本发明公开了一种双关节气动人工肌肉驱动的仿生跳跃腿，由膝关节模块、踝关节模块、缓冲足模块和气动人工肌肉驱动模块构成。膝关节模块和踝关节模块通过连接支架上下铰接。踝关节模块和缓冲足模块通过连接杆连接。气动人工肌肉模块的一条肌肉通过连接件分别与机体和膝关节铰接，构成单关节肌肉；一条肌肉通过连接件分别与膝关节和踝关节铰接，为双关节肌肉。单关节肌肉充气收缩带动膝关节转动，同时通过双关节肌肉将部分机械能传递到踝关节；双关节肌肉充气收缩，进一步带动踝关节转动，增大踝关节运动范围。缓冲足模块通过扭簧，调整缓冲支撑脚的角度来适应不同地形。本发明仿生跳跃腿，具有结构紧凑、地形适应性好、跳跃性能好的显著优点。
1.一种双关节气动人工肌肉驱动的仿生跳跃腿，包括膝关节模块（Ⅰ）、踝关节模块（Ⅱ）、缓冲足模块（Ⅲ）和气动人工肌肉驱动模块（Ⅳ）；其特征在于：所述膝关节模块（Ⅰ）和踝关节（Ⅱ）模块通过连接支架上下铰接，缓冲足模块（Ⅲ）和踝关节模块（Ⅱ）通过连接杆连接；踝关节模块（Ⅱ）和膝关节模块（Ⅰ）的旋转轴平行；所述气动人工肌肉驱动模块（Ⅳ）由2条气动人工肌肉驱动2个关节，一条肌肉通过连接件与机体和膝关节连接，构成单关节肌肉布置，一条肌肉通过连接件分别与膝关节和踝关节连接，为双关节肌肉；仿生腿骨骼机构均采用轻质空心管和打印树脂，轻质空心管端面均开有导向槽，与对应支架内部的限位槽配合，防止跳跃过程中连接杆发生扭转；
所述膝关节模块（Ⅰ）由胫骨上支架（6）、股骨下支架（5）、关节轴套A（3）、关节轴套B（8）、法兰轴承（4、7）、膝关节角度传感器支架（11）、膝关节角度传感器（10）、气动人工肌肉连接支架（2）、股骨连接杆（1）、联轴器（9）构成；法兰轴承（4、7）外径与股骨下支架（5）的轴承孔过盈配合；关节轴套A（3）和关节轴套B（8）与胫骨上支架（6）连接，轴套凸台与支架限位槽对应，轴身与法兰轴承（4、7）的内径过盈配合，构成膝关节，通过螺栓连接进行轴向固定；股骨连接杆（1）依次接入股骨下支架（5）、气动人工肌肉连接支架（2）、膝关节角度传感器支架（11），通过螺栓压紧固定；膝关节角度传感器（10），主体与膝关节角度传感器支架（11）连接，主轴通过联轴器（9）与膝关节螺杆连接。
2.根据权利要求1所述的双关节气动人工肌肉驱动的仿生跳跃腿，其特征在于：所述踝关节模块（Ⅱ）由胫骨连接杆（12、26）、胫骨下支架（13）、回复弹簧（14）、跖骨上支架（17）、足端连接杆（18）、关节轴套A（15）、关节轴套B（23）、法兰轴承（16、19）、联轴器（22）、踝关节角度传感器支架（20）、踝关节角度传感器（21）、胫骨固定支架（25）、固定螺杆（24）构成；所述跖骨上支架（17）与足端连接杆（18）连接，通过螺栓固定；胫骨连接杆（12、26）分别布置于胫骨下支架（13）两侧，插入支架的导向槽中，通过螺栓压紧固定；胫骨固定支架（25）通过通孔穿入两根胫骨连接杆（12、26）中，通过螺栓连接压紧固定；通过调节胫骨固定支架（25）在胫骨连接杆的位置，调节机体的初始位姿和关节运动范围；固定螺杆（24）布置于胫骨下支架（13）和胫骨固定支架（25）的通孔，通过螺纹固定防止胫骨固定支架（25）受力滑动；回复弹簧（14）一端与跖骨上支架（17）连接，另一端与胫骨固定支架（25）连接，为两个关节回复运动提供拉力。
3.根据权利要求2所述的双关节气动人工肌肉驱动的仿生跳跃腿，其特征在于：法兰轴承（16、19）外径与跖骨上支架（17）的轴承过盈配合；关节轴套A（15）和关节轴套B（23）与胫骨下支架（13）连接，轴套凸台与支架限位槽对应，轴身与法兰轴承（16、19）的内径过盈配合，构成踝关节。
4.根据权利要求1所述的双关节气动人工肌肉驱动的仿生跳跃腿，特征在于：所述缓冲足模块（Ⅲ）由缓冲足端（31）、两个缓冲支撑脚（29、33）、压紧端盖（28、34）、法兰轴承（30、
32）和缓冲扭簧（27）构成；两个缓冲支撑脚（29、33）中之一的缓冲支撑脚（29）与缓冲足端（31）通过法兰轴承（30）连接，两个缓冲支撑脚（29、33）中之二的缓冲支撑脚（33）对称布置于缓冲足端的另一侧；缓冲扭簧（27）布置于缓冲支撑脚（29、33）的限位槽中，一端支脚与缓冲足端（31）连接固定，一端支脚与缓冲支撑脚（29、33）连接固定；所述压紧端盖（28、34）分别布置于缓冲支撑脚（29、33）外侧，通过螺栓压紧固定；所述足端连接杆（18）布置于缓冲足端（31）的导向孔中；所述缓冲足端（31）和缓冲支撑脚（29、33）与地面接触，缓冲扭簧（27）提供支撑力，根据接触面角度不同，自适应调整缓冲足端与缓冲支撑脚之间的夹角。
5.根据权利要求1所述的双关节气动人工肌肉驱动的仿生跳跃腿，特征在于：所述气动人工肌肉驱动模块（Ⅳ）由四个肌肉连接件（35、37、38、40）、胫骨前气动人工肌肉（36）、腓肠肌气动人工肌肉（39）构成；所述胫骨前气动人工肌肉（36）与四个肌肉连接件（35、37、38、
40）中的两个肌肉连接件（35、37）通过螺纹连接；腓肠肌气动人工肌肉（39）与四个肌肉连接件（35、37、38、40）中的另两个肌肉连接件（38、40）通过螺纹连接；其中，四个肌肉连接件（35、37、38、40）中之一的肌肉连接件（35）与膝关节模块的股骨下支架（5），通过螺栓连接；
四个肌肉连接件（35、37、38、40）中之二的肌肉连接件（37）与踝关节的胫骨固定支架（25），通过螺栓连接；胫骨前气动人工肌肉（36）充气收缩带动股骨下支架（5）旋转，控制膝关节运动；四个肌肉连接件（35、37、38、40）中之三的肌肉连接件（40）与膝关节模块的气动人工肌肉连接支架（2）通过螺柱连接；四个肌肉连接件（35、37、38、40）中之四的所述肌肉连接件（38）与踝关节模块的跖骨上支架（17）通过螺柱连接；腓肠肌气动人工肌肉（39）为双关节肌肉，驱动踝关节和膝关节运动；仿生腿起跳时，胫骨前气动人工肌肉（36）充气收缩，驱动膝关节转动，通过腓肠肌气动人工肌肉（39）将一部分的机械能传递到踝关节，同时腓肠肌气动人工肌肉（39）充气，进一步带动踝关节转动。
一种双关节气动人工肌肉驱动的仿生跳跃腿
技术领域
[0001] 本发明属于仿生机器人领域，具体涉及一种双关节气动人工肌肉驱动仿生跳跃腿。技术背景
[0002] 地面移动机器人的主要运动移动方式有步行、奔跑、跳跃等，其中，采用跳跃方式的移动机器人具有良好的地形适应性、非结构化环境的机动性等优点。
[0003] 仿生跳跃机器人的腿机构，采用的驱动方式有电机、液压和气压驱动。其中，电机驱动方式，由电机串联高减速比的减速器构成驱动装置；液压和气压驱动方式通常采用液压缸或气缸作为主要驱动元件，由缸体伸缩运动驱动关节运动。上述这些驱动方式存在难以实现轻量化、小型化，功率质量比低等不足。
[0004] 目前，气动人工肌肉作为新型的气压驱动方式，应用于仿生机器人领域。气动人工肌肉相较于传动的电机、液压系统更为轻量化；与相同横截面积的气缸相比，气动人工肌肉具有更大的输出力特性；由于气动人工肌肉内部气体的可压缩性和可变形状的空腔，使其表现出优良的弹性，以气动人工肌肉作为机器人关节驱动器，能增强关节的柔顺性和抗冲击能力。
[0005] 采用气动人工肌肉驱动的仿生腿，主要有杠杆式和滑轮式两种结构形式。其中，杠杆式结构，气动人工肌肉直接作用于关节处，气动人工肌肉收缩驱动关节转动；滑轮式结构，动人工肌肉通过钢丝绳跨过关节滑轮，与关节连杆连接，通过气动人工肌肉收缩，等力臂驱动关节转动。这两种结构，每根气动人工肌肉仅与一个关节的运动相关联，属于单关节肌肉的驱动方式。由于气动人工肌肉的收缩率较小，单关节肌肉驱动的仿生关节，关节运动范围通常比较小。
[0006] 本发明涉及一种双关节气动人工肌肉驱动的仿生跳跃腿，采用双关节肌肉驱动仿生关节，通过将气动人工肌肉分别与膝关节和踝关节连接，构成双关节肌肉，将单关节肌肉的部分机械能用过双关节肌肉转移到相邻的踝关节，增加踝关节的运动范围；通过调节连接件在连杆的位置和更换不同长度的气动人工肌肉，改变仿生腿的初始姿态角和关节运动范围；设计的缓冲足模块能自适应调节机器人与地面的接触面，能有效提升落地稳定性。本发明所述仿生跳跃腿结构，具有结构紧凑、关节运动范围大、地形适应性好等显著有点，从而能有效提高仿生腿的跳跃性能。
发明内容
[0007] 本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种由双关节气动人工肌肉驱动的仿生跳跃腿，具有关节运动范围大、结构紧凑、抗冲击能力好等显著优点。
[0008] 本发明涉及一种双关节气动人工肌肉驱动的仿生跳跃腿，包括膝关节模块、踝关节模块、缓冲足模块和气动人工肌肉驱动模块。所述膝关节模块和踝关节模块通过连接支架上下铰接，缓冲足模块和踝关节模块通过连接杆连接；踝关节模块和膝关节模块的旋转轴平行；所述气动人工肌肉模块由2条气动人工肌肉驱动2个关节，一条肌肉通过连接件与机体和膝关节连接，构成单关节肌肉布置，一条肌肉通过连接件分别与膝关节和踝关节连接，为双关节肌肉；仿生腿骨骼机构均采用轻质空心管和打印树脂，轻质空心管端面均开有导向槽，与对应支架内部的限位槽配合，防止跳跃过程中连接杆发生扭转。
[0009] 优选地，所述膝关节模块由胫骨上支架、股骨下支架、关节轴套A、关节轴套B、法兰轴承、膝关节角度传感器支架、膝关节角度传感器、气动人工肌肉连接支架、股骨连接杆、联轴器构成；法兰轴承外径与股骨下支架的轴承孔过盈配合；关节轴套A和关节轴套B与胫骨上支架连接，轴套凸台与支架限位槽对应，轴身与法兰轴承的内径过盈配合，构成膝关节关节，通过螺栓连接进行轴向固定；股骨连接杆依次接入股骨下支架、气动人工肌肉连接支架、膝关节角度传感器支架，通过螺栓固定；膝关节角度传感器，主体与膝关节角度传感器支架连接，主轴通过联轴器与膝关节螺杆连接。
[0010] 优选地，所述踝关节模块由胫骨连接杆、胫骨下支架、回复弹簧、跖骨上支架、足端连接杆、关节轴套A、关节轴套B、法兰轴承、联轴器、踝关节角度传感器支架、踝关节角度传感器、胫骨固定支架、固定螺杆构成；所述跖骨上支架与足端连接杆连接，通过螺栓固定；胫骨连接杆分别布置于胫骨下支架两侧，插入支架的导向槽中，通过螺栓固定；胫骨固定支架通过通孔穿入两根胫骨连接杆中，通过螺栓连接固定；通过调节胫骨固定支架在胫骨连接杆的位置，调节机体的初始位姿和关节运动范围；固定螺杆布置于胫骨下支架和胫骨固定支架的通孔，通过螺纹固定防止胫骨固定支架受力滑动；回复弹簧一端与跖骨上支架连接，另一端与胫骨固定支架连接，为两个关节回复运动提供拉力。
[0011] 进一步优选地，所述法兰轴承外径与跖骨上支架的轴承过盈配合；关节轴套A和关节轴套B与胫骨下支架连接，轴套凸台与支架限位槽对应，轴身与法兰轴承的内径过盈配合，构成踝关节。进一步优选地，膝关节也采用类似结构构成。
[0012] 优选地，所述缓冲足模块由缓冲足端、缓冲支撑脚、压紧端盖、法兰轴承和缓冲扭簧构成；所述缓冲支撑脚与缓冲足端通过法兰轴承连接，所述缓冲支撑脚对称布置于缓冲足端的另一侧；缓冲扭簧布置于缓冲支撑脚的限位槽中，一端支脚与缓冲足端连接固定，一端支脚与缓冲支撑脚连接固定；所述压紧端盖分别布置于缓冲支撑脚外侧，通过螺栓固定；所述足端连接杆布置于缓冲足端的导向孔中；述缓冲足端和缓冲支撑脚与地面接触，缓冲扭簧提供支撑力，根据接触面角度不同，自适应调整缓冲足端与缓冲支撑脚之间的夹角。
[0013] 优选地，所述气动人工肌肉驱动模块由肌肉连接件、胫骨前气动人工肌肉、腓肠肌气动人工肌肉构成；所述胫骨前气动人工肌肉与肌肉连接件通过螺纹连接；腓肠肌气动人工肌肉与肌肉连接件通过螺纹连接；所述肌肉连接件与膝关节模块的股骨下支架，通过螺栓连接；所述肌肉连接件与踝关节的胫骨固定支架，通过螺栓连接；胫骨前气动人工肌肉充气收缩带动股骨下支架旋转，控制膝关节运动；所述肌肉连接件与膝关节模块的气动人工肌肉连接支架通过螺柱连接；所述肌肉连接件与踝关节模块的跖骨上支架通过螺柱连接；腓肠肌气动人工肌肉为双关节肌肉，驱动踝关节和膝关节运动；仿生腿起跳时，胫骨前气动人工肌肉充气收缩，驱动膝关节转动，通过腓肠肌气动人工肌肉将一部分的机械能传递到踝关节，同时腓肠肌气动人工肌肉充气，进一步带动踝关节转动。增大踝关节的角度转动范围，解决气动人工肌肉行程短输出力大的矛盾，提高跳跃性能。
[0014] 本发明与现有技术相比，具有如下显而易见的突出的实质性特点和显著的优点：
[0015] 1.本发明采用双关节肌肉驱动方式，胫骨前气动人工肌肉模块一端与股骨下支架铰接，另一端与胫骨固定支架铰接，控制膝关节运动；腓肠肌气动人工肌肉模块一端与膝关节模块的肌肉连接支架铰接，另一端踝关节模块的跖骨上支架连接；腓肠肌气动人工肌肉为双关节肌肉，同时驱动膝关节和踝关节；本发明仿生跳跃腿进行起跳时，胫骨前气动人工肌肉充气收缩，带动膝关节转动，通过腓肠肌气动人工肌肉将一部分机械能传递到踝关节，同时腓肠肌气动人工肌肉充气收缩，进一步带动踝关节转动，增大踝关节运动范围，能解决气动人工肌肉行程短输出力大的矛盾，提高跳跃性能；
[0016] 2.本发明采用自适应缓冲足结构，缓冲支撑脚与足端连接，缓冲扭簧的一端支脚固定于足端，另一端支脚与缓冲支撑脚连接；缓冲支撑脚和缓冲足端与地面接触，通过缓冲扭簧调整缓冲支撑脚与缓冲足端的角度来适应不同地面的倾角。
附图说明
[0017] 图1为本发明气动人工肌肉驱动的仿生跳跃腿的整体结构示意图。
[0018] 图2为本发明气动人工肌肉驱动的仿生跳跃腿的膝关节结构爆炸图。
[0019] 图3为本发明气动人工肌肉驱动的仿生跳跃腿的踝关节结构爆炸图。
[0020] 图4为本发明气动人工肌肉驱动的仿生跳跃腿的缓冲足结构爆炸图。
[0021] 图5为本发明气动人工肌肉驱动的仿生跳跃腿的气动人工肌肉模块布置示意图。
具体实施方式
[0022] 下面结合附图举例对本发明做更详细的描述，但以下的实施例仅是说明性的，本发明的保护范围不受这些实施例的限制：
[0023] 实施例一
[0024] 如图1所示，一种双关节气动人工肌肉驱动的仿生跳跃腿，包膝关节模块Ⅰ、踝关节模块Ⅱ、缓冲足模块Ⅲ和气动人工肌肉驱动模块Ⅳ；所述膝关节模块Ⅰ和踝关节Ⅱ模块通过连接支架上下铰接，缓冲足模块Ⅲ和踝关节模块Ⅱ通过连接杆连接；踝关节模块Ⅱ和膝关节模块Ⅰ的旋转轴平行；所述气动人工肌肉模块Ⅳ由2条气动人工肌肉驱动2个关节，一条肌肉通过连接件与机体和膝关节连接，构成单关节肌肉布置，一条肌肉通过连接件分别与膝关节和踝关节连接，为双关节肌肉；仿生腿骨骼机构均采用轻质空心管和打印树脂，轻质空心管端面均开有导向槽，与对应支架内部的限位槽配合；仿生跳跃腿具有结构紧凑、关节运动范围大、地形适应性好、跳跃性能好等显著优点。
[0025] 实施例二
[0026] 本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
[0027] 在本实施例中，参见图1和图2，所述膝关节模块Ⅰ由胫骨上支架6、股骨下支架5、关节轴套A3、关节轴套B8、法兰轴承4、7、膝关节角度传感器支架11、膝关节角度传感器10、气动人工肌肉连接支架2、股骨连接杆1、联轴器9构成；法兰轴承4、7外径与股骨下支架5的轴承孔过盈配合；关节轴套A3和关节轴套B8与胫骨上支架6连接，轴套凸台与支架限位槽对应，轴身与法兰轴承4、7的内径过盈配合，构成膝关节关节，通过螺栓连接进行轴向固定；股骨连接杆1依次接入股骨下支架5、气动人工肌肉连接支架2、膝关节角度传感器支架11，通过螺栓固定；膝关节角度传感器10，主体与膝关节角度传感器支架11连接，主轴通过联轴器9与膝关节螺杆连接。
[0028] 在本实施例中，参见图3，所述踝关节模块Ⅱ由胫骨连接杆12、26、胫骨下支架13、回复弹簧14、跖骨上支架17、足端连接杆18、关节轴套A15、关节轴套B23、法兰轴承16、19、联轴器22、踝关节角度传感器支架20、踝关节角度传感器21、胫骨固定支架25、固定螺杆24构成；所述跖骨上支架17与足端连接杆18连接，通过螺栓固定；胫骨连接杆12、26分别布置于胫骨下支架13两侧，插入支架的导向槽中，通过螺栓固定；胫骨固定支架25通过通孔穿入两根胫骨连接杆12、26中，通过螺栓连接固定；通过调节胫骨固定支架25在胫骨连接杆的位置，调节机体的初始位姿和关节运动范围；固定螺杆24布置于胫骨下支架13和胫骨固定支架25的通孔，通过螺纹固定防止胫骨固定支架25受力滑动；回复弹簧14一端与跖骨上支架17连接，另一端与胫骨固定支架25连接，为两个关节回复运动提供拉力。
[0029] 在本实施例中，参见图3，所述法兰轴承16、19外径与跖骨上支架17的轴承过盈配合；关节轴套A15和关节轴套B23与胫骨下支架13连接，轴套凸台与支架限位槽对应，轴身与法兰轴承16、19的内径过盈配合，构成踝关节，通过螺栓连接进行轴向固定。膝关节采用相同结构构成。
[0030] 在本实施例中，参见图4，所述缓冲足模块Ⅲ由缓冲足端31、缓冲支撑脚29、33、压紧端盖28、34、法兰轴承30、32和缓冲扭簧27构成；所述缓冲支撑脚29与缓冲足端31通过法兰轴承30连接，所述缓冲支撑脚33对称布置于缓冲足端的另一侧；缓冲扭簧27布置于缓冲支撑脚29、33的限位槽中，一端支脚与缓冲足端31连接固定，一端支脚与缓冲支撑脚29、33连接固定；所述压紧端盖28、34分别布置于缓冲支撑脚29、33外侧，通过螺栓固定；所述足端连接杆18布置于缓冲足端31的导向孔中；述缓冲足端31和缓冲支撑脚29、33与地面接触，缓冲扭簧27提供支撑力，根据接触面角度不同，自适应调整缓冲足端与缓冲支撑脚之间的夹角。
[0031] 在本实施例中，参见图5，所述气动人工肌肉驱动模块Ⅳ由肌肉连接件35、37、38、40、胫骨前气动人工肌肉36、腓肠肌气动人工肌肉39构成；所述胫骨前气动人工肌肉36与肌肉连接件35、37通过螺纹连接；腓肠肌气动人工肌肉39与肌肉连接件38、40通过螺纹连接；
所述肌肉连接件35与膝关节模块的股骨下支架5，通过螺栓连接；所述肌肉连接件37与踝关节的胫骨固定支架25，通过螺栓连接；胫骨前气动人工肌肉36充气收缩带动股骨下支架5旋转，控制膝关节运动；所述肌肉连接件40与膝关节模块的气动人工肌肉连接支架2通过螺柱连接；所述肌肉连接件38与踝关节模块的跖骨上支架17通过螺柱连接；腓肠肌气动人工肌肉39为双关节肌肉，驱动踝关节和膝关节运动；仿生腿起跳时，胫骨前气动人工肌肉36充气收缩，驱动膝关节转动，通过腓肠肌气动人工肌肉39将一部分的机械能传递到踝关节，同时腓肠肌气动人工肌肉39充气，进一步带动踝关节转动，增大踝关节的角度转动范围，解决气动人工肌肉行程短输出力大的矛盾，提高跳跃性能。
[0032] 此外，如图2和图3所示，所述膝关节模块Ⅰ和踝关节模块Ⅱ通过胫骨上支架6上下铰接；所述胫骨下支架13与关节轴套连接，通过法兰轴承16、19与跖骨上支架17连接，构成踝关节；所述踝关节角度位移传感器支架20与跖骨上支架17连接；所述踝关节角度传感器21主体固定于踝关节角度传感器支架20上，主轴通过联轴器22固定于踝关节；所述胫骨连接杆12、26布置于胫骨下支架13两侧；所述胫骨固定支架25套接于胫骨连接杆12、26上，通过螺栓固定，通过调节胫骨固定支架25在胫骨连接杆12、26上的位置，来调节仿生腿关节的初始位姿。利用固定螺杆布置于胫骨下支架13和胫骨固定支架25的限位空中，通过螺纹连接，对胫骨固定支架进行加强固定作用，防止受力滑动；利用回复弹簧14两端分别固定于跖骨上支架17和胫骨固定支架25，为两个关节提供回复所需要的力。在本实施例中，所述胫骨上支架6与胫骨连接杆12、26连接；关节轴套布置于胫骨上支架6，通过法兰轴承和股骨下支架5连接，构成膝关节；所述股骨下支架5、肌肉连接支架和膝关节角度传感器支架11依次连接，套入股骨连接杆1；所述膝关节角度传感器10主体与膝关节角度传感器支架11连接，主轴通过联轴器与胫骨下支架13连接。
[0033] 如图3所示，关节轴承B23有螺母安装槽，螺栓跟随跖骨上支架17转动；踝关节角度传感器21主体与踝关节角度传感器支架20连接，主轴通过联轴器22与踝关节螺栓连接；胫骨连接杆12、26分别布置于胫骨下支架13两侧，插入支架的导向槽中，通过螺栓固定；胫骨固定支架25通过通孔穿入两根胫骨连接杆12、26中，通过螺栓连紧固定，通过调节固定支架在连接杆的位置，调节机体的初始位姿；固定螺杆24布置于胫骨下支架13和胫骨固定支架25的通孔中，通过螺纹固定，防止胫骨固定支架25受力滑动。回复弹簧14一端与跖骨上支架
17连接，另一端与胫骨固定支架25连接，为膝关节和踝关节回复运动提供拉力。
[0034] 如图4所示，所述缓冲足模块Ⅲ与踝关节模块Ⅱ通过连接杆串联固定；所述缓冲支撑脚29、33与缓冲足端31通过轴承连接，对称布置于缓冲足端31两侧。缓冲足端31和缓冲支撑脚29、33与地面接触，根据接触平面的不同，通过缓冲扭簧自适应调整两个缓冲支撑脚的角度。
[0035] 如图5所示，所述气动人工肌肉驱动模块Ⅳ由气动人工肌肉和肌肉连接件构成；所述胫骨前气动人工肌肉36通过连接件一端与股骨下支架5铰接，另一端与胫骨固定支架25铰接，构成单关节肌肉；所述腓肠肌气动人工肌肉39通过连接件一端与膝关节模块Ⅰ的肌肉连接支架连接，另一端踝关节模块Ⅱ的跖骨上支架17连接。腓肠肌气动人工肌肉39为双关节肌肉，同时驱动踝关节和膝关节。仿生腿起跳时，胫骨前气动人工肌肉36充气收缩，驱动膝关节旋转，通过腓肠肌气动人工肌肉39将一部分机械能传递到踝关节，同时腓肠肌气动人工肌肉充气收缩，进一步带动踝关节转动，增大踝关节运动范围，解决气动人工肌肉行程短输出力大的矛盾，提高跳跃性能。膝关节和踝关节的回复力由复位弹簧提供。
[0036] 本实施例采用双关节肌肉驱动方式，胫骨前气动人工肌肉模块一端与股骨下支架铰接，另一端与胫骨固定支架铰接，控制膝关节运动；腓肠肌气动人工肌肉模块一端与膝关节模块的肌肉连接支架铰接，另一端踝关节模块的跖骨上支架连接；腓肠肌气动人工肌肉为双关节肌肉，同时驱动膝关节和踝关节；本实施例仿生跳跃腿进行起跳时，胫骨前气动人工肌肉充气收缩，带动膝关节转动，通过腓肠肌气动人工肌肉将一部分机械能传递到踝关节，同时腓肠肌气动人工肌肉充气收缩，进一步带动踝关节转动，增大踝关节运动范围，能解决气动人工肌肉行程短输出力大的矛盾，提高跳跃性能；本实施例采用自适应缓冲足结构，缓冲支撑脚与足端连接，缓冲扭簧的一端支脚固定于足端，另一端支脚与缓冲支撑脚连接；缓冲支撑脚和缓冲足端与地面接触，通过缓冲扭簧调整缓冲支撑脚与缓冲足端的角度来适应不同地面的倾角。
[0037] 综上所述，上述实施例双关节气动人工肌肉驱动的仿生跳跃腿，其膝关节模块和踝关节模块通过连接支架上下铰接。踝关节模块和缓冲足模块通过连接杆连接。气动人工肌肉模块的一条肌肉通过连接件分别与机体和膝关节铰接，构成单关节肌肉；一条肌肉通过连接件分别与膝关节和踝关节铰接，为双关节肌肉。单关节肌肉充气收缩带动膝关节转动，同时通过双关节肌肉将部分机械能传递到踝关节；双关节肌肉充气收缩，进一步带动踝关节转动，增大踝关节运动范围。缓冲足模块通过扭簧，调整缓冲支撑脚的角度来适应不同地形。上述实施例仿生跳跃腿，具有结构紧凑、地形适应性好、跳跃性能好的显著优点。
[0038] 上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。
