CN105857437A - 双足半被动行走器及其行走控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双足半被动行走器，包括髋部和两个腿部，髋部包括髋部平衡板和分别设置在髋部平衡板两端下侧的支架；腿部包括连接板、大腿和小腿，小腿的底部设有拟足板，大腿与连接板铰接连接，小腿与大腿铰接连接并在大腿和小腿之间形成膝关节机构，连接板与对应的支架铰接连接；髋部平衡板与两个支架之间分别设有用于驱动髋部扭动的髋部扭动机构；支架与连接板之间设有用于驱动所述大腿左右摆动的腿部张开机构；连接板与大腿之间设有用于驱动所述大腿前后摆动的腿部行进机构；所述连接板与所述膝关节机构之间设有用于驱动所述膝关节机构做弯曲和伸直运动的膝关节动作机构。本发明还公开了一种双足半被动行走器的行走控制方法。

Description

双足半被动行走器及其行走控制方法

技术领域

本发明涉及一种行走器械，具体的为一种双足半被动行走器及其行走控制方法。

背景技术

目前，机器人的研究在世界各国都是一个热点，尤其对拟人形态的双足行走机器人的研究更是如火如荼。目前已面世的双足行走器在仿人行走上已取得了许多值得认可的成就，但是一般都还是存在一些缺陷，例如 (1) 并不是完全意义上的双足机器人，包括像Cornell 大学的 Ranger，它是用四只腿来实现单纯两腿的功能，只能算是二维意义上的行走 ；(2) 耗能太大，不适合实际应用，包括像日本 HONDA 公司的 Asimo，虽然具备完整的仿人形态，但是全主动式的机器人，耗能很大。(3) 当然也有具备比较完备的仿人形态的被动行走装置，但采用的是宽大的足部，并不能模拟人类行走过程的侧向运动过程，因而也未能实现完全类人的半被动行走。

公开号为CN104973160A的中国专利申请公开了一种双足带上身的直腿行走器，包括髋部与上身连接部分和髋部与腿足连接部分；所述髋部与上身连接部分包括上身，固定在上身内的主控电路板，分别与上身连接的髋部L和髋部R，髋部L和髋部R的内部分别固定设置控制髋部和足部摆动夹角的电机M1和电机M2，以及弹簧***L和簧***R；所述髋部与腿足连接部分包括分别与髋部L和髋部R固定连接的腿部L和腿部R，腿部L和腿部R的底端铰接足部L和足部R，设置在髋部L和髋部R内部控制足部L和足部R抬起与放下的电机A和电机B，以及弹簧***A和弹簧***B。该双足带上身的直腿行走器虽然在一定程度上取得了简化结构的技术目的，但是由于其采用了不设置膝盖的直腿，因此并不能完全模拟人类行走。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双足半被动行走器及其行走控制方法，该双足半被动行走器具有结构简单、控制方便和节能降耗的优点，并能够有效模拟人类行走过程。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明首先提出了一种双足半被动行走器，包括髋部和分别设置在所述髋部左右两侧的两个腿部，所述髋部包括髋部平衡板和分别设置在所述髋部平衡板两端下侧的支架；所述腿部包括连接板、大腿和小腿，所述小腿的底部设有拟足板，所述大腿与所述连接板铰接连接，所述小腿与大腿铰接连接并在所述大腿和小腿之间形成膝关节机构，所述连接板与对应的所述支架铰接连接；

所述髋部平衡板与两个所述支架之间分别设有用于驱动所述髋部扭动的髋部扭动机构；所述支架与所述连接板之间设有用于驱动所述大腿左右摆动的腿部张开机构；所述连接板与所述大腿之间设有用于驱动所述大腿前后摆动的腿部行进机构；所述连接板与所述膝关节机构之间设有用于驱动所述膝关节机构做弯曲和伸直运动的膝关节动作机构。

进一步，所述髋部扭动机构包括分别固定安装在所述髋部平衡板上的髋部扭动电机和谐波减速机，所述髋部扭动电机的输出轴、所述谐波减速机的输入轴和输出轴均相互平行并与所述髋部平衡板垂直；所述髋部扭动电机的输出轴与所述谐波减速机的输入轴之间设有带传动机构Ⅰ，且所述谐波减速机的输出轴与所述支架固定连接。

进一步，所述腿部张开机构包括固定安装在所述支架上的腿部张开电机，所述连接板的两侧分别固定设有卡槽，所述卡槽背向所述连接板的一端设有腿部张开轴，两根所述腿部张开轴分别旋转配合安装在所述支架上，其中一根所述腿部张开轴与所述腿部张开电机之间设有用于驱动所述腿部张开轴转动的带传动机构Ⅱ。

进一步，所述腿部张开电机的输出轴与所述腿部张开轴均与所述髋部平衡板平行。

进一步，所述腿部行进机构包括固定安装在所述连接板上的腿部行进电机，所述大腿上设有与其同步转动的短轴，且所述大腿通过所述短轴旋转配合安装在所述连接板上，所述腿部行进电机与所述短轴之间设有用于驱动所述短轴旋转的带传动机构Ⅲ。

进一步，所述膝关节动作机构包括固定安装在所述连接板上的膝关节动作电机，所述大腿和小腿之间设有膝关节转轴，所述大腿旋转配合套装在所述膝关节转轴上，所述小腿与所述膝关节转轴同步转动；所述大腿上与其旋转配合设有与所述膝关节转轴平行的过渡转轴，所述膝关节动作电机与所述过渡转轴之间设有用于驱动所述过渡转轴旋转的带传动机构Ⅳ，所述膝关节转轴与过渡转轴之间设有用于驱动所述膝关节转轴旋转的带传动机构Ⅴ。

进一步，所述拟足板的底面为圆弧面，且所述拟足板的底面上设有用于与底面接触的支撑点；所述小腿采用中空薄壁管制成，且所述中空薄壁管采用弹性材料制成。

进一步，还包括行走控制***，所述行走控制***包括主控装置和数据采集装置；所述主动装置包括微控制单元，以及均与所述微控制单元电连接并用于驱动所述髋部扭动机构动作的髋部扭动驱动电路、用于驱动所述腿部张开机构动作的腿部张开驱动电路、用于驱动所述腿部行进机构动作的腿部行进驱动电路和用于驱动所述膝关节动作机构动作的膝关节动作驱动电路；所述数据采集装置包括均与所述微控制单元电连接并用于采集所述髋部扭动角度的髋部扭动角度位移传感器、用于采集两条所述大腿之间左右摆动角度的腿部张开角度位移传感器、用于采集两条所述大腿之间前后摆动角度的腿部行进角度位移传感器、用于采集小腿与大腿之间的夹角的膝关节动作角度位移传感器和设置在小腿底面上用于检测小腿与地面是否接触的压力传感器。

进一步，所述主动装置还包括外接扩展口和电源管理单元。

本发明还提出了一种采用如上所述双足半被动行走器的行走控制方法，其特征在于：设：两条大腿4前后摆动的最大夹角为数值φ ，两条大腿4左右摆动的最大夹角为数值θ，大腿4和小腿5之间弯曲的最大夹角为数值β，髋部扭动最大夹角为数值γ；

连接好各装置，将双腿叉开与地面成一定角度而处于静态平衡状态，并向主控装置的微控制单元下载控制程序，接通电源，使行走器启动；

其行走控制方式如下：两条大腿中，其中一条为摆动腿，另一条为支撑腿；

一、正常行走时：

1）利用所述腿部行进机构控制摆动腿产生扭力，使摆动腿向后蹬地，同时利用所述腿部行进机构控制支撑腿配合转动，使得整体重心向前移动；

2）利用所述膝关节动作机构摆动腿的小腿向后弯曲，使得摆动腿可以离开地面，同时利用所述腿部行进机构控制摆动腿的所述大腿向前摆动，支撑腿配合向前摆动；

3）摆动腿向前摆动的过程中，所述主控装置实时处理数据采集装置采集的数据，当检测到摆动腿的两条所述大腿之间的摆动角度达到φ时，摆动腿的所述大腿停止摆动；

4）靠重力和惯性作用使摆动腿前摆下沉，从而使得整体重心向前移动，当摆动腿自然摆动到着地位置，支撑腿与摆动腿完成角色切换；其势能转换为前进动能，完成半步前进行走；

5）如此，不断重复如上步骤1）-步骤4），行走器将持续向前行走，实现正常行走的技术目的。

二、跨越障碍时：

1）利用所述腿部行进机构控制摆动腿的大腿向前迈动，利用所述膝关节动作机构控制摆动腿的小腿向后弯曲，在摆动腿向前摆动的过程中，根据所述主控装置采集的数据，当检测到摆动腿的摆动角度达到φ时，摆动腿的小腿向后弯曲并与其大腿之间的夹角达到β时，摆动腿的大腿停止摆动，摆动腿的小腿停止弯曲，同时使摆动腿的小腿伸直与摆动腿的大腿处于同一直线；

3）当所述压力传感器触发时，摆动腿转换为新的支撑腿，之前的支撑腿转换为新的摆动腿，继续完成步骤1）的动作步骤；

3）不断重复步骤1）和步骤2），行走器将跨越障碍前进行走。

三、侧倾平衡控制：

当行走器将向右侧摔时，利用所述腿部张开机构控制右腿向右摆动作为支撑腿；根据所述主控装置采集的数据，当右腿相对于左腿的摆动角度达到θ时，停止摆动；反之，当行走器向左侧摔时，利用所述腿部张开机构控制左腿向左摆动作为支撑腿，当摆动角度达到θ时，停止摆动。

四、行走转向：

利用所述髋部扭动机构控制所述髋部平衡板扭转，根据所述数据采集装置采集的数据，当髋部的扭转角度达到γ时，髋部停止扭转；腿部与髋部连接，髋部的扭动带动腿部的扭动，再依据足底部的圆弧形设计达到转向的目的。

本发明的有益效果在于：

本发明的双足半被动行走器，通过将大腿与小腿采用膝关节机构连接，使腿部行走过程中更加灵活，小腿与拟足板固定连接，能够有效减少关节的连接和控制，行走器的转向通过髋部的扭动实现，避免了再小腿与拟足板之间加入踝关节后的复杂控制问题，并具有良好的稳定性；且通过在支架与连接板之间设置用于驱动大腿左右摆动的腿部张开机构，以实现侧向支撑，避免了行走过程中的侧摔问题，实现稳定行走。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明双足半被动行走器实施例的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为腿部的结构示意图；

图4为行走控制***的原理框图。

附图标记说明：

1-髋部平衡板；2-支架；3-连接板；4-大腿；5-小腿；6-拟足板；7-髋部扭动电机；8-谐波减速机；9-带传动机构Ⅰ；10-腿部张开电机；11-卡槽；12-带传动机构Ⅱ；13-腿部行进电机；14-短轴；15-带传动机构Ⅲ；16-膝关节动作电机；17-膝关节转轴；18-过渡转轴；19-带传动机构Ⅳ；20-带传动机构Ⅴ；21-支撑点；22-微控制单元；23-髋部扭动驱动电路；24-腿部张开驱动电路；25-腿部行进驱动电路；26-膝关节动作驱动电路；27-髋部扭动角度位移传感器；28-腿部张开角度位移传感器；29-腿部行进角度位移传感器；30-膝关节动作角度位移传感器；31-压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所述，为本发明双足半被动行走器实施例的结构示意图。本实施例的双足半被动行走器，包括髋部和分别设置在髋部左右两侧的两个腿部，髋部包括髋部平衡板1和分别设置在髋部平衡板1两端下侧的支架2。腿部包括连接板3、大腿4和小腿5，小腿5的底部设有拟足板6，大腿4与连接板3铰接连接，小腿5与大腿4铰接连接并在大腿和小腿之间形成膝关节机构，连接板3与对应的支架2铰接连接。

本实施例的髋部平衡板1与两个支架2之间分别设有用于驱动髋部扭动的髋部扭动机构。本实施例的髋部扭动机构包括分别固定安装在髋部平衡板1上的髋部扭动电机7和谐波减速机8，髋部扭动电机7的输出轴、谐波减速机8的输入轴和输出轴均相互平行并与髋部平衡板1垂直。髋部扭动电机7的输出轴与谐波减速机8的输入轴之间设有带传动机构Ⅰ9，且谐波减速机8的输出轴与支架2固定连接。如此，利用髋部扭动电机7和谐波减速机8即可驱动髋部扭动进而实现转向的目的。

本实施例的支架2与连接板之间设有用于驱动大腿4左右摆动的腿部张开机构。本实施例的腿部张开机构包括固定安装在支架2上的腿部张开电机10，连接板3的两侧分别固定设有卡槽11，卡槽11背向连接板3的一端设有腿部张开轴，两根腿部张开轴分别旋转配合安装在支架2上，其中一根腿部张开轴与腿部张开电机10之间设有用于驱动腿部张开轴转动的带传动机构Ⅱ12，如此，利用腿部张开电机10和带传动机构Ⅱ12，即可驱动腿部向左右两侧摆动，实现侧支撑的目的。本实施例的腿部张开电机10的输出轴与腿部张开轴均与髋部平衡板1平行。

本实施例的连接板3与大腿4之间设有用于驱动大腿4前后摆动的腿部行进机构。本实施例的腿部行进机构包括固定安装在连接板3上的腿部行进电机13，大腿4上设有与其同步转动的短轴14，且大腿4通过短轴14旋转配合安装在连接板4上，腿部行进电机13与短轴14之间设有用于驱动短轴14旋转的带传动机构Ⅲ15，如此，利用腿部行进电机13和带传动机构Ⅲ15即可驱动腿部前后摆动实现行走。

本实施例的连接板3与膝关节机构之间设有用于驱动膝关节机构做弯曲和伸直运动的膝关节动作机构。本实施例的膝关节动作机构包括固定安装在连接板3上的膝关节动作电机16，大腿4和小腿5之间设有膝关节转轴17，大腿4旋转配合套装在膝关节转轴17上，小腿4与膝关节转轴17同步转动；大腿4上与其旋转配合设有与膝关节转轴17平行的过渡转轴18，膝关节动作电机16与过渡转轴18之间设有用于驱动过渡转轴18旋转的带传动机构Ⅳ19，膝关节转轴17与过渡转轴18之间设有用于驱动膝关节转轴17旋转的带传动机构Ⅴ20，如此，利用膝关节动作电机16、带传动机构Ⅳ19和带传动机构Ⅴ20即可驱动小腿5相对于大腿转动，即可实现腿部弯曲和伸直运动。

进一步，拟足板6的底面为圆弧面，且拟足板6的底面上设有用于与底面接触的支撑点21。本实施例的小腿5采用中空薄壁管制成，且中空薄壁管采用弹性材料制成。

进一步，本实施例的双足半被动行走器还包括行走控制***，行走控制***包括主控装置和数据采集装置；主动装置包括微控制单元22，以及均与微控制单元22电连接并用于驱动髋部扭动机构动作的髋部扭动驱动电路23、用于驱动腿部张开机构动作的腿部张开驱动电路24、用于驱动腿部行进机构动作的腿部行进驱动电路25和用于驱动膝关节动作机构动作的膝关节动作驱动电路26。数据采集装置包括均与微控制单元22电连接并用于采集髋部扭动角度的髋部扭动角度位移传感器27、用于采集两条大腿4之间左右摆动角度的腿部张开角度位移传感器28、用于采集两条大腿4之间前后摆动角度的腿部行进角度位移传感器29、用于采集小腿5与大腿4之间的夹角的膝关节动作角度位移传感器30和设置在小腿5底面上用于检测小腿5与地面是否接触的压力传感器31。且本实施例的主动装置还包括外接扩展口和电源管理单元。

本实施例的髋部扭动电机7、腿部张开电机10、腿部行进电机13和膝关节动作电机16均采用直流电机。

本实施例的双足半被动行走器，通过将大腿与小腿采用膝关节机构连接，使腿部行走过程中更加灵活，小腿与拟足板固定连接，能够有效减少关节的连接和控制，行走器的转向通过髋部的扭动实现，避免了再小腿与拟足板之间加入踝关节后的复杂控制问题，并具有良好的稳定性；且通过在支架与连接板之间设置用于驱动大腿左右摆动的腿部张开机构，以实现侧向支撑，避免了行走过程中的侧摔问题，实现稳定行走。

具体的，本实施例的双足半被动行走器行走控制方式如下：

设：两条大腿4前后摆动的最大夹角为数值φ ，两条大腿4左右摆动的最大夹角为数值θ，大腿4和小腿5之间弯曲的最大夹角为数值β，髋部扭动最大夹角为数值γ。

连接好各装置，将双腿叉开与地面成一定角度而处于静态平衡状态，并向主控装置的微控制单元下载控制程序，接通电源，使行走器启动。

一、正常行走时：两条大腿中，其中一条为摆动腿，另一条为支撑腿；

1）控制摆动腿的腿部行进电机13旋转，带动带传动机构Ⅲ15旋转产生扭力，使摆动腿向后蹬地，同时控制支撑腿的腿部行进电机13配合转动，使得整体重心向前移动；

2）将摆动腿向前摆动，小腿向后弯曲，使得摆动腿可以离开地面，同时摆动腿大腿4向前摆动，支撑腿配合向前摆动；

3）摆动腿向前摆动的过程中，主控装置实时处理数据采集装置采集的数据，当检测到摆动腿的两条大腿摆动角度达到φ时，摆动腿的大腿4停止摆动；

4）靠重力和惯性作用使摆动腿前摆下沉，从而使得整体重心向前移动，当摆动腿自然摆动到着地位置，支撑腿与摆动腿完成角色切换；其势能转换为前进动能，完成半步前进行走；

5）如此，不断重复如上步骤1）-步骤4），行走器将持续向前行走，实现正常行走的技术目的；

二、跨越障碍时：

1）控制摆动腿的腿部行进电机13转动，使得对应大腿4向前迈动，小腿5向后弯曲，在摆动腿向前摆动的过程中，根据主控装置采集的数据，当检测到摆动腿的摆动角度达到φ时，摆动腿的小腿向后弯曲并与大腿之间的夹角达到β时，大腿4停止摆动，小腿5停止弯曲，同时使小腿5伸直与大腿4处于同一直线；

3）当压力传感器31触发时，摆动腿转换为新的支撑腿，之前的支撑腿转换为新的摆动腿，继续完成步骤1）的动作步骤，

3）不断重复步骤1）和步骤2），行走器将跨越障碍前进行走；

三、侧倾平衡控制：

当行走器将向右侧摔时，控制右侧大腿的腿部张开电机10转动，右腿向右摆动作为支撑腿；根据主控装置采集的数据，当右腿相对于左腿的摆动角度达到θ时，停止摆动；反之，当行走器向左侧摔时，控制左侧大腿4的腿部张开电机10转动，左腿向左摆动作为支撑腿，当摆动角度达到θ时，停止摆动；

四、行走转向：

控制其中一侧的髋部扭动电机7转动，髋部平衡板1扭转，根据数据采集装置采集的数据，当髋部的扭转角度达到γ时，髋部停止扭转；腿部与髋部连接，髋部的扭动带动腿部的扭动，再依据足底部的圆弧形设计达到转向的目的。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种双足半被动行走器，包括髋部和分别设置在所述髋部左右两侧的两个腿部，其特征在于：所述髋部包括髋部平衡板和分别设置在所述髋部平衡板两端下侧的支架；所述腿部包括连接板、大腿和小腿，所述小腿的底部设有拟足板，所述大腿与所述连接板铰接连接，所述小腿与大腿铰接连接并在所述大腿和小腿之间形成膝关节机构，所述连接板与对应的所述支架铰接连接；

所述髋部平衡板与两个所述支架之间分别设有用于驱动所述髋部扭动的髋部扭动机构；所述支架与所述连接板之间设有用于驱动所述大腿左右摆动的腿部张开机构；所述连接板与所述大腿之间设有用于驱动所述大腿前后摆动的腿部行进机构；所述连接板与所述膝关节机构之间设有用于驱动所述膝关节机构做弯曲和伸直运动的膝关节动作机构。

2.根据权利要求1所述的双足半被动行走器，其特征在于：所述髋部扭动机构包括分别固定安装在所述髋部平衡板上的髋部扭动电机和谐波减速机，所述髋部扭动电机的输出轴、所述谐波减速机的输入轴和输出轴均相互平行并与所述髋部平衡板垂直；所述髋部扭动电机的输出轴与所述谐波减速机的输入轴之间设有带传动机构Ⅰ，且所述谐波减速机的输出轴与所述支架固定连接。

3.根据权利要求1所述的双足半被动行走器，其特征在于：所述腿部张开机构包括固定安装在所述支架上的腿部张开电机，所述连接板的两侧分别固定设有卡槽，所述卡槽背向所述连接板的一端设有腿部张开轴，两根所述腿部张开轴分别旋转配合安装在所述支架上，其中一根所述腿部张开轴与所述腿部张开电机之间设有用于驱动所述腿部张开轴转动的带传动机构Ⅱ。

4.根据权利要求3所述的双足半被动行走器，其特征在于：所述腿部张开电机的输出轴与所述腿部张开轴均与所述髋部平衡板平行。

5.根据权利要求1所述的双足半被动行走器，其特征在于：所述腿部行进机构包括固定安装在所述连接板上的腿部行进电机，所述大腿上设有与其同步转动的短轴，且所述大腿通过所述短轴旋转配合安装在所述连接板上，所述腿部行进电机与所述短轴之间设有用于驱动所述短轴旋转的带传动机构Ⅲ。

6.根据权利要求1所述的双足半被动行走器，其特征在于：所述膝关节动作机构包括固定安装在所述连接板上的膝关节动作电机，所述大腿和小腿之间设有膝关节转轴，所述大腿旋转配合套装在所述膝关节转轴上，所述小腿与所述膝关节转轴同步转动；所述大腿上与其旋转配合设有与所述膝关节转轴平行的过渡转轴，所述膝关节动作电机与所述过渡转轴之间设有用于驱动所述过渡转轴旋转的带传动机构Ⅳ，所述膝关节转轴与过渡转轴之间设有用于驱动所述膝关节转轴旋转的带传动机构Ⅴ。

7.根据权利要求1所述的双足半被动行走器，其特征在于：所述拟足板的底面为圆弧面，且所述拟足板的底面上设有用于与底面接触的支撑点；所述小腿采用中空薄壁管制成，且所述中空薄壁管采用弹性材料制成。

8.根据权利要求1-7任一项所述的双足半被动行走器，其特征在于：还包括行走控制***，所述行走控制***包括主控装置和数据采集装置；所述主动装置包括微控制单元，以及均与所述微控制单元电连接并用于驱动所述髋部扭动机构动作的髋部扭动驱动电路、用于驱动所述腿部张开机构动作的腿部张开驱动电路、用于驱动所述腿部行进机构动作的腿部行进驱动电路和用于驱动所述膝关节动作机构动作的膝关节动作驱动电路；所述数据采集装置包括均与所述微控制单元电连接并用于采集所述髋部扭动角度的髋部扭动角度位移传感器、用于采集两条所述大腿之间左右摆动角度的腿部张开角度位移传感器、用于采集两条所述大腿之间前后摆动角度的腿部行进角度位移传感器、用于采集小腿与大腿之间的夹角的膝关节动作角度位移传感器和设置在小腿底面上用于检测小腿与地面是否接触的压力传感器。

9.根据权利要求8所述的双足半被动行走器，其特征在于：所述主动装置还包括外接扩展口和电源管理单元。

10.一种采用如权利要求8或9所述双足半被动行走器的行走控制方法，其特征在于：设：两条大腿4前后摆动的最大夹角为数值φ ，两条大腿4左右摆动的最大夹角为数值θ，大腿4和小腿5之间弯曲的最大夹角为数值β，髋部扭动最大夹角为数值γ；

连接好各装置，将双腿叉开与地面成一定角度而处于静态平衡状态，并向主控装置的微控制单元下载控制程序，接通电源，使行走器启动；

其行走控制方式如下：两条大腿中，其中一条为摆动腿，另一条为支撑腿；

一、正常行走时：

1）利用所述腿部行进机构控制摆动腿产生扭力，使摆动腿向后蹬地，同时利用所述腿部行进机构控制支撑腿配合转动，使得整体重心向前移动；

2）利用所述膝关节动作机构摆动腿的小腿向后弯曲，使得摆动腿可以离开地面，同时利用所述腿部行进机构控制摆动腿的所述大腿向前摆动，支撑腿配合向前摆动；

3）摆动腿向前摆动的过程中，所述主控装置实时处理数据采集装置采集的数据，当检测到摆动腿的两条所述大腿之间的摆动角度达到φ时，摆动腿的所述大腿停止摆动；

4）靠重力和惯性作用使摆动腿前摆下沉，从而使得整体重心向前移动，当摆动腿自然摆动到着地位置，支撑腿与摆动腿完成角色切换；其势能转换为前进动能，完成半步前进行走；

5）如此，不断重复如上步骤1）-步骤4），行走器将持续向前行走，实现正常行走的技术目的；

二、跨越障碍时：

1）利用所述腿部行进机构控制摆动腿的大腿向前迈动，利用所述膝关节动作机构控制摆动腿的小腿向后弯曲，在摆动腿向前摆动的过程中，根据所述主控装置采集的数据，当检测到摆动腿的摆动角度达到φ时，摆动腿的小腿向后弯曲并与其大腿之间的夹角达到β时，摆动腿的大腿停止摆动，摆动腿的小腿停止弯曲，同时使摆动腿的小腿伸直与摆动腿的大腿处于同一直线；

3）当所述压力传感器触发时，摆动腿转换为新的支撑腿，之前的支撑腿转换为新的摆动腿，继续完成步骤1）的动作步骤；

3）不断重复步骤1）和步骤2），行走器将跨越障碍前进行走；

三、侧倾平衡控制：

当行走器将向右侧摔时，利用所述腿部张开机构控制右腿向右摆动作为支撑腿；根据所述主控装置采集的数据，当右腿相对于左腿的摆动角度达到θ时，停止摆动；反之，当行走器向左侧摔时，利用所述腿部张开机构控制左腿向左摆动作为支撑腿，当摆动角度达到θ时，停止摆动；

四、行走转向：

利用所述髋部扭动机构控制所述髋部平衡板扭转，根据所述数据采集装置采集的数据，当髋部的扭转角度达到γ时，髋部停止扭转；腿部与髋部连接，髋部的扭动带动腿部的扭动，再依据足底部的圆弧形设计达到转向的目的。