动位于第三行程段(F-G)的第一行走足16沿第一反方向运动；第一凸轮12的转动带动第一行走足16在第四行程段(G-A)从沿第一反方向运动改变为沿第一正方向运动。

此外，第一凸轮12的转动带动位于第一行程段(A-D)的第二行走足18沿第一正方向运动；第一凸轮12的转动带动第二行走足18在第二行程段(D-F)从沿第一正方向运动改变为沿第一反方向运动；第一凸轮12的转动带动位于第三行程段(F-G)的第二行走足18沿第一反方向运动；第一凸轮12的转动带动第二行走足18在第四行程段(G-A)从沿第一反方向运动改变为沿第一正方向运动。

在第一凸轮12转动时，第一凸轮12可以同时带动第一行走足16和第二行走足18运动。例如，在第一凸轮12带动位于第一行程段(A-D)的第一行走足16运动时，第一凸轮12同时带动位于第二行程段(D-F)的第二行走足18运动；在第一凸轮12带动位于第一行程段(A-D)的第一行走足16运动时，第一凸轮12同时带动位于第三行程段(F-G)的第二行走足18运动；在第一凸轮12带动位于第二行程段(D-F)的第一行走足16运动时，第一凸轮12同时带动位于第四行程段(G-A)的第二行走足18运动；在第一凸轮12带动位于第三行程段(F-G)的第一行走足16运动时，第一凸轮12同时带动位于第一行程段(A-D)的第二行走足18运动；在第一凸轮12带动位于第四行程段(G-A)的第一行走足16运动时，第一凸轮12同时带动位于第一行程段(A-D)的第二行走足18运动。

第二凸轮14包括依次首尾相接的第五行程段(a-d)、第六行程段(d-f)、第七行程段(f-g)以及第八行程段(g-a)，第五行程段(a-d)可以理解为着地段，第六行程段(d-f)可以理解为上升段，第七行程段(f-g)可以理解为高位段，第八行程段(g-a)可以理解为下降段。第一行走足16在第二凸轮14的上述四个行程段中作出与对应行程段相应的运动，第二行走足18在第二凸轮14的上述四个行程段中也作出与对应行程段相应的运动。

第一行走足16与第二凸轮14的连接点为第三连接点，由于第一行走足16与第二凸轮14为点接触，第三连接点可以理解为第二凸轮14的转动过程中每个与第一行走足16接触的点，例如，第三连接点可以为第二凸轮14的上述四个行程段中的a点、b点、c点、d点、e点、f点、g点、h点以及上述八点中位于任意两点之间的点。同样地，第二行走足18与第二凸轮14的连接点为第四连接点，由于第二行走足18与第二凸轮14为点接触，第四连接点可以理解为第二凸轮14的转动过程中每个与第二行走足18接触的点，例如，第四连接点可以为第二凸轮14的上述四个行程段中的a点、b点、c点、d点、e点、f点、g点、h点以及上述八点中位于任意两点之间的点。其中，自第三连接点至第四连接点所形成的相位角大于第五行程段(a-d)所占的相位角。

第二方向Y可以包括第二正方向和第二反方向，第二正方向和第二反方向相背，则第二凸轮14的转动可以位于第五行程段(a-d)的第一行走足16在第二方向Y的位置不变；第二凸轮14的转动可以带动第一行走足16在第六行程段(d-f)沿第二正方向运动；第二凸轮14的转动可以使位于第七行程段(f-g)的第一行走足16在第二方向Y的位置不变；第二凸轮14的转动可以带动第一行走足16在第八行程段(g-a)沿第二反方向运动。

此外，第二凸轮14的转动可以使位于第五行程段(a-d)的第二行走足18在第二方向Y的位置不变；第二凸轮14的转动可以带动第二行走足18在第六行程段(d-f)沿第二正方向运动；第二凸轮14的转动可以使位于第七行程段(f-g)的第二行走足18在第二方向Y的位置不变；第二凸轮14的转动可以带动第二行走足18在第八行程段(g-a)沿第二反方向运动。

在第二凸轮14转动时，第一行走足16和第二行走足18可以作出不同的运动。例如，在第二凸轮14的转动使位于第五行程段(a-d)的第一行走足16在第二方向Y的位置不变时，第二凸轮14可以带动位于第六行程段(d-f)的第二行走足18沿第二正方向运动；在第二凸轮14的转动使位于第五行程段(a-d)的第一行走足16在第二方向Y的位置不变时，第二凸轮14的转动可以使位于第七行程段(f-g)的第二行走足18在第二方向Y的位置不变；在第二凸轮14的转动带动位于第六行程段(d-f)的第一行走足16沿第二正方向运动时，第二凸轮14的转动可以带动位于第八行程段(g-a)的第二行走足18沿第二反方向运动；在第二凸轮14的转动使位于第七行程段(f-g)的第一行走足16在第二方向Y的位置不变时，第二凸轮14的转动可以使位于第五行程段(a-d)的第二行走足18在第二方向Y的位置不变；在第二凸轮14的转动带动第一行走足16在第八行程段(g-a)沿第二反方向运动时，第二凸轮14的转动可以带动位于第五行程段(a-d)的第二行走足18在第二方向Y的位置不变；在第二凸轮14的转动带动第一行走足16在第八行程段(g-a)沿第二反方向运动时，第二凸轮14的转动可以带动位于第六行程段(d-f)的第二行走足18沿第二正方向运动。

第二凸轮14和第一凸轮12协同配合，共同形成行走腿组件10的第一行走足16和第二行走足18的行走轨迹。例如，第一凸轮12的第一行程段(A-D)、第二行程段(D-F)、第三行程段(F-G)以及第四行程段(G-A)分别对应第二凸轮14的第五行程段(a-d)、第六行程段(d-f)、第七行程段(f-g)以及第八行程段(g-a)，即，第一行程段(A-D)所占的相位角等于第五行程段(a-d)所占的相位角，第二行程段(D-F)所占的相位角等于第六行程段(d-f)所占的相位角，第三行程段(F-G)所占的相位角等于第七行程段(f-g)所占的相位角，第四行程段(G-A)所占的相位角等于第八行程段(g-a)所占的相位角。

在上述的实施方式下，对于第一行走足16来说，请结合图4和图5，第一行走足16位于第一凸轮12的第一行程段(A-D)时，第一行走足16可以位于第二凸轮14的第五行程段(a-d)；第一行走足16位于第一凸轮12的第二行程段(D-F)时，第一行走足16可以位于第二凸轮14的第六行程段(d-f)；第一行走足16位于第一凸轮12的第三行程段(F-G)时，第一行走足16可以位于第二凸轮14的第七行程段(f-g)；第一行走足16位于第一凸轮12的第四行程段(G-A)时，第一行走足16可以位于第二凸轮14的第八行程段(g-a)。如此，位于第一行程段(A-D)的第一行走足16在第二方向Y的位置不变，位于第二行程段(D-F)的第一行走足16沿第二正方向运动，位于第三行程段(F-G)的第一行走足16在第二方向Y的位置不变，位于第四行程段(G-A)的第一行走足16沿第二反方向运动。

对于第二行走足18来说，请结合图4和图5，第二行走足18位于第一凸轮12的第一行程段(A-D)时，第二行走足18可以位于第二凸轮14的第五行程段(a-d)；第二行走足18位于第一凸轮12的第二行程段(D-F)时，第二行走足18可以位于第二凸轮14的第六行程段(d-f)；第二行走足18位于第一凸轮12的第三行程段(F-G)时，第二行走足18可以位于第二凸轮14的第七行程段(f-g)；第二行走足18位于第一凸轮12的第四行程段(G-A)时，第二行走足18可以位于第二凸轮14的第八行程段(g-a)。如此，位于第一行程段(A-D)的第二行走足18在第二方向Y的位置不变，位于第二行程段(D-F)的第二行走足18沿第二正方向运动，位于第三行程段(F-G)的第二行走足18在第二方向Y的位置不变，位于第四行程段(G-A)的第二行走足18沿第二反方向运动。其中，第二行走足18的运动轨迹与第一行走足16的运动轨迹相同，运动轨迹如图5所示。

请参阅图6和图7，为了配合第一行走足16与行走腿支架19的连接，行走腿支架19可以包括第一导向部192和第二导向部194，第一行走足16分别连接于第一导向部192和第二导向部194。

对应的，第一行走足16包括第一连接件162和第一脚164，第一脚164连接于第一连接件162，第一脚164可以通过螺纹连接、焊接等方式固定于第一连接件162。第一连接件162沿第一方向X和第二方向Y可滑动地安装于行走腿支架19。第一连接件162包括第一滑动部1622和第二滑动部1624，第一滑动部1622和第二滑动部1624可相对滑动。

第一滑动部1622沿第一方向X可滑动的连接于第一导向部192。第一滑动部1622的数量可以为多个，对应的，第一导向部192的数量也与第一滑动部1622的数量一致，本实施方式中，第一滑动部1622的数量为两个，第一导向部192的数量为两个，每一个第一滑动部1622可滑动的连接于对应的一个第一导向部192，两个第一滑动部1622和两个第一导向部192对应相互配合可以较好地增强了第一连接件162和行走腿支架19连接的稳定性，有助于第一行走足16在第一凸轮12和第二凸轮14的带动下可以顺畅地相对行走腿支架19运动。

第二滑动部1624沿第二方向Y可滑动的连接于第二导向部194。第二滑动部1624的数量可以为多个，对应的，第二导向部194的数量也与第二滑动部1624的数量一致，本实施方式中，第二滑动部1624的数量为两个，第二导向部194的数量为两个，每一个第二滑动部1624可滑动的连接于对应的一个第二导向部194，两个第二滑动部1624和两个第二导向部194对应相互配合可以更进一步地增强了第一连接件162和行走腿支架19连接的稳定性，有助于第一行走足16在第一凸轮12和第二凸轮14的带动下可以顺畅地相对行走腿支架19运动。

第一连接件162与第一凸轮12连接，第一凸轮12的转动可以带动第一行走足16在第一方向X周期性运动。第一连接件162还与第二凸轮14连接，第二凸轮14的转动可以带动第一行走足16在第二方向Y周期性运动。第一凸轮12和第二凸轮14分别带动第一连接件162在第一方向X、第二方向Y周期性运动，从而实现第一脚164的运动。

为了配合第一连接件162分别与第一凸轮12、第二凸轮14的连接，第一凸轮12设有第一环形凹槽122，第一环形凹槽122形成上述实施方式所列的依次首尾相接的第一行程段(A-D)、第二行程段(D-F)、第三行程段(F-G)以及第四行程段(G-A)；第二凸轮14设置第二环形凹槽142，第二环形凹槽142形成上述实施方式所列的依次首尾相接的第五行程段(a-d)、第六行程段(d-f)、第七行程段(f-g)以及第八行程段(g-a)。请结合图8，第一连接件162还包括第一连接凸柱1626和第二连接凸柱1628，第一连接凸柱1626可以固定连接于第一滑动部1622，第二连接凸柱1628可以固定连接于第二滑动部1624。第一连接凸柱1626可滑动地安装于第一环形凹槽122，第一连接凸柱1626可以在第一环形凹槽122的上述四个行程段中作出与对应行程段相应的运动。第二连接凸柱1628可滑动地安装于第二环形凹槽142，第二连接凸柱1628可以在第二环形凹槽142的上述四个行程段中作出与对应行程段相应的运动。

此外，请再次参阅图6，为了配合第二行走足18与行走腿支架19的连接，行走腿支架19可以包括第三导向部196和第四导向部198，第二行走足18分别连接于第三导向部196和第四导向部198。

对应的，第二行走足18包括第二连接件182和第二脚184，第二脚184连接于第二连接件182，第二脚184可以通过螺纹连接、焊接等方式固定于第二连接件182。第二连接件182沿第一方向X和第二方向Y可滑动地安装于行走腿支架19。第二连接件182包括第三滑动部1822和第四滑动部1824，第三滑动部1822和第四滑动部1824可相对滑动。

第三滑动部1822沿第一方向X可滑动的连接于第三导向部196。第三滑动部1822的数量可以为多个，对应的，第三导向部196的数量也与第三滑动部1822的数量一致，本实施方式中，第三滑动部1822的数量为两个，第三导向部196的数量为两个，每一个第三滑动部1822可滑动的连接于对应的一个第三导向部196，两个第三滑动部1822和两个第三导向部196对应相互配合可以较好地增强了第二连接件182和行走腿支架19连接的稳定性，有助于第二行走足18在第一凸轮12和第二凸轮14的带动下可以顺畅地相对行走腿支架19运动。

第四滑动部1824沿第二方向Y可滑动的连接于第四导向部198。第四滑动部1824的数量可以为多个，对应的，第四导向部198的数量也与第四滑动部1824的数量一致，本实施方式中，第四滑动部1824的数量为两个，第四导向部198的数量为两个，每一个第四滑动部1824可滑动的连接于对应的一个第四导向部198，两个第四滑动部1824和两个第四导向部198对应相互配合可以更进一步地增强了第二连接件182和行走腿支架19连接的稳定性，有助于第二行走足18在第一凸轮12和第二凸轮14的带动下可以顺畅地相对行走腿支架19运动。

第二连接件182与第一凸轮12连接，第一凸轮12的转动可以带动第二行走足18在第一方向X周期性运动。第二连接件182还与第二凸轮14连接，第二凸轮14的转动可以带动第二行走足18在第二方向Y周期性运动。第一凸轮12和第二凸轮14分别带动第二连接件182在第一方向X、第二方向Y周期性运动，从而实现第二脚184的运动。

为了配合第二连接件182分别与第一凸轮12、第二凸轮14的连接，请参阅图9，第二连接件182还包括第三连接凸柱1826和第四连接凸柱1828，第三连接凸柱1826可以固定连接于第三滑动部1822，第四连接凸柱1828可以固定连接于第四滑动部1824。第三连接凸柱1826可滑动地安装于第一环形凹槽122(见图2)，第三连接凸柱1826可以在第一环形凹槽122的上述四个行程段中作出与对应行程段相应的运动。第四连接凸柱1828可滑动地安装于第二环形凹槽142，第四连接凸柱1828可以在第二环形凹槽142的上述四个行程段中作出与对应行程段相应的运动。

请参阅图10和图11，本申请实施方式还提供一种行走装置100。行走装置100包括机架20和上述任一实施方式的行走腿组件10，行走腿组件10安装于机架20。

机架20可以安装有电机30，电机30用于驱动行走腿组件10行走移动。例如电机30可以通过驱动驱动部13来带动齿轮组11转动，齿轮组11的转动分别带动第一凸轮12和第二凸轮14转动以实现第一行走足16和第二行走足18的交替行走移动。

行走腿组件10的数量至少为四个，至少四个行走腿组件10可以协同配合实现行走装置100的运动。例如，至少四个行走腿组件10可以按照顺序排列分布于机架20，顺序排列为依顺时针方向或逆时针方向的顺序排列，使得至少四个行走腿组件10可以在第一方向X排列成等数量的两列。

至少四个行走腿组件10的第一行走足16按照顺序排列的相位差均为第一相位差值，至少四个行走腿组件10的第二行走足18按照顺序排列的相位差均为第二相位差值，第一相位差值等于第二相位差值。例如，至少四个行走腿组件10的第一行走足16按照顺时针方向Z排列的相位差均为第一相位差值，至少四个行走腿组件10的第二行走足18按照顺时针方向Z排列的相位差均为第二相位差值。其中，第一行走足16之间的相位差可以为对应同一行走腿组件10的第一凸轮12之间的相位差，也可以为对应同一行走腿组件10的第二凸轮14之间的相位差；第二行走足18之间的相位差可以为对应同一行走腿组件10的第一凸轮12之间的相位差，也可以为对应同一行走腿组件10的第二凸轮14之间的相位差。

在一些实施方式中，行走腿组件10的数量可以为N，其中N大于或等于4。第一相位差值等于180/N度。本申请实施方式以N为4作为例子进行说明。基于此，行走装置100则仅包括四个行走腿组件10，四个行走腿组件10的第一行走足16按照顺序排列的相位差均为45°，四个行走腿组件10的第二行走足18按照顺序排列的相位差均为45°。其中，行走腿组件10的按照顺序排列的首位行走腿组件10的第一行走足16和末位行走腿组件10的第一行走足16的相位差可为135°，行走腿组件10的按照顺序排列的首位行走腿组件10的第一行走足18和末位行走腿组件10的第二行走足18的相位差的相位差可为135°，如图12所示，从而可以保证行走装置100中至少三只行走足沿第一正方向运动且在第二方向Y的位置不变，同时又能保证行走装置100中有第四只行走足着地来配合已着地的其他三只行走足来实现行走装置100的不间断地运动，并且由于行走装置100在不间断地运动过程中，行走装置100的高度不变，保证了行走装置100运动的平稳性。而第一行程段(A-D)和第五行程段(a-d)所占的相位角不至于过小，有助于延长行走装置100中的行走足着地的时间，增大行走装置100的步距，从而可以提高行走装置100的行走效率。此外，第一凸轮12通过第一行程段(A-D)和第二凸轮14通过第五行程段(a-d)可以带动行走足匀速运动，从而可以实现行走装置100的匀速运动。

为了兼顾行走装置100的越障能力以及第二凸轮14在第六行程段(d-f)的提升力F，由于F＝(Txδ)/L，其中T为动力输入扭矩，δ为第二凸轮14的第六行程段(d-f)所占的相位角，L为第二凸轮14的升程，可以选取δ＝360/6＝60°，则第六行程段(d-f)和第二行程段(D-F)所占的相位角为60度，此时能够较好地保证第二凸轮14在第六行程段(d-f)的提升力，提高了行走装置100的爬坡能力以及越障能力。

在第六行程段(d-f)和第二行程段(D-F)所占的相位角为60度的情况下，则第四行程段(G-A)和第八行程段(g-a)所占的相位角为60度，第三行程段(F-G)和第七行程段(f-g)所占的相位角为105度。而第三行程段(F-G)和第七行程段(f-g)所占的相位角不至于过小，有助于保证行走装置100中的行走足悬空的时间，可以更进一步提高行走装置100的越障能力。

本实施方式中，四个行走腿组件10的第一行走足16和第二行走足18可以按照图13所示的形式分布，即第一行走腿组件1010、第二行走腿组件1020、第三行走腿组件1030以及第四行走腿组件1040依次沿顺时针方向Z分布。

第一行走腿组件1010包括第一行走足1601和第二行走足1801，第二行走腿组件1020包括第一行走足1602和第二行走足1802；第三行走腿组件1030包括第一行走足1603和第二行走足1803，第四行走腿组件1040包括第一行走足1604和第二行走足1804。四个行走腿组件10中的四个第一行走足16即第一行走足1601、第一行走足1602、第一行走足1603以及第一行走足1604依次沿顺时针方向Z分布；四个行走腿组件10中的四个第二行走足18即第二行走足1801、第二行走足1802、第二行走足1803以及第二行走足1804依次沿顺时针方向Z分布。四个行走腿组件10的八个行走足(1601-1604、1801-1804)的运动时序为图14所示。

行走装置100还包括控制器(图未示)，控制器与压力传感器13连接，控制器用于控制行走装置100处于行走状态和根据压力传感器13的反馈控制行走装置100处于驻立状态。当控制器控制行走装置100处于行走状态时，行走腿组件10的第一行走足16和第二行走足18交替地行走以实现行走装置100的行走移动。当控制器控制行走装置100处于驻立状态时，行走腿组件10的第一行走足16和第二行走足18均停止运动，且每两个行走腿组件10的压力值的压力差值小于或等于压力阈值，不仅保证了行走装置100的全部行走腿组件10着地来作为稳定支撑，即全部第一行走足16着地，或全部第二行走足18着地，或一部分第一行走足16着地且另一部分第二行走足18着地，而且还有助于行走装置100在处于驻立状态时停止于当前的位置为可以使行走装置100保持稳定的位置。其中，压力阈值可以根据行走装置100的自重进行设置，压力阈值也可以根据行走装置100的实际负载情况进行适应性地调整。

请参阅图15，本申请实施方式还提供一种根据上述实施方式的行走装置100的行走控制方法。行走控制方法可以控制行走装置100的运动情况。行走控制方法包括：

步骤S010：在行走装置处于行走状态，且至少四个行走腿组件的第一行走足和第二行走足按照行走足运动时序运动时，获取多个已经着地的行走腿组件的压力传感器的多个第一压力值；

步骤S020：获取在多个已经着地的行走腿组件之后着地的行走腿组件在着地过程中的压力传感器的第二压力值；以及

步骤S030：基于多个第一压力值与第二压力值控制行走装置处于驻立状态。

本申请实施方式的行走控制方法以行走装置100有四个行走腿组件10作为例子进行说明，基于此，在行走装置100处于行走状态的过程中，由于始终有三个行走腿组件10保持着地，如图16所示，则步骤S010中获取的第一压力值分别为三个已经着地的行走腿组件10的压力传感器13检测到的压力值。而步骤S020中获取的第二压力值为剩余一个未着地的行走腿组件10在着地过程中的压力传感器13检测的压力值，第二压力值在行走腿组件10的着地过程中实时变化。步骤S030中可以根据第一压力值与第二压力值来控制行走装置处于驻立状态或者继续保持行走状态。

请参阅图17，步骤S030包括：

步骤S032：计算每个第一压力值与第二压力值的压力差值，获得多个压力差值；

步骤S034：当多个压力差值均小于或等于压力阈值时，停止至少四个行走腿组件的第一行走足和第二行走足的运动，并使得行走装置处于驻立状态。

例如三个第一压力值分别为2000牛顿、2010牛顿以及2005牛顿，当行走装置100根据当前的负载情况将压力阈值设置为10牛顿时，在第二压力值为2008牛顿时，此时上述三个第一压力值分别与第二压力值的压力差值为8牛顿、2牛顿以及3牛顿，即三个压力差值均小于10牛顿，则不仅表示行走装置100的全部行走腿组件10着地来作为稳定支撑，而且行走装置100行走至当前的位置为使行走装置100保持稳定的位置，此时可以停止至少四个行走腿组件10的第一行走足16和第二行走足18的运动并保持当前的驻立状态，如图18所示。其中，压力阈值可以根据行走装置100的自重进行设置，压力阈值也可以根据行走装置100的实际负载情况进行适应性地调整。

此外，步骤S030还包括：

步骤S036：当至少一个压力差值大于压力阈值时，保持至少四个行走腿组件的第一行走足和第二行走足的运动，并使得行走装置处于行走状态。

在第二压力值过小时，例如第二压力值为100牛顿时，此时上述三个第一压力值分别与第二压力值的压力差值为1900牛顿、1910牛顿以及1905牛顿，即存在三个压力差值大于10牛顿，则表示第二压力值对应的行走腿组件10着地的位置为一个凹陷位置，并且该行走腿组件10的第一行走足16或第二行走足18沿第二方向运动到极限也不能在该凹陷位置稳定支撑行走装置100，此时可以保持至少四个行走腿组件10的第一行走足16和第二行走足18的运动，使行走装置100处于行走状态，并在行走至符合上述条件的位置来使行走装置100处于驻立状态。

本申请实施方式提供的行走腿组件10、行走装置100和行走控制方法中，第一行走足16和第二行走足18沿第一方向X进行周期性运动，以及沿第二方向Y进行周期性运动，两者交替地行走，实现了行走腿组件10的行走移动，并且压力传感器13可以检测第一行走足16和第二行走足18所受到的沿第二方向Y的压力值，有助于行走腿组件10可以通过压力传感器13的检测值来调整第一行走足16和第二行走足18沿第二方向Y运动的着地情况，由于行走腿组件10没有利用弹簧来辅助行走移动，减少了行走腿组件10行走移动过程的晃动情况，有助于行走腿组件10的平稳行走。此外，在行走腿组件10应用于行走装置的情况下，多个行走腿组件10可以相互配合，每个行走腿组件10可以通过调整第一行走足16和第二行走足18沿第二方向Y的运动来达到所需的压力值，使得行走装置达到稳定的驻立状态。

在本申请中，除非另有明确的规定或限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通，也可以是仅为表面接触，或者通过中间媒介的表面接触连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为特指或特殊结构。术语“一些实施方式”、“其他实施方式”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本申请中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本申请中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施方式技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种行走装置的行走腿组件，其特征在于，所述行走腿组件包括：

行走腿支架；

第一行走足和第二行走足，所述第一行走足和所述第二行走足安装于所述行走腿支架，并沿第一方向进行周期性运动，以及沿第二方向进行周期性运动，且所述第一行走足和所述第二行走足交替地行走，所述第一方向为所述行走腿组件的行走方向；以及

压力传感器，所述压力传感器安装于所述行走腿支架，用于检测所述第一行走足和所述第二行走足所受到的沿所述第二方向的压力值。

2.根据权利要求1所述的行走腿组件，其特征在于，所述第一方向垂直于所述第二方向。

3.根据权利要求1所述的行走腿组件，其特征在于，所述行走腿组件还包括驱动部和传动部，所述驱动部与所述传动部连接，所述传动部安装于所述行走腿支架，并连接于所述第一行走足和所述第二行走足之间，所述驱动部驱动所述传动部运动并带动所述第一行走足和所述第二行走足沿所述第一方向进行周期性运动，以及沿所述第二方向进行周期性运动，所述压力传动器套设于所述驱动部。

4.根据权利要求3所述的行走腿组件，其特征在于，所述传动部包括齿轮组、第一凸轮和第二凸轮，所述齿轮组与所述驱动部连接，所述第一凸轮与所述第二凸轮分别与所述齿轮组连接，所述第一凸轮的转动带动所述第一行走足和所述第二行走足沿所述第一方向进行周期性运动，所述第二凸轮的转动带动所述第一行走足和所述第二行走足沿所述第二方向进行周期性运动。

5.一种行走装置，其特征在于，包括：

机架；以及

至少四个根据权利要求1至4任一项所述的行走腿组件，所述至少四个行走腿组件安装于所述机架，所述至少四个行走腿组件的所述第一行走足按照顺序排列的相位差均为第一相位差值，所述至少四个行走腿组件的所述第二行走足按照所述顺序排列的相位差均为第二相位差值，所述顺序排列为依顺时针方向或逆时针方向的顺序排列，所述第一相位差值等于所述第二相位差值。

6.根据权利要求5所述的行走装置，其特征在于，所述至少四个行走腿组件的数量为N，所述第一相位差值等于180/N度。

7.根据权利要求6所述的行走装置，其特征在于，所述至少四个行走腿组件仅包括四个所述行走腿组件，所述第一相位差值为45度。

8.根据权利要求5所述的行走装置，其特征在于，所述行走装置还包括控制器，所述控制器与所述压力传感器连接，所述控制器用于控制所述行走装置处于行走状态和根据所述压力传感器的反馈控制所述行走装置处于驻立状态。

9.一种根据权利要求5或6或8任一项所述的行走装置的行走控制方法，其特征在于，所述行走控制方法包括：

在所述行走装置处于行走状态，且所述至少四个行走腿组件的所述第一行走足和所述第二行走足按照行走足运动时序运动时，获取多个已经着地的所述行走腿组件的所述压力传感器的多个第一压力值；

获取在所述多个已经着地的所述行走腿组件之后着地的所述行走腿组件在着地过程中的所述压力传感器的第二压力值；以及

基于多个所述第一压力值与所述第二压力值控制所述行走装置处于驻立状态。

10.根据权利要求9所述的行走控制方法，其特征在于，所述基于多个所述第一压力值与所述第二压力值控制所述行走装置处于驻立状态包括：

计算每个所述第一压力值与所述第二压力值的压力差值，获得多个压力差值；

当所述多个压力差值均小于或等于压力阈值时，停止所述至少四个行走腿组件的所述第一行走足和所述第二行走足的运动，并使得所述行走装置处于驻立状态。

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