机器人

摘要

本申请提供了一种机器人，属于智能设备技术领域。该机器人包括外壳、躯干、机械臂、机械腿和脚掌，其中：躯干、机械臂和机械腿均位于外壳中，脚掌伸出于外壳；机械臂固定在躯干的侧部，包括第一驱动件和摆动件，第一驱动件与摆动件相连，第一驱动件用于驱动摆动件摆动运动；机械腿固定在躯干的底部，包括第二驱动件和连杆机构，第二驱动件通过连杆机构与脚掌相连，第二驱动件用于通过连杆机构驱动脚掌运动。采用本申请，该机器人的机械腿通过连杆机构实现抬脚运动，可以提升该机器人的仿真逼真度，增强仿真效果。机器人通过机械腿运动时，机械臂配合做摆动运动，也可以提升机器人的仿真逼真度，增强仿真效果。

权利要求

1.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括外壳(1)、躯干(2)、机械臂(3)、机械腿(4)和脚掌(5)，其中：

所述躯干(2)、所述机械臂(3)和所述机械腿(4)均位于所述外壳(1)中，所述脚掌(5)伸出于所述外壳(1)；

所述机械臂(3)固定在所述躯干(2)的侧部，包括第一驱动件和摆动件，所述第一驱动件与所述摆动件相连，所述第一驱动件用于驱动所述摆动件摆动运动；

所述机械腿(4)固定在所述躯干(2)的底部，包括第二驱动件和连杆机构，第二驱动件包括大腿驱动电机(41)、小腿驱动电机(42)和左右驱动电机(45)，所述连杆机构包括大腿连杆机构(43)和小腿连杆机构(44)；

所述大腿驱动电机(41)和所述小腿驱动电机(42)固定在所述躯干(2)的底部，所述大腿驱动电机(41)的输出轴与所述大腿连杆机构(43)相连，所述小腿驱动电机(42)的输出轴与所述小腿连杆机构(44)相连，所述小腿连杆机构(44)的一端与所述大腿连杆机构(43)相连，另一端与所述脚掌(5)相连，所述左右驱动电机(45)的输出轴与所述大腿连杆机构(43)相连。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述机械臂(3)的第一驱动件包括前后摆动电机(31)，所述前后摆动电机(31)固定在所述躯干(2)的侧部，所述摆动件(33)固定在所述前后摆动电机(31)上，所述前后摆动电机(31)用于驱动所述摆动件(33)前后摆动运动。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述机械臂(3)的第一驱动件还包括上下摆动电机(32)，所述上下摆动电机(32)固定在所述前后摆动电机(31)上，所述摆动件(33)通过所述上下摆动电机(32)固定在所述前后摆动电机(31)上，所述上下摆动电机(32)用于驱动所述摆动件(33)上下摆动运动。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，所述机械臂(3)还包括连接组件(34)；

所述上下摆动电机(32)的输出轴通过所述连接组件(34)与所述前后摆动电机(31)固定连接，以使所述上下摆动电机(32)的输出轴旋转时，与所述上下摆动电机(32)的壳体相固定的所述摆动件(33)上下摆动运动；

所述上下摆动电机(32)通过所述连接组件(34)与所述前后摆动电机(31)的输出轴固定连接，以使所述前后摆动电机(31)旋转时所述摆动件(33)前后摆动运动。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述连接组件(34)包括U型连接架(341)和环形连接盘(342)；

所述U型连接架(341)的两个竖板与所述上下摆动电机(32)的输出轴的两端固定连接，所述U型连接架(341)的横板、所述环形连接盘(342)和所述前后摆动电机(31)的输出轴相固定，且所述环形连接盘(342)和所述前后摆动电机(31)的输出轴键连接。

6.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于，所述前后摆动电机(31)的输出轴具有内螺纹孔，与所述前后摆动电机(31)的输出轴的内螺纹孔相适配的螺钉依次穿过所述U型连接架(341)的横板和所述环形连接盘(342)安装在所述前后摆动电机(31)的输出轴的内螺纹孔中。

7.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述机械腿(4)的第二驱动件还包括转向驱动电机(46)，所述转向驱动电机(46)安装在所述躯干(2)上，所述转向驱动电机(46)的输出轴与所述大腿连杆机构(43)相连。

8.根据权利要求1至7任一所述的机器人，其特征在于，所述躯干(2)包括第一机架(21)、躯干摆动电机(22)、躯干摆动主动轴(23)和躯干摆动从动轴(24)；

所述躯干摆动电机(22)、所述躯干摆动主动轴(23)和所述躯干摆动从动轴(24)均安装在所述第一机架(21)上，所述躯干摆动主动轴(23)和所述躯干摆动从动轴(24)的位置相对，且所述躯干摆动主动轴(23)与所述躯干摆动电机(22)的输出轴相连，所述躯干摆动从动轴(24)通过所述外壳(1)与所述躯干摆动主动轴(23)传动连接。

说明书

机器人

技术领域

[0001] 本申请涉及智能设备技术领域，特别涉及一种机器人。

背景技术

[0002] 随着智能设备的快速发展，仿真的机器人也得了快速发展，例如，仿真企鹅和机器人等。

[0003] 相关技术中的机器人大多是观赏型的，作为一个摆设放置，不具有活动性，导致其仿真效果较差。

发明内容

[0004] 本申请实施例提供了一种机器人，可以克服相关技术的问题。所述技术方案如下：

[0005] 所述机器人包括外壳、躯干、机械臂、机械腿和脚掌，其中：

[0006] 所述躯干、所述机械臂和所述机械腿均位于所述外壳中，所述脚掌伸出于所述外壳；

[0007] 所述机械臂固定在所述躯干的侧部，包括第一驱动件和摆动件，所述第一驱动件与所述摆动件相连，所述第一驱动件用于驱动所述摆动件摆动运动；

[0008] 所述机械腿固定在所述躯干的底部，包括第二驱动件和连杆机构，所述第二驱动件通过所述连杆机构与所述脚掌相连，所述第二驱动件用于通过所述连杆机构驱动所述脚
掌运动。

[0009] 在本申请实施例中，该机器人运动时，机器人的机械腿通过连杆机构实现抬脚运动，可以提升该机器人的仿真逼真度，增强仿真效果。机器人通过机械腿运动时，机械臂配
合做摆动运动，也可以提升机器人的仿真逼真度，增强仿真效果。另外，机械腿通过连杆机
构实现抬脚运动，使得该机器人不仅能够在平坦地面上运动，也可以在复杂地面上运动，提
高了机器人跨越障碍物的能力，扩大该机器人的应用场景。

附图说明

[0010] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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例，对于
本领域普通技术人员来讲，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。

[0011] 图1是本申请实施例提供的一种机器人的结构示意图；

[0012] 图2是本申请实施例提供的一种机器人的结构示意图；

[0013] 图3是本申请实施例提供的一种机器人的结构示意图；

[0014] 图4是本申请实施例提供的一种机器人的结构示意图；

[0015] 图5是本申请实施例提供的一种机器人的机械臂的爆炸结构示意图；

[0016] 图6是本申请实施例提供的一种机器人的机械臂的结构示意图；

[0017] 图7是本申请实施例提供的一种机器人的机械腿的爆炸结构示意图；

[0018] 图8是本申请实施例提供的一种机器人的机械腿的结构示意图；

[0019] 图9是本申请实施例提供的一种机器人的机械腿的结构示意图；

[0020] 图10是本申请实施例提供的一种机器人的躯干的结构示意图。

[0021] 图例说明

[0022] 1、外壳；11、机械臂壳；12、躯干壳；13、机械腿壳。

[0023] 2、躯干；21、第一机架；22、躯干摆动电机；23、躯干摆动主动轴；24、躯干摆动从动轴；25、第二机架。

[0024] 3、机械臂；31、前后摆动电机；32、上下摆动电机；33、摆动件；34、连接组件；35、电机固定架；311、前后摆动电机的输出轴；321、上下摆动电机的输出轴；341、U型连接架；342、
环形连接盘；343、固定盘；351、固定框；352、条形架。

[0025] 4、机械腿；41、大腿驱动电机；42、小腿驱动电机；43、大腿连杆机构；44、小腿连杆机构；45、左右驱动电机；46、转向驱动电机；431、第一前后横杆；432、大腿主动杆；433、第二
前后横杆；434、第一大腿从动杆；435、第一左右横杆；436、第二大腿从动杆；437、第二左右
横杆；441、小腿主动杆；442、第一小腿从动杆；443、第二小腿从动杆；444、第三小腿从动杆；
445、第三前后横杆；446、第四小腿从动杆；447、第三左右横杆。

[0026] 5、脚掌；51、支撑板；52、脚掌壳。

[0027] 6、控制器。

具体实施方式

[0028] 为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

[0029] 本申请实施例提供了一种机器人，该机器人可以是对动物的仿真设备，也可以是对人的仿真设备，例如，可以是仿真的企鹅，也可以是，仿真的机器人等，本实施例对此不做
限定，可以以仿真企鹅为例。

[0030] 其中，为便于介绍本实施例，将会引入如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“横向”、“竖向”和“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅
是为了便于描述本方案，并不构成具体限定。此外，文中涉及到的“第一”、“第二”和“第三”
等仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

[0031] 如图1并参考图2所示，机器人包括外壳1、躯干2、机械臂3、机械腿4和脚掌5，其中：躯干2、机械臂3和机械腿4均位于外壳1中，脚掌5伸出于外壳1；机械臂3固定在躯干2的侧
部，包括第一驱动件和摆动件，第一驱动件与摆动件相连，第一驱动件用于驱动摆动件摆动
运动；机械腿4固定在躯干2的底部，包括第二驱动件和连杆机构，第二驱动件通过连杆机构
与脚掌5相连，第二驱动件用于通过连杆机构驱动脚掌5运动。

[0032] 其中，如果该机器人是对动物的仿真，例如，对企鹅的仿真，机械臂3也即是机器人的翅膀，机械腿4也即是机器人的腿。

[0033] 在一种示例中，机械臂3的数量通常为两个，相应的，每个机械臂3都是包括第一驱动件和摆动件。机械腿4的数量可以是两个也可以是两个以上，每个机械腿4都是包括第二
驱动件和连杆机构。脚掌5的数量和机械腿4的数量相对应，脚掌5和机械腿4一一对应。本实
施例对机械臂3的数量、机械腿4和脚掌5的数量不做限定，可以以两个机械臂3，两个机械腿
4和两个脚掌5进行示例，下文在介绍机械臂3和机械腿4中，未特殊指明的情况下，均是对每
一个机械臂3和每一个机械腿4而言。

[0034] 在一种示例中，第一驱动件可以包括至少一个驱动电机，例如，可以包括前后摆动电机，机械臂3可以通过前后摆动电机实现前后摆动运动，又例如，可以包括上下摆动电机，
机械臂3可以通过上下摆动电机实现上下摆动，也即是实现上下煽动，又例如，第一驱动件
包括前后摆动电机和上下摆动电机，使得该机械臂既可以实现前后摆动运动，又可以实现
上下摆动运动。其中，本实施例对第一驱动件所包括的驱动电机的数量以及所实现的功能
不做限定，技术人员可以根据需求设定。

[0035] 在一种示例中，第二驱动件可以至少包括一个驱动电机，例如，可以包括大腿驱动电机和小腿驱动电机，又例如，包括大腿驱动电机、小腿驱动电机和左右驱动电机，又例如，
包括大腿驱动电机、小腿驱动电机、左右驱动电机和转向驱动电机等。

[0036] 在一种示例中，机械腿4还包括连杆机构，第二驱动件可以通过连杆机构与脚掌5相连，这样第二驱动件可以通过连杆机构驱动脚掌5运动，例如，可以驱动脚掌迈步行走运
动，又例如，可以驱动脚掌5原地踏步运动，又例如，可以驱动脚掌5向左或者向右运动等。

[0037] 该机器人具有机械臂和机械腿，机械臂具有第一驱动件，机械腿具有第二驱动件，使得该机器人通过机械腿运动时，其机械臂也可以配合摆动，提升了机器人的仿真逼真度。
而且机器人的机械腿，通过连杆机构可以实现迈步行走，进一步提升了该机器人的仿真逼
真度。另外，机械腿通过连杆机构实现迈步行走，使得该机器人不仅能够在平坦地面上运
动，也可以在复杂地面上运动，提高了其跨越障碍物的能力，扩大该机器人的应用场景。

[0038] 下面将详细介绍该机器人的机构。

[0039] 如图3所示，外壳1的形状与机器人的轮廓相关，例如，该机器人为企鹅，外壳1可以包括机械臂壳11、躯干壳12和机械腿壳13，其中，躯干壳12和机械腿壳13可以具有开口的球
状结构，躯干壳12的开口处和机械腿壳13的开口处相互扣在一起构成外壳1的主体部分。机
械臂壳11为两个分别位于躯干壳12或者机械腿壳13的两侧。

[0040] 在一种示例中，机器人的躯干2位于躯干壳12中。机械臂3位于机械臂壳11中，例如，机械臂3的前后摆动电机31、上下摆动电机32和摆动件33均位于机械臂壳11中。机械腿4
位于机械腿壳13中，例如，大腿驱动电机41、小腿驱动电机42、大腿连杆机构43和小腿连杆
机构44均位于机械腿壳13中。机器人的脚掌5从外壳1中伸出，例如，如图4所示，脚掌5从机
械腿壳13的底部伸出。脚掌5可以包括如图2所示的支撑板51和如图4所示的脚掌壳52，如图
4所示，支撑板51伸出于机械腿壳13的底部且位于脚掌壳52中。

[0041] 下面将对机器人的机械臂3、机械腿4和躯干2进行分别介绍。

[0042] 如图5并参考图6，机器人的机械臂3的第一驱动件可以包括前后摆动电机31，前后摆动电机31可以固定在躯干2的侧部，机械臂3的摆动件33可以固定在前后摆动电机31的输
出轴上，这样，前后摆动电机31的输出轴旋转时，可以带动摆动件33向前或者向后摆动运
动。例如，前后摆动电机31按照顺时针旋转时，可以带动摆动件33向前摆动运动，前后摆动
电机31按照逆时针旋转时，可以带动摆动件33向后摆动运动。

[0043] 如图5并参考图6所示，机器人的机械臂3的第一驱动件可以包括前后摆动电机31和上下摆动电机32，前后摆动电机31固定在躯干2的侧部，上下摆动电机32固定在前后摆动
电机31上，摆动件33固定在上下摆动电机32上，这样摆动件33在前后摆动电机31和上下摆
动电机32的驱动下，可以进行前后摆动运动和上下摆动运动。

[0044] 在一种示例中，前后摆动电机31可以通过电机固定架35固定在躯干2上，例如，如图5所示，电机固定架35可以包括固定框351和条形架352，固定框351可以通过螺钉固定在
前后摆动电机31的壳体上，条形架352和固定框351相固定，然后条形架352可以固定在躯干
2上，或者，条形架352也可以固定在外壳1上。

[0045] 其中，前后摆动电机31的输出轴311旋转时，可以带动摆动件33向前或者向后摆动。

[0046] 为了使前后摆动电机31可以带动摆动件33进行前后摆动，相应的，上下摆动电机32的壳体可以通过螺钉固定在前后摆动电机31的输出轴311上，摆动件33通过螺钉固定在
上下摆动电机32上。

[0047] 这样，前后摆动电机31旋转时可以带动摆动件33进行向前或者向后摆动，上下摆动电机32旋转时可以带动摆动件33进行向上或者向下摆动。

[0048] 在一种示例中，上下摆动电机32和前后摆动电机31的固定方式可以是，如图5并参考图6所示，上下摆动电机32通过连接组件34与前后摆动电机31的输出轴311固定连接，以
使前后摆动电机31旋转时摆动件33前后摆动；上下摆动电机32的输出轴321通过连接组件
34与前后摆动电机31固定连接，以使上下摆动电机32旋转时摆动件33上下摆动。

[0049] 这样，由于前后摆动电机31的输出轴311与上下摆动电机32固定连接，上下摆动电机32与摆动件33固定连接，使得前后摆动电机31的输出轴311旋转时，可以带动上下摆动电
机32和摆动件33进行前后摆动。

[0050] 由于上下摆动电机32的输出轴321通过连接组件34与前后摆动电机31固定连接，使得上下摆动电机32的输出轴321旋转时，上下摆动电机32的壳体和固定在上下摆动电机
32的壳体上的摆动件33进行向上或者向下摆动。

[0051] 其中，上下摆动电机32具体通过连接组件34与前后摆动电机31相连接的方式可以如下：

[0052] 如图5所示，连接组件34可以包括U型连接架341和环形连接盘342；U型连接架341的两个竖板与上下摆动电机32的输出轴321的两端固定连接，U型连接架341的横板、环形连
接盘342和前后摆动电机31的输出轴相固定，且环形连接盘342和前后摆动电机31的输出轴
键连接。

[0053] 在一种示例中，U型连接架341的两个竖板与上下摆动电机32的输出轴321的两端固定连接，实现上下摆动电机32的输出轴321与连接组件34的固定连接。为了实现连接组件
34与前后摆动电机31的输出轴311的固定连接，相应的，前后摆动电机31的输出轴311上具
有内螺纹孔，前后摆动电机31的输出轴311的外轴壁上具有花键，连接组件34的环形连接盘
342的内环壁上具有花键，连接组件34的U型连接架341的横板上具有过孔。

[0054] 这样，连接组件34的环形连接盘342套在前后摆动电机31的输出轴311上，实现环形连接盘342与输出轴311的键连接，与前后摆动电机31的输出轴311上的内螺纹孔相匹配
的螺钉，依次穿过连接组件34的U型连接架341的横板上的过孔和连接组件34的环形连接盘
342的内环，安装在前后摆动电机31的输出轴311上内螺纹孔中。

[0055] 在一种示例中，如图5所示，机械臂壳11可以包括机械臂壳固定环111和机械臂壳本体112，其中机械臂壳固定环111的第一端与机械臂壳本体112相固定形成机械臂壳11，机
械臂3的摆动件33、上下摆动电机32和连接组件34的U型连接架341可以位于机械臂壳固定
环111和机械臂壳本体112形成的机械臂壳11中。

[0056] 机械臂壳固定环111的第二端具有底板，底板上具有过孔，连接组件34的U型连接架341可以位于机械臂壳固定环111的底板的左侧，连接组件34的环形连接盘342可以位于
机械臂壳固定环111的右侧。与前后摆动电机31的输出轴311上的内螺纹孔相匹配的螺钉可
以依次穿过U型连接架341、机械臂壳固定环111的底板上的过孔和环形连接盘342的内环安
装在前后摆动电机31的输出轴311的内螺纹孔中。

[0057] 其中，U型连接架341的横板和环形连接盘342可以均通过螺钉固定在机械臂壳固定环111的底板上。

[0058] 如图5所示，连接组件34还可以包括固定盘343，其中，环形连接盘342可以通过螺钉固定在固定盘343上，固定盘343再通过螺钉固定在机械臂壳固定环111的底板上，其中，
固定盘343上也具有过孔。这样，与前后摆动电机31的输出轴311上的内螺纹孔相匹配的螺
钉，可以从左至右依次穿过U型连接架341的横板上的过孔、机械臂壳固定环111的底板上的
过孔、环形连接盘342的内环和固定盘343上的过孔，安装在前后摆动电机31的输出轴311上
的内螺纹孔中。

[0059] 以上是对机械臂3的各个部件的安装的介绍，本实施例对机械臂3所具体包括的部件，以及各个部件之间的固定关系不做限定，能够使机械臂3通过其前后摆动电机31的输出
轴311的旋转实现前后摆动，通过其上下摆动电机32的输出轴321的旋转实现上下摆动即
可。

[0060] 可见，该机器人的机械臂3能够进行前后和上下摆动，使得该机器人对企鹅的仿真效果更加逼真。

[0061] 下面将介绍机器人的机械腿4。

[0062] 如图7所示是机器人的一条机械腿4的爆炸结构示意图，另一条机械腿4未示出，图7可以是机器人的右腿的爆炸结构示意图。如图8所示，是图7中的爆炸图完成组装之后的左
视图。如图9所示，是图7中的爆炸图完成组装之后的主视图。

[0063] 如图7所示，机械腿4的第二驱动件可以包括大腿驱动电机41和小腿驱动电机42，机械腿4的连杆机构可以包括大腿连杆机构43和小腿连杆机构44。在组装上，大腿驱动电机
41和小腿驱动电机42可以固定在躯干2上，例如，大腿驱动电机41的输出轴可以通过连杆安
装在躯干2上，小腿驱动电机42的输出轴可以通过连杆安装在躯干2上。大腿驱动电机41的
输出轴与大腿连杆机构43传动连接，例如，大腿连杆机构43可以由多个杆组成，大腿驱动电
机41的输出轴可以与大腿连杆机构43的某一个杆相连。小腿驱动电机42的输出轴与小腿连
杆机构44传动连接，例如，小腿连杆机构44可以由多个杆组成，小腿驱动电机41的输出轴与
小腿连杆机构44的某一个杆相连。小腿连杆机构44的一端与大腿连杆机构43相连，另一端
与脚掌5相连，例如，小腿连杆机构44可以由多个杆组成，小腿连杆机构44的一个杆与大腿
连杆机构43相连，另一个杆与脚掌5相连。

[0064] 在一种示例中，如图7所示，大腿驱动电机41和小腿驱动电机42可以一前一后设置，大腿驱动电机41位于小腿驱动电机42的前方，小腿驱动电机42位于大腿驱动电机41的
后方。或者，大腿驱动电机41和小腿驱动电机42一上一下设置，大腿驱动电机41位于小腿驱
动电机42的上方，小腿驱动电机42位于大腿驱动电机41的下方。其中，本实施例对大腿驱动
电机41和小腿驱动电机42的具体相对位置关系不做限定，能够实现大腿驱动电机41可以驱
动大腿连杆机构43运动，小腿驱动电机42能够驱动小腿连杆机构44运动即可。可以以如图7
所示的大腿驱动电机41和小腿驱动电机42一前一后设置进行示例。

[0065] 大腿驱动电机41的输出轴与大腿连杆机构43固定连接，小腿驱动电机42的输出轴与小腿连杆机构44固定连接，大腿连杆机构43与小腿连杆机构44相连，小腿连杆机构44与
脚掌5的支撑板51相连。

[0066] 在一种示例中，如图7所示，大腿连杆机构43可以包括第一前后横杆431、大腿主动杆432、第二前后横杆433和第一大腿从动杆434，其中，第一前后横杆431、大腿主动杆432、
第二前后横杆433和第一大腿从动杆434依次首尾转动连接，形成第一平面四杆机构，第一
前后横杆431可以作为第一平面四杆机构的机架，其两端分别转动安装大腿驱动电机41的
输出轴和小腿驱动电机42的输出轴上，大腿主动杆432和第一大腿从动杆434作为第一平面
四杆机构的机架杆，第二前后横杆433作为第一平面四杆机构的连杆，第二前后横杆433用
于与小腿连杆机构44转动连接。

[0067] 其中，第一前后横杆431的两端转动安装在大腿驱动电机41的输出轴和小腿驱动电机42的输出轴上，也即是，第一前后横杆431的第一端上具有与大腿驱动电机41的输出轴
相适配的安装孔，该安装孔属于过孔，大腿驱动电机41的输出轴可以穿过第一前后横杆431
的第一端上的安装孔，第一前后横杆431的第二端上具有与小腿驱动电机42的输出轴相适
配的安装孔，该安装孔属于过孔，小腿驱动电机42的输出轴可以穿过第一前后横杆431的第
二端上的安装孔。这样，大腿驱动电机41的输出轴可以相对于第一前后横杆431旋转，小腿
驱动电机42的输出轴可以相对于第一前后横杆431旋转。

[0068] 在一种示例中，大腿驱动电机41的输出轴与大腿主动杆432固定连接，这样大腿驱动电机41的输出轴旋转时，可以带动大腿主动杆432转动，大腿主动杆432转动过程中，可以
带动第二前后横杆433和第一大腿从动杆434转动。如图7所示，大腿驱动电机41进行顺时针
旋转时，大腿主动杆432向下移动，大腿驱动电机41进行逆时针旋转时，大腿主动杆432向上
移动。进而大腿驱动电机41进行旋转时，可以带动大腿连杆机构43上升或者下降运动。

[0069] 继续参考图7所示，小腿连杆机构44可以包括第一小腿主动杆441、第一小腿从动杆442、第二小腿从动杆443、第三小腿从动杆444、第三前后横杆445，其中，第二小腿从动杆
443、第三前后横杆445、第三小腿从动杆444和第二前后横杆433依次首尾转动连接，形成第
二平面四杆机构，在第二平面四杆机构中，第二前后横杆433作为机架，第二小腿从动杆443
和第三小腿从动杆444作为机架杆，第三前后横杆445作为连杆。如图7所示，大腿连杆机构
43形成的第一平面四杆机构和小腿连杆机构44形成的第二平面四杆机构共用第二前后横
杆433。

[0070] 小腿驱动电机42通过小腿主动杆441和第一小腿从动杆442驱动第二平面四杆机构，例如，如图7所示，小腿驱动电机42的输出轴与小腿主动杆441的第一端固定连接，小腿
主动杆441的第二端与第一小腿从动杆442的第一端转动连接，第一小腿从动杆442的第二
端转动安装在构成第二平面四杆机构的第二小腿从动杆443上。小腿连杆机构44的第三前
后横杆445与脚掌转动连接。

[0071] 这样，小腿驱动电机42的输出轴进行顺时针旋转时，小腿主动杆441绕着小腿驱动电机42顺时针旋转，从而使得第一小腿从动杆442拉着第二平面四杆机构向后运动；小腿驱
动电机42的输出轴进行逆时针旋转时，小腿主动杆441绕着小腿驱动电机42逆时针旋转，从
而使得第一小腿从动杆442推着第二平面四杆机构向前运动。

[0072] 基于上述所述，第一前后横杆431、大腿主动杆432、第二前后横杆433和第一大腿从动杆434组成的第一平面四杆机构可以作为机械腿4的大腿，第二前后横杆433、第三小腿
从动杆444、第三前后横杆445和第二小腿从动杆443组成的第二平面四杆机构可以作为机
械腿4的小腿。

[0073] 这样，大腿驱动电机41的输出轴与大腿主动杆432固定连接，大腿驱动电机41的输出轴旋转时，可以带动大腿主动杆432运动，大腿主动杆432运动时可以带动第二前后横杆
433和第一大腿从动杆434运动。小腿驱动电机42的输出轴与小腿主动杆441固定连接，小腿
驱动电机42的输出轴旋转时，可以带动小腿主动杆441运动，小腿主动杆441运动时，可以带
动第一小腿从动杆442、第二小腿从动杆443、第三前后横杆445和第三小腿从动杆444运动。

[0074] 可见，大腿驱动电机41的输出轴通过与第一平面四杆机构中的第一前后横杆431相连，可以直接驱动第一平面四杆机构运动。小腿驱动电机42通过小腿主动杆441和第一小
腿从动杆442与第二平面四杆机构间接相连，可以通过小腿主动杆441和第一小腿从动杆
442间接驱动第二平面四杆机构运动。而第二平面四杆机构中的第三前后横杆445与脚掌5
相连。这样，在大腿驱动电机41和小腿驱动电机42的配合驱动下，可以实现机器人的机械腿
4带动脚掌5向前迈步行走或者向后退步行走，这样与驱动机器人在地面上平移相比，可以
提升机器人对企鹅仿真的逼真效果。

[0075] 而且，机器人迈步行走不仅可以在平坦地形上行走，还可以在复杂地形上行走，在越障性能方面具有明显的优势。

[0076] 其中，如图7所示，大腿驱动电机41的输出轴和第一前后横杆431的连接属于转动连接，也即是，第一前后横杆431上的安装孔属于过孔，大腿驱动电机41的输出轴穿过第一
前后横杆431上的安装孔与大腿主动杆432固定连接，使得大腿驱动电机41的输出轴可以带
动大腿主动杆432旋转，大腿驱动电机41的输出轴可以相对于第一前后横杆431发生相对旋
转。

[0077] 同样，小腿驱动电机42的输出轴和第一前后横杆431的连接，以及小腿驱动电机42的输出轴和第一大腿从动杆434的连接均属于转动连接，也即是，第一前后横杆431和第一
大腿从动杆434上的安装孔均是过孔，小腿驱动电机42的输出轴分别穿过第一前后横杆431
和第一大腿从动杆434的安装孔，与小腿主动杆441固定连接，使得小腿驱动电机42的输出
轴可以带动小腿主动杆441一起旋转，小腿驱动电机42的输出轴可以相对于第一前后横杆
431和第一大腿从动杆434发生旋转。

[0078] 由上述可见，该机械腿4在运动上，大腿驱动电机41的输出轴带动大腿主动杆432做圆弧旋转，小腿驱动电机42的输出轴带动小腿主动杆441做圆弧旋转，使得由第一前后横
杆431、大腿主动杆432、第二前后横杆433和第一大腿从动杆434组成的第一平面四杆机构，
以及由第二前后横杆433、第三小腿从动杆444、第三前后横杆445和第二小腿从动杆443组
成的第二平面四杆机构，可以带动脚掌5做上下前后的平动。

[0079] 如图7所示，位于大腿驱动电机41和小腿驱动电机42所在平面的左侧的大腿连杆机构43和小腿连杆机构44构成一副连杆机构，该副连杆机构带动脚掌5运动。而为了使连杆
机构更稳定的带动脚掌5运动，相应的，大腿驱动电机41和小腿驱动电机42可以带动两副连
杆机构，例如，也可以在大腿驱动电机41和小腿驱动电机42所在平面的左侧布置一副连杆
机构，两副连杆机构关于大腿驱动电机41和小腿驱动电机42所在平面对称，可以将位于大
腿驱动电机41和小腿驱动电机42所在平面的左侧的连杆机构称为第一副连杆机构，位于右
侧的连杆机构称为第二副连杆机构。这两副连杆机构再与脚掌5相连。这样通过两副连杆机
构带动脚掌5抬起和落下，向前或者向后迈步行走。

[0080] 另一种示例中，位于大腿驱动电机41和小腿驱动电机42所在平面的右侧的第二副连杆机构也可以使用从动连杆机构代替，从动连杆机构转动安装在第一副连杆机构上，第
一副连杆机构作为主动连杆机构，相应的结构可以如下：

[0081] 大腿连杆机构43还可以包括第一左右横杆435、第二大腿从动杆436和第二左右横杆437，小腿连杆机构44可以包括第四小腿从动杆446和第三左右横杆447，其中，第二大腿
从动杆436的第一端通过第一左右横杆435转动连接在构成第一平面四杆机构的第一前后
横杆431上，第二大腿从动杆436的第二端通过第二左右横杆437转动连接在构成第一平面
四杆机构的第二前后横杆433上，第二大腿从动杆436的第二端还与第四小腿从动杆446的
第一端转动连接，第四小腿从动杆446的第二端通过第三左右横杆447转动连接在构成第二
平面四杆机构的第三前后横杆445上。第三前后横杆445通过竖杆固定在脚掌5的支撑板51
上。

[0082] 这样，当大腿驱动电机41旋转时，可以使大腿主动杆432、第二前后横杆433、第一大腿从动杆434、第二左右横杆437和第二大腿从动杆436进行向上或者向下运动。当小腿驱
动电机42旋转时，可以使小腿主动杆441、第一小腿从动杆442、第三前后横杆445、第二小腿
从动杆443、第三小腿从动杆444和第四小腿从动杆446进行向前或者向后运动。可见，大腿
驱动电机41和小腿驱动电机42旋转时，可以通过大腿连杆机构43和小腿连杆机构44带动脚
掌5迈步行走。

[0083] 为了使该机器人更加逼真，该机器人还可以进行向左和向右行走，相应的，如图7所示，机械腿4的第二驱动件还可以包括左右驱动电机45，左右驱动电机45的输出轴与大腿
连杆机构43连接。

[0084] 在一种示例中，第一前后横杆431转动安装在大腿连杆机构43的第一左右横杆435的第一端上，第一左右横杆435的第二端可以转动安装在左右驱动电机45的输出轴上，例
如，第一左右横杆435的第二端具有安装孔，该安装孔属于过孔，左右驱动电机45的输出轴
穿过第一左右横杆435第二端上的安装孔，使得左右驱动电机45的输出轴可以相对于第一
左右横杆435发生旋转。左右驱动电机45的输出轴还与第二大腿从动杆436的第一端相连，
例如，如图7所示，左右驱动电机45的输出轴通过T型连接件与第二大腿从动杆436的第一端
相连，示例性地，左右驱动电机45的输出轴与T型连接件的竖杆固定连接，T型连接件的横杆
的端部与第二大腿从动杆436的第一端转动连接，进而左右驱动电机45的输出轴旋转时可
以通过T型连接件带动第二大腿从动杆436运动。

[0085] 这样，左右驱动电机45顺时针旋转时，左右驱动电机45的输出轴可以带动第二大腿从动杆436向左运动；左右驱动电机45逆时针旋转时，左右驱动电机45的输出轴可以带动
第二大腿从动杆436向右运动。

[0086] 由上述可见，该机械腿4在运动上，左右驱动电机45的输出轴带动第二大腿从动杆436做圆弧旋转，使得由第一左右横杆435、第二大腿从动杆436和第二左右横杆437组成的
第三平面四杆机构，以及由第二左右横杆437、第二大腿从动杆436、第四小腿从动杆446和
第三左右横杆447组成的第四平面四杆机构，在大腿驱动电机41和小腿驱动电机42的驱动
配合下，可以带动脚掌5做左右平动。

[0087] 其中，如图7所示，第一前后横杆431的中点和第二前后横杆433的中点连线可以看作第三平面四杆机构的一个杆，或者，也可以将第一平面四杆机构在其垂直面上的投影看
作第三平面四杆机构的一个杆。同样，第二前后横杆433的中点和第三前后横杆445的中点
连线可以看作第四平面四杆机构的一个杆，或者，也可以将第二平面四杆机构在其垂直面
上的投影看作第四平面四杆机构的一个杆。

[0088] 如图7所示，大腿驱动电机41、小腿驱动电机42和左右驱动电机45可以处于同一高度位置。或者，如图2所示，大腿驱动电机41、小腿驱动电机42和左右驱动电机45也可以不处
于同一高度位置，例如，左右驱动电机45可以位于大腿驱动电机41的下方，这种情况下，左
右驱动电机45的输出轴可以通过竖向同步带和T型连接件与第二大腿从动杆436转动连接，
例如，左右驱动电机45的输出轴与竖向同步带的一端相连，竖向同步带的另一端与T型连接
件相连，T型连接件再与第二大腿从动杆436转动连接，进而可以实现左右驱动电机45旋转
时，带动第二大腿从动杆436运动。

[0089] 其中，本实施例对大腿驱动电机41、小腿驱动电机42和左右驱动电机45之间的相对位置关系不做限定，对左右驱动电机45的输出轴如何与第二大腿从动杆436的第一端相
连也不做限定，能够实现左右驱动电机45旋转时带动第二大腿从动杆436运动即可，技术人
员可以根据实际的空间布局灵活选择。

[0090] 为了使机器人的机械腿4在向左或者向右运动时，能够进行抬脚、向左或向右运动、之后落脚这样连贯的运动，需要大腿驱动电机41和小腿驱动电机42的旋转进行配合。

[0091] 为了使该机器人更加逼真，该机器人还可以进行转身运动，相应的，如图7所示，机械腿4的第二驱动件还可以包括转向驱动电机46，转向驱动电机46安装在躯干2上，例如，安
装在躯干2的第二机架25上，转向驱动电机46的输出轴与大腿连杆机构43相连。

[0092] 在一种示例中，如图7所示，转向驱动电机46位于躯干2的第二机架25上，转向驱动电机46的输出轴穿过第二机架25固定安装在大腿连杆机构43的第一左右横杆435上。这样，
转向驱动电机46旋转时，便可以使机械腿4进行向左或者向右转身。

[0093] 基于上述所述，该机器人的一条机械腿4完成组装之后，可以得到如图8所示的左视图，如图9所示的主视图。

[0094] 这样，该机器人进行前后迈步行走时，例如，向前行走时，右腿为支点，左腿的大腿驱动电机41和小腿驱动电机42进行驱动，使得左腿向上抬起并向前迈步，然后，左腿的大腿
驱动电机41和小腿驱动电机42进行驱动，使得左腿向下落地。之后，以左腿为支点，右腿的
大腿驱动电机41和小腿驱动电机42进行驱动，使得右腿向上抬起并向前迈步，然后，右腿的
大腿驱动电机41和小腿驱动电机42进行驱动，使得右腿向下落地。这样循环上述过程，便可
以使机器人向前迈步行走。

[0095] 其中，由于该机器人在前后迈步行走时，其重心会发生左右偏移，为了调整重心，该机器人在前后迈步行走时，左右驱动电机45可以配合着大腿驱动电机41和小腿驱动电机
42一起工作。

[0096] 该机器人进行左右行走时，例如，向左行走时，右腿为支点，左腿的大腿驱动电机41和小腿驱动电机42的配合驱动可以使得左腿向上抬起，然后左腿的左右驱动电机45驱
动，使得左腿向左运动，之后，左腿的大腿驱动电机41和小腿驱动电机42的配合驱动可以使
得左腿向下落地；接着，左腿为支点，右腿的大腿驱动电机41和小腿驱动电机42的配合驱动
可以使得右腿向上抬起，然后右腿的左右驱动电机45驱动，使得右腿向左运动，之后，右腿
的大腿驱动电机41和小腿驱动电机42的配合驱动可以使得左腿向下落地。这样循环上述过
程，便可以使得机器人向左运动。

[0097] 该机器人进行转向时，例如，向左转向时，可以通过左腿和右腿的大腿驱动电机41，左腿和右腿的小腿驱动电机42，以及左腿和右腿的转向驱动电机46，进行转向运动。

[0098] 上述过程只是作为一种示例，该机器人在运动时，如前后迈步运动、左右运动或者左右转弯运动时，需要左腿和右腿的大腿驱动电机41、左腿和右腿的小腿驱动电机42、左腿
和右腿的左右驱动电机45，以及左腿和右腿的转向驱动电机46进行配合驱动来完成。

[0099] 例如，该机器人的机械腿4具有向上或者向下运动动作时，需要大腿驱动电机41和小腿驱动电机42的驱动配合，如果该运动中还伴随有向左或者向右的偏移，则还需要左右
驱动电机45的配合，如果该运动中还伴随着转向，则还需要转向驱动电机46的配合。又例
如，该机器人的机械腿4具有向前或者向后运动的动作时，也需要大腿驱动电机41和小腿驱
动电机42的驱动配合，如果该运动中还伴随有向左或者向右的偏移，则还需要左右驱动电
机45的配合，如果该运动中还伴随着转向，则还需要转向驱动电机46的配合。又例如，该机
器人的机械腿4具有向左或者向右的运动时，需要大腿驱动电机41、小腿驱动电机42和左右
驱动电机45的驱动配合，如果该运动中还伴随着转向，则还需要转向驱动电机46的配合。又
例如，该机器人的机械腿4具有向左或者向右转身时，需要大腿驱动电机41、小腿驱动电机
42、左右驱动电机45和转向驱动电机46的驱动配合。

[0100] 可见，为了使机器人的运动具有连贯性，需要大腿驱动电机41、小腿驱动电机42、左右驱动电机45和转向驱动电机46的全部或者部分进行协调配合驱动。

[0101] 可见，该机器人既可以向前或者向后迈步，也可以向左或者向右运动，还可以向左或者向右转向，使得该机器人更加逼真。而且，具有这种结构的机器人不仅可以在平坦的地
面上进行行走，还可以在崎岖的地面上进行行走，使得该机器人的应用场景更加广泛，可以
提高机器人越过障碍物的能力。

[0102] 以上是机器人的机械腿4的介绍，本实施例对机械腿4中各个部件的具体连接方式和各个部件的相对位置关系等不做限定，能够实现左右腿进行前后迈步、左右运动以及左
右转向即可。

[0103] 下面将介绍机器人的躯干2。

[0104] 如图10所示，躯干2可以包括第一机架21，第一机架21的上方为躯干2的各个部件，躯干2的下方可以用于安装机械腿4，躯干2还包括第二机架25，第二机架25位于第一机架21
的下方，用来安装机械腿4，如图7至图9所示，机械腿4的转向驱动电机46安装在第二机架25
上。

[0105] 其中，如果第一机架21和第二机架25均为条形板，则第一机架21和第二机架25可以垂直相固定。

[0106] 在一种示例中，如图10所示，第一机架21上可以安装控制器6，控制器6为该机器人的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，作为机器人的运算和控制核心。可以控制
控制机械臂3的前后摆动电机31和上下摆动电机32的旋转，以使机械臂3进行前后和上下摆
动；还可以控制大腿驱动电机41和小腿驱动电机42的旋转，以使机械腿4进行前后迈步行
走；还可以控制左右驱动电机45的旋转，以使机械腿4进行向左或者向右移动，还可以控制
转向驱动电机46的旋转，以使机械腿4进行向左或者向右转向。

[0107] 为了使该机器人在前后行走的过程中，躯干2也跟着左右摆动，相应的，如图10并参考图2所示，躯干2还可以包括躯干摆动电机22、躯干摆动主动轴23和躯干摆动从动轴24；
躯干摆动电机22安装在第一机架21上，躯干摆动电机22的输出轴与躯干摆动主动轴23的第
一端固定连接，躯干摆动从动轴24的第一端安装在第一机架21上；躯干摆动主动轴23的第
二端和躯干摆动从动轴24的第二端，均与外壳1的内壁相固定，且躯干摆动主动轴23和躯干
摆动从动轴24的位置相对。

[0108] 在一种示例中，躯干摆动电机22的输出轴与躯干摆动主动轴23第一端固定连接，而躯干摆动主动轴23的第二端与躯干壳12的内壁相固定，躯干摆动从动轴24的第二端也与
躯干壳12的内壁相固定。这样，躯干摆动电机22旋转时，可以使躯干2进行摆动，以适应左右
腿的迈步。

[0109] 基于上述所述，可以参考图4和图2所示，该机器人在行走时，例如，进行前后迈步行走，进行左右迈步行走，进行左右转向动作的过程中，机械臂3的前后摆动电机31和上下
摆动电机32可以驱动机械臂3进行前后摆动和上下摆动，以适应机械腿的行走。而且机械腿
的行走过程中，躯干2的躯干摆动电机22也驱动躯干2进行摆动，以适应机械腿的行走。这样
可以使得该机器人的迈步更加逼真自然连贯。

[0110] 在一种示例中，该机器人中所包括的电机，例如，第一驱动件所包括前后摆动电机和上下摆动电机，第二驱动件所包括的大腿驱动电机41、小腿驱动电机42、左右驱动电机45
和转向驱动电机46，以及躯干2的躯干摆动电机22，这些电机可以均是舵机。其中，舵机是一
种位置或者角度伺服的驱动器，能够适应于位置和角度不断发生变化的控制系统中，该机
器人使用舵机可以使得该机器人的运动更加灵活、自然和连贯。

[0111] 可见，该机器人的机械腿具有大腿驱动电机、小腿驱动电机、左右驱动电机、转向驱动电机、大腿连杆机构和小腿连杆机构，使得该机器人可以通过抬脚迈步落脚的动作完
成前后迈步行走，还可以向左或者向右运动，还可以进行转弯运动，使该机器人的仿真效果
更加逼真。而且该机器人的机械臂具有前后摆动电机和上下摆动电机，使得该机器人进行
运动的过程中，机械臂也配合机械腿的运动进行前后和上下摆动运动，进一步提升了该机
器人的仿真逼真度。该机器人的躯干具有躯干摆动电机，使得机器人在运动的过程中，躯干
也可以配合着进行摇摆运动，进一步提升了该机器人的仿真逼真度。

[0112] 而且由于该机器人在运动时可以抬脚和落地，使得该机器人不仅可以在平坦的地面上行走，还可以在崎岖的地面上行走，可以增加机器人跨越障碍物的能力，扩大该机器人
的应用场景。

[0113] 在本申请实施例中，该机器人运动时，机器人的机械腿通过连杆机构实现抬脚运动，可以提升该机器人的仿真逼真度，增强仿真效果。机器人通过机械腿运动时，机械臂配
合做摆动运动，也可以提升机器人的仿真逼真度，增强仿真效果。另外，机械腿通过连杆机
构实现抬脚运动，使得该机器人不仅能够在平坦地面上运动，也可以在复杂地面上运动，提
高了机器人跨越障碍物的能力，扩大该机器人的应用场景。

[0114] 以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。