CN112109819A - 一种液压控制猎豹仿生四足机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压控制猎豹仿生四足机器人。该机器人包括：机械结构、液压系统以及控制器；所述机械结构包括4个腿部结构和1个脊柱结构；所述腿部结构包括髋关节、大腿结构以及小腿结构；所述髋关节通过所述大腿结构与所述小腿结构相连接；所述控制器向所述液压系统发送第一控制信号，所述液压系统根据所述第一控制信号控制两个第一直线液压缸并联控制所述大腿结构的运动；所述控制器向所述液压系统发送第二控制信号，所述液压系统根据所述第二控制信号控制两个第二直线液压缸控制所述脊柱结构的机身俯仰动作，模拟猎豹奔跑时猎豹脊柱部分的运动。本发明能够实现液压缸的快速响应动作以及所述机器人整机的快速运动。

Description

一种液压控制猎豹仿生四足机器人

技术领域

本发明涉及液压控制领域，特别是涉及一种液压控制猎豹仿生四足机器人。

背景技术

足式机器人是21世纪以来迅速发展的新技术，作为一门多学科交叉的前沿技术，足式机器人中运用了智能控制技术、视觉识别技术、人机交互技术等多种最新技术。其自身在大力发展的过程中也带动了许多学科的共同发展。所以机器人制造水平也代表着一个国家尖端制造与科研水平的高低。世界上许多科技发达的国家都投入了大量时间、金钱对机器人技术开展更加深入的研究。但大多数制造出的机器人仍然处于实验室研究阶段，其实际运动空间、续航能力、运动速度都影响着机器人的实际应用，所以无法实现大规模的商业生产。如果在不久的将来，技术得到进一步的提升，足式机器人将具有前所未有的商业前景。所以，现阶段各高校与科研机构的专业团队都在夜以继日地开展科学研究，这使得足式机器人逐渐成为高端科研的热点。

猎豹是自然界中奔跑速度最快的动物，其捕猎时速度可达30m/s，其单腿长度约为0.6米，每秒钟猎豹能够向前迈出大约30米的长度，相当于自身体长的15倍。科学专家们通过研究表明，自然界中的四足动物利用它们脊柱的弯曲与延伸来保证在复杂环境下的高强度、高速度奔跑。但现有的许多仿生四足机器人都仅仅运用刚性的身体躯干，很少考虑脊柱在运动中的重要作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种液压控制猎豹仿生四足机器人，在国内外四足机器人机械结构和驱动方式的基础上，以猎豹为仿生对象设计一个较优的脊柱式四足机器人运动机构，并设计其髋关节与脊柱的液压驱动和动力系统，最后完成整机的装配与控制。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种液压控制猎豹仿生四足机器人，包括：机械结构、液压系统以及控制器；所述机械结构包括4个腿部结构和1个脊柱结构；

所述腿部结构包括髋关节、大腿结构以及小腿结构；所述髋关节通过所述大腿结构与所述小腿结构相连接；所述控制器向所述液压系统发送第一控制信号，所述液压系统根据所述第一控制信号控制两个第一直线液压缸并联控制所述大腿结构的运动；所述第一直线液压缸包括1个30mm行程直线液压缸和1个50mm行程直线液压缸；

所述控制器向所述液压系统发送第二控制信号，所述液压系统根据所述第二控制信号控制两个第二直线液压缸控制所述脊柱结构的机身俯仰动作，模拟猎豹奔跑时猎豹脊柱部分的运动；所述第二直线液压缸包括前脊柱液压缸和后脊柱液压缸。

可选的，所述30mm行程直线液压缸的一端设于所述髋关节的一侧，所述50mm行程直线液压缸的一端设于所述髋关节的另一侧；所述30mm行程直线液压缸的另一端以及所述50mm行程直线液压缸的另一端通过转动轴承分别与所述大腿结构相连接；

所述大腿结构包括大腿连杆、160mm腿部连杆以及60mm腿部连杆；所述大腿连杆以及所述160mm腿部连杆并排设置，且所述大腿连杆一端以及所述160mm腿部连杆一端通过所述60mm腿部连杆联动，所述160mm腿部连杆的另一端通过端面球轴承设于所述小腿结构的小腿连杆上，所述大腿连杆与所述小腿连杆的另一端转动连接；

通过所述大腿连杆、所述160mm腿部连杆以及所述60mm腿部连杆约束所述腿部结构的自由度，并将所述髋关节的自由度以及膝关节的自由度集中在所述60mm腿部连杆的交接点处，通过所述30mm行程直线液压缸以及所述50mm行程直线液压缸并联控制。

可选的，所述小腿结构还包括：减震弹簧、足部伸缩轴、防滑垫安装座以及足部橡胶垫；

所述足部伸缩轴一端通过紧固件固设于所述小腿连杆的底端，所述紧固件套设于所述减震弹簧的内部；所述足部伸缩轴的另一端设有防滑垫安装座，所述足部橡胶垫设于所述防滑垫安装座上。

可选的，所述脊柱结构还包括：中间脊柱、前机体支撑板以及后机体支撑板；

所述中间脊柱的一侧通过转动轴承与所述前机体支撑板相连接，所述中间脊柱的另一侧通过转动轴承与所述后机体支撑板相连接；所述前脊柱液压缸设于所述前机体支撑板之上，且所述前脊柱液压缸的两端分别与所述中间脊柱以及所述前机体支撑板铰接；所述后脊柱液压缸设于所述后机体支撑板之上，且所述后脊柱液压缸的两端分别与所述中间脊柱以及所述后机体支撑板铰接；通过所述前脊柱液压缸以及后脊柱液压缸的伸长收缩控制所述前机体支撑板和所述后机体支撑板相对于所述中间脊柱之间的运动，以此模拟猎豹奔跑时猎豹脊柱部分的弯曲运动。

可选的，所述液压系统具体包括：2个伺服电机、10个直线液压缸、10个伺服阀、10个位移传感器、10个力传感器以及液压控制器；

所述液压控制器与所述10个直线液压缸相连接，所述10个直线液压缸包括4个所述30mm行程直线液压缸、4个50mm行程直线液压缸、1个前脊柱液压缸以及1个后脊柱液压缸；所述伺服阀设于所述伺服电机与所述直线液压缸之间，一个所述伺服阀仅与一个直线液压缸相连接；每个直线液压缸的内部均设有一个所述位移传感器以及一个所述力传感器；所述位移传感器用于采集直线液压缸的缸杆位移，所述力传感器用于采集直线液压缸的缸杆出力值；所述液压控制器用于处理所述液压系统中的外接控制信号以及内部反馈控制信号，并根据所述外接控制信号以及所述内部反馈控制信号控制所述液压系统内各个器件的执行动作和时序。

可选的，所述液压系统控制器发送电信号输入到所述伺服电机后，所述伺服电机带动液压泵转动，液压泵转动后给整个所述液压系统供油；基于所述电信号，控制所述伺服阀的阀芯的移动位置，当所述伺服阀的阀芯向一侧偏移使阀口张开，压力油经过所述伺服阀的开口进入所述直线液压缸的一个腔，使得活塞杆向一侧移动，带动猎豹仿生四足机器人的躯干和腿部运动。

可选的，所述液压系统还包括：2个齿轮泵；

每个所述齿轮泵仅与一个所述伺服电机相连接；所述液压控制器通过控制所述伺服电机的转速以控制所述齿轮泵的转速，从而控制所述齿轮泵的输出流量，进而控制液压系统的流量，实现所述猎豹仿生四足机器人在不同条件下的运动。

可选的，所述液压系统还包括：大蓄能器以及小蓄能器；

所述齿轮泵的入口处设有所述大蓄能器；所述大蓄能器作为闭式回路油箱，所述大蓄能器用于存储油液，且调整所述齿轮泵入口的油液压力；所述齿轮泵的出口处设有所述小蓄能器；所述小蓄能器用于稳定所述液压系统的压力，并消除所述液压系统的压力脉动。

可选的，所述液压系统还包括：电磁溢流阀；

所述电磁溢流阀设于所述齿轮泵的出口处与工作元件之间，且所述电磁溢流阀与所述液压控制器相连接；当所述液压系统的压力值高于所述电磁溢流阀的压力阈值时，所述电磁溢流阀工作，维持所述液压系统的系统压力为溢流阀调定值。

可选的，所述液压系统还包括：电磁换向阀；

所述电磁换向阀设于所述齿轮泵的出口处与所述工作元件之间，且所述电磁换向阀与所述液压控制器相连接，当所述电磁换向阀通电时，所述电磁换向阀的阀芯移动，所述液压系统的高压油路与低压油路接通，实现所述液压系统无负载启动或卸压。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种液压控制猎豹仿生四足机器人，以猎豹为仿生对象设计一个较优的脊柱式四足机器人运动机构，并设计髋关节与脊柱的液压驱动和动力系统，主要结构包括腿部结构和脊柱结构，所述腿部结构包括髋关节、大腿结构与小腿结构，通过两个直线液压缸并联控制单腿的运动；所述脊柱结构通过两个直线液压缸控制机身俯仰动作，模拟猎豹奔跑时脊柱部分的运动，机械结构动作通过液压系统以及控制器控制。本发明实现了液压缸的快速响应动作，通过脊柱结构与腿部结构结合动作，实现了所述机器人整机的快速运动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的液压控制猎豹仿生四足机器人立体图；

图2为本发明所提供的腿部结构示意图；

图3为本发明所提供的脊柱结构示意图；

图4为本发明所提供的液压控制猎豹仿生四足机器人侧视图；

图5为本发明所提供的液压控制系统原理图；

图6为本发明所提供的液压控制系统方案图。

符号说明：1为髋关节，2为50mm行程直线液压缸，3为60mm腿部连杆，4为30mm行程直线液压缸，5为160mm腿部连杆，6为端面球轴承，7为小腿连杆，8为螺栓，9为螺母，10为减震弹簧，11为足部伸缩轴，12为防滑垫安装座，13为足部橡胶垫，14为后机体支撑板，15为后脊柱液压缸，16为中间脊柱，17为前脊柱液压缸，18为前机体支撑板，19为电池，20为控制箱，21为第一阀块，22为伺服电机，23为小蓄能器，24为大蓄能器，25为高压软管，26为低压软管，27为第二阀块，28为齿轮泵，29为过滤器，30为冷却器，31为电磁换向阀，32为腿部伺服阀，33为腿部液压缸，34为溢流阀，35为脊柱伺服阀，36为脊柱液压缸。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明的目的是提供一种液压控制猎豹仿生四足机器人，能够实现液压缸的快速响应动作，通过脊柱结构与腿部结构结合动作，实现所述机器人整机的快速运动。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明所提供的液压控制猎豹仿生四足机器人立体图，如图1所示，在现有的四足机器人机械结构和驱动方式的基础上，本发明提供了一种液压控制猎豹仿生四足机器人，包括：机械结构、液压系统以及控制器；所述机械结构包括4个腿部结构和1个脊柱结构；

图2为本发明所提供的腿部结构示意图，如图2所示，所述腿部结构包括髋关节1、大腿结构以及小腿结构；所述髋关节1通过所述大腿结构与所述小腿结构相连接；所述控制器向所述液压系统发送第一控制信号，所述液压系统根据所述第一控制信号控制两个第一直线液压缸并联控制所述大腿结构的运动；所述第一直线液压缸包括1个30mm行程直线液压缸4和1个50mm行程直线液压缸2；所述控制器向所述液压系统发送第二控制信号，所述液压系统根据所述第二控制信号控制两个第二直线液压缸控制所述脊柱结构的机身俯仰动作，模拟猎豹奔跑时猎豹脊柱部分的运动；所述第二直线液压缸包括前脊柱液压缸17和后脊柱液压缸15。

在实际应用中，所述30mm行程直线液压缸4的一端设于所述髋关节1的一侧，所述50mm行程直线液压缸2的一端设于所述髋关节1的另一侧；所述30mm行程直线液压缸4的另一端以及所述50mm行程直线液压缸2的另一端通过转动轴承分别与所述大腿结构相连接；所述大腿结构包括大腿连杆、160mm腿部连杆5以及60mm腿部连杆3；所述大腿连杆以及所述160mm腿部连杆5并排设置，且所述大腿连杆一端以及所述160mm腿部连杆5一端通过所述60mm腿部联动，所述160mm腿部连杆5的另一端通过端面球轴承6设于所述小腿结构的小腿连杆7上，所述大腿连杆与所述小腿连杆7的另一端转动连接；通过所述大腿连杆、所述160mm腿部连杆5以及所述60mm腿部连杆3约束所述腿部结构的自由度，并将所述髋关节1的自由度以及膝关节的自由度集中在所述60mm腿部连杆3的交接点处，通过所述30mm行程直线液压缸4以及所述50mm行程直线液压缸2并联控制。

所述50mm行程直线液压缸2和所述30mm行程直线液压缸4的一端通过轴承固定在所述髋关节1上，可以在所述髋关节1上转动，它们的另一端通过转动轴承固定在所述60mm腿部连杆3和所述160mm腿部连杆5的铰点A处，同样可以实现转动，所述160mm腿部连杆5的另一端通过所述端面球轴承6与所述小腿连杆7在铰点B相连，从而通过控制所述50mm行程直线液压缸2和所述30mm行程直线液压缸4的伸缩即可并联控制铰点A的位置，通过四连杆机构的运动规律，即可控制所述小腿连杆7的运动，从而实现机器人腿部的运动控制。

在实际应用中，所述小腿结构还包括：减震弹簧10、足部伸缩轴11、防滑垫安装座12以及足部橡胶垫13；所述足部伸缩轴11一端通过紧固件固设于所述小腿连杆7的底端，所述紧固件套设于所述减震弹簧10的内部，所述紧固件包括螺栓8以及螺母9；所述足部伸缩轴11的另一端设有防滑垫安装座12，所述足部橡胶垫13设于所述防滑垫安装座12上，所述足部伸缩轴11实现弹簧10的轴向伸缩导向功能，本发明通过所述减震弹簧10、足部伸缩轴11和足部橡胶垫13实现腿部的减震缓冲功能。

图3为本发明所提供的脊柱结构示意图，如图3所示，所述脊柱结构还包括：中间脊柱16、前机体支撑板18以及后机体支撑板14；所述中间脊柱16的一侧通过转动轴承与所述前机体支撑板18相连接，所述中间脊柱16的另一侧通过转动轴承与所述后机体支撑板14相连接；所述前脊柱液压缸17设于所述前机体支撑板18之上，且所述前脊柱液压缸17的两端分别与所述中间脊柱16以及所述前机体支撑板18铰接；所述后脊柱液压缸15设于所述后机体支撑板14之上，且所述后脊柱液压缸15的两端分别与所述中间脊柱16以及所述后机体支撑板14铰接；通过所述前脊柱液压缸17以及后脊柱液压缸15的伸长收缩控制所述前机体支撑板18和所述后机体支撑板14相对于所述中间脊柱16之间的运动，以此模拟猎豹奔跑时猎豹脊柱部分的弯曲运动。

所述2个后机体支撑板14、前机体支撑板18与所述中间脊柱16通过转动轴承相连接，部件之间可以相对转动，所述2个后脊柱液压缸15、前脊柱液压缸17通过转动轴承分别与所述2个后机体支撑板14、前机体支撑板18和所述中间脊柱16相连接，通过控制所述2个后脊柱液压缸15、前脊柱液压缸17的伸缩即可控制2个后机体支撑板14、前机体支撑板18相对于所述中间脊柱16的转动。

图4为本发明所提供的液压控制猎豹仿生四足机器人侧视图，如图4所示，本发明还包括还包括电池19，控制箱20，第一阀块21，伺服电机22，小蓄能器23，大蓄能器24，高压软管25，低压软管26，第二阀块27，齿轮泵28，过滤器29。

图5为本发明所提供的液压控制系统原理图，图6为本发明所提供的液压控制系统方案图，如图5-6所示，所述液压系统具体包括：2个伺服电机、10个直线液压缸、10个伺服阀、10个位移传感器、10个力传感器以及液压控制器；所述液压控制器与所述10个伺服阀相连接，所述液压控制器发出控制信号，控制所述伺服阀的动作，进而控制液压缸的动作；所述10个直线液压缸包括4个所述30mm行程直线液压缸4、4个50mm行程直线液压缸2、1个前脊柱液压缸17以及1个后脊柱液压缸15；所述伺服阀设于所述伺服电机与所述直线液压缸之间，一个所述伺服阀仅与一个直线液压缸相连接；每个直线液压缸的内部均设有一个所述位移传感器以及一个所述力传感器；所述位移传感器用于采集直线液压缸的缸杆位移，所述力传感器用于采集直线液压缸的缸杆出力值；所述液压控制器用于处理所述液压系统中的外接控制信号以及内部反馈控制信号，并根据所述外接控制信号以及所述内部反馈控制信号控制所述液压系统内各个器件的执行动作和时序。

其中，如图5所示，所述液压系统主要包括控制器20，伺服电机22，小蓄能器23，大蓄能器24，齿轮泵28，过滤器29，冷却器30，电磁换向阀31，腿部伺服阀32，腿部液压缸33，溢流阀34，脊柱伺服阀35，脊柱液压缸36。

伺服电机22通过联轴器与齿轮泵连接，同时为系统回路供油，大蓄能器24作闭式回路油箱使用，既可以为系统储存油液，也可以及时调整泵入口的油液压力，所述小蓄能器23安装于泵出口处用于稳定系统压力，并消除系统压力脉动，所述过滤器29用于清洁油液，当压力值高于溢流阀指定压力时，所述电磁换向阀31工作，从而起到保护系统安全的作用，所述腿部伺服阀32，用于控制所述腿部液压缸33伸出和缩回动作，所述溢流阀34用于保持系统工作压力，所述脊柱伺服阀35，用于控制所述脊柱液压缸36伸出和缩回动作。

所述10个直线液压缸中4个30mm行程直线液压缸4和4个50mm行程直线液压缸2分别安装于机器人4个腿部结构，并联控制机器人单腿实现运动；2个脊柱液压缸用于控制机器人脊柱结构实现运动。

在实际应用中，所述伺服电机22带动液压泵转动，液压泵转动后给整个所述液压系统供油；基于所述电信号，控制所述伺服阀的阀芯的移动位置，当所述伺服电机22驱动所述伺服阀，使得所述伺服阀的阀芯向一侧偏移使阀口张开，压力油经过所述伺服阀的开口进入所述直线液压缸的一个腔，使得活塞杆向一侧移动，带动猎豹仿生四足机器人的躯干和腿部运动。

若所述液压系统控制器发出反向电压信号，则所述伺服阀的阀芯位移也相反，相应地，压力油推动活塞杆反向运动。改变输入到所述电液伺服阀驱动电路的电压值的大小，可以改变所述伺服阀阀口的大小，从而改变进入所述直线液压缸的流量，进而控制活塞杆的运动速度。

本发明采用所述伺服电机22供油，连接齿轮泵28，带动齿轮泵转动，给机器人液压系统供油，提供动力，由于所述液压仿生猎豹机器人较为紧凑，空间较小，选择两组齿轮泵28和伺服电机22并联为液压系统供油，在满足条件的基础上尽可能选择小排量高转速的泵，使得其空间更小。猎豹仿生四足机器人运动时在每个时刻的运动状态是在变化的，所需的流量因此也不一样，当其处于不同运动状态时，所需的流量变化较大，所带来的功率损失较多，采用伺服电机22带动定量泵供油方式可以根据负载情况实时调节电机转速，当系统处于不同工况时向伺服电机22发送信号以改变转速，从而及时改变系统流量，提高了系统工作效率，同时还可以保证系统运行的寿命，减小噪声。

液压控制器连接所述伺服电机22，通过控制所述伺服电机22的转速控制所述齿轮泵28的转速，从而控制所述齿轮泵28的输出流量，从而控制液压系统的流量，实现所述机器人在不同条件下的运动；所述液压系统控制器可以接收所述齿轮泵28的转速、转矩反馈信号，反馈控制所述伺服电机22转速，实现运动的稳定控制。

在实际应用中，所述液压系统还包括：2个齿轮泵28；每个所述齿轮泵28与一个所述伺服电机22相连接；所述液压控制器通过控制所述伺服电机22的转速以控制所述齿轮泵28的转速，从而控制所述齿轮泵28的输出流量，从而控制液压系统的流量，实现所述机器人在不同条件下的运动；所述液压系统控制器可以接收所述齿轮泵28的转速、转矩反馈信号，反馈控制所述伺服电机22转速，实现运动的稳定控制。

在实际应用中，由于所述猎豹仿生四足机器人结构紧凑，又采用了闭式液压系统，所以不再需要大型的液压油箱，在齿轮泵28的入口处(回油处)设置大容量的大蓄能器24做闭式回路油箱使用，既可以为系统储存油液，也可以及时调整泵入口的油液压力。在所述齿轮泵28的出口处选取一个所述小容量的小蓄能器23，用于稳定系统压力，并消除系统压力脉动。

本发明采用闭式系统油路循环方式。闭式系统结构较为紧凑，与空气接触机会较少，传动平稳性较高。基于结构紧凑型进行考虑，油液从执行器端直接进入液压泵，因此无需较大的附加油源，可以较大程度上减少液压系统的自重，提高机器人整体的动态特性，同时高清洁度的液压油是液压伺服系统可靠性的保证，以上特点可以满足猎豹仿生四足机器人高速运动要求。

在实际应用中，所述液压系统还包括：电磁溢流阀；所述电磁溢流阀设于所述齿轮泵28的出口处与工作元件之间，且所述电磁溢流阀与所述液压控制器相连接；当所述液压系统的压力值高于所述电磁溢流阀的压力阈值时，所述电磁溢流阀工作，从而起到保护系统安全的作用。

在实际应用中，所述液压系统还包括：电磁换向阀；所述电磁换向阀设于所述齿轮泵28的出口处与所述工作元件之间，且所述电磁换向阀与所述液压控制器相连接，当所述电磁换向阀通电时，所述电磁换向阀的阀芯移动，所述液压系统的高压油路与低压油路接通，实现所述液压系统无负载启动或卸压。

本发明实现了液压缸的快速响应动作，通过所述脊柱结构与腿部结构结合动作，实现了所述机器人整机的快速运动。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种液压控制猎豹仿生四足机器人，其特征在于，包括：机械结构、液压系统以及控制器；所述机械结构包括4个腿部结构和1个脊柱结构；

所述腿部结构包括髋关节、大腿结构以及小腿结构；所述髋关节通过所述大腿结构与所述小腿结构相连接；所述控制器向所述液压系统发送第一控制信号，所述液压系统根据所述第一控制信号控制两个第一直线液压缸并联控制所述大腿结构的运动；所述第一直线液压缸包括1个30mm行程直线液压缸和1个50mm行程直线液压缸；

所述控制器向所述液压系统发送第二控制信号，所述液压系统根据所述第二控制信号控制两个第二直线液压缸控制所述脊柱结构的机身俯仰动作，模拟猎豹奔跑时猎豹脊柱部分的运动；所述第二直线液压缸包括前脊柱液压缸和后脊柱液压缸。

2.根据权利要求1所述的液压控制猎豹仿生四足机器人，其特征在于，所述30mm行程直线液压缸的一端设于所述髋关节的一侧，所述50mm行程直线液压缸的一端设于所述髋关节的另一侧；所述30mm行程直线液压缸的另一端以及所述50mm行程直线液压缸的另一端通过转动轴承分别与所述大腿结构相连接；

所述大腿结构包括大腿连杆、160mm腿部连杆以及60mm腿部连杆；所述大腿连杆以及所述160mm腿部连杆并排设置，且所述大腿连杆一端以及所述160mm腿部连杆一端通过所述60mm腿部连杆联动，所述160mm腿部连杆的另一端通过端面球轴承设于所述小腿结构的小腿连杆上，所述大腿连杆与所述小腿连杆的另一端转动连接；

通过所述大腿连杆、所述160mm腿部连杆以及所述60mm腿部连杆约束所述腿部结构的自由度，并将所述髋关节的自由度以及膝关节的自由度集中在所述60mm腿部连杆的交接点处，通过所述30mm行程直线液压缸以及所述50mm行程直线液压缸并联控制。

3.根据权利要求2所述的液压控制猎豹仿生四足机器人，其特征在于，所述小腿结构还包括：减震弹簧、足部伸缩轴、防滑垫安装座以及足部橡胶垫；

所述足部伸缩轴一端通过紧固件固设于所述小腿连杆的底端，所述紧固件套设于所述减震弹簧的内部；所述足部伸缩轴的另一端设有防滑垫安装座，所述足部橡胶垫设于所述防滑垫安装座上。

4.根据权利要求1所述的液压控制猎豹仿生四足机器人，其特征在于，所述脊柱结构还包括：中间脊柱、前机体支撑板以及后机体支撑板；

所述中间脊柱的一侧通过转动轴承与所述前机体支撑板相连接，所述中间脊柱的另一侧通过转动轴承与所述后机体支撑板相连接；所述前脊柱液压缸设于所述前机体支撑板之上，且所述前脊柱液压缸的两端分别与所述中间脊柱以及所述前机体支撑板铰接；所述后脊柱液压缸设于所述后机体支撑板之上，且所述后脊柱液压缸的两端分别与所述中间脊柱以及所述后机体支撑板铰接；通过所述前脊柱液压缸以及后脊柱液压缸的伸长收缩控制所述前机体支撑板和所述后机体支撑板相对于所述中间脊柱之间的运动，以此模拟猎豹奔跑时猎豹脊柱部分的弯曲运动。

5.根据权利要求1-4任一项所述的液压控制猎豹仿生四足机器人，其特征在于，所述液压系统具体包括：2个伺服电机、10个直线液压缸、10个伺服阀、10个位移传感器、10个力传感器以及液压控制器；

所述液压控制器与所述10个直线液压缸相连接，所述10个直线液压缸包括4个所述30mm行程直线液压缸、4个50mm行程直线液压缸、1个前脊柱液压缸以及1个后脊柱液压缸；所述伺服阀设于所述伺服电机与所述直线液压缸之间，一个所述伺服阀仅与一个直线液压缸相连接；每个直线液压缸的内部均设有一个所述位移传感器以及一个所述力传感器；所述位移传感器用于采集直线液压缸的缸杆位移，所述力传感器用于采集直线液压缸的缸杆出力值；所述液压控制器用于处理所述液压系统中的外接控制信号以及内部反馈控制信号，并根据所述外接控制信号以及所述内部反馈控制信号控制所述液压系统内各个器件的执行动作和时序。

6.根据权利要求5所述的液压控制猎豹仿生四足机器人，其特征在于，所述液压系统控制器发送电信号输入到所述伺服电机后，所述伺服电机带动液压泵转动，液压泵转动后给整个所述液压系统供油；基于所述电信号，控制所述伺服阀的阀芯的移动位置，当使得所述伺服阀的阀芯向一侧偏移使阀口张开，压力油经过所述伺服阀的开口进入所述直线液压缸的一个腔，使得活塞杆向一侧移动，带动猎豹仿生四足机器人的躯干和腿部运动。

7.根据权利要求6所述的液压控制猎豹仿生四足机器人，其特征在于，所述液压系统还包括：2个齿轮泵；

每个所述齿轮泵仅与一个所述伺服电机相连接；所述液压控制器通过控制所述伺服电机的转速以控制所述齿轮泵的转速，从而控制所述齿轮泵的输出流量，进而控制所述液压系统的流量，实现所述猎豹仿生四足机器人在不同条件下的运动。

8.根据权利要求7所述的液压控制猎豹仿生四足机器人，其特征在于，所述液压系统还包括：大蓄能器以及小蓄能器；

所述齿轮泵的入口处设有所述大蓄能器；所述大蓄能器作为闭式回路油箱，所述大蓄能器用于存储油液，且调整所述齿轮泵入口的油液压力；所述齿轮泵的出口处设有所述小蓄能器；所述小蓄能器用于稳定所述液压系统的压力，并消除所述液压系统的压力脉动。

9.根据权利要求8所述的液压控制猎豹仿生四足机器人，其特征在于，所述液压系统还包括：电磁溢流阀；

所述电磁溢流阀设于所述齿轮泵的出口处与工作元件之间，且所述电磁溢流阀与所述液压控制器相连接；当所述液压系统的压力值高于所述电磁溢流阀的压力阈值时，所述电磁溢流阀工作，维持所述液压系统的系统压力为溢流阀调定值。

10.根据权利要求9所述的液压控制猎豹仿生四足机器人，其特征在于，所述液压系统还包括：电磁换向阀；

所述电磁换向阀设于所述齿轮泵的出口处与所述工作元件之间，且所述电磁换向阀与所述液压控制器相连接，当所述电磁换向阀通电时，所述电磁换向阀的阀芯移动，所述液压系统的高压油路与低压油路接通，实现所述液压系统无负载启动或卸压。

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