张拉整体仿生膝关节腿式机器人

无需膝关节电机

采用张拉整体结构复现人体膝关节可变瞬时旋转中心，仅靠足底触地即可在步态中完成柔顺-刚性-柔顺切换，摆脱对关节电机的依赖。

Qi, Wen · 张美玲 · 孙建伟 · Weijia, Li · 褚金奎 · Zhenyu, Wang · Songyu, Zhang · 任露

Advanced Science 2025

参数信息

驱动电机数

1

技术优势

少一个电机

利用张拉整体单元的可变形性、自恢复性和四杆机构奇异位置特性，结合绳索解锁机制，膝关节无需电机即可完成柔顺-刚性-柔顺切换。

步态逼真

通过区分滚动与滑动运动，膝关节的可变瞬时旋转中心被成功复现，使步态更接近人体。

应用场景

• 仿生腿式机器人：用于展示无膝关节电机的仿生步态，降低机器人成本与维护难度。
• 人形机器人：为人形机器人提供更接近人体的膝关节运动模式，提升行走自然度。
• 仿生关节设计：实现可变瞬时旋转中心的关节结构，模拟人体膝关节复杂运动。
• 张拉整体结构：利用张拉整体单元的可变形性和自恢复性，简化膝关节驱动。