[發(fā)明專(zhuān)利]折疊式彈跳機(jī)器人

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110003924.3
• 申請(qǐng)日: 2011-01-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102085886A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋光明;朱允帥;王輝;張軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B62D57/02
• 分類(lèi)號(hào): B62D57/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及彈跳機(jī)器人和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展所要解決的一個(gè)突出問(wèn)題是地形適應(yīng)能力的提升。輪式機(jī)器人和履帶式機(jī)器人在遇到較自身尺寸大的障礙物或溝壑時(shí)往往不能順利通過(guò)。步行和爬行機(jī)器人自由度多、控制復(fù)雜且運(yùn)動(dòng)緩慢，遇到較大障礙物或溝壑時(shí)同樣無(wú)能為力。而彈跳式機(jī)器人具有運(yùn)動(dòng)范圍大、越障能力強(qiáng)和躲避危險(xiǎn)快等特點(diǎn)，能夠增強(qiáng)機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)能力，克服地面崎嶇和障礙物阻擋帶來(lái)的困難。目前的彈跳式機(jī)器人還存在彈跳高度低，起跳方向和角度不能調(diào)整和運(yùn)動(dòng)形式單一等問(wèn)題。本發(fā)明設(shè)計(jì)了特殊形狀的凸輪，獲得了一種儲(chǔ)存彈性勢(shì)能，并能瞬間釋放的彈跳機(jī)構(gòu)；本發(fā)明設(shè)計(jì)了起跳角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能夠根據(jù)實(shí)際地形調(diào)整起跳角度；本發(fā)明將彈跳機(jī)構(gòu)和滾動(dòng)機(jī)構(gòu)相結(jié)合，大大提高了移動(dòng)機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)能力。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有彈跳式機(jī)器人的不足，設(shè)計(jì)一種彈跳和滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)形式相結(jié)合的新式折疊式機(jī)器人。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種折疊式彈跳機(jī)器人，包括機(jī)架以及設(shè)置在機(jī)架上的彈跳滾動(dòng)復(fù)用機(jī)構(gòu)、起跳角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳感單元、通信控制單元和電源模塊，所述的彈跳滾動(dòng)復(fù)用機(jī)構(gòu)包括拉簧、右輪、左輪、同步齒輪、右腿、左腿和同步齒輪安裝件，所述的拉簧的兩端分別掛在左腿和右腿上，在左腿和右腿的下部末端分別安裝所述的左輪和右輪，所述的左腿和右腿的上部末端與所述的同步齒輪固定連接；所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滾動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及彈跳驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的滾動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述的右輪和左輪連接，所述的彈跳驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)右腿，并通過(guò)同步齒輪使左腿和右腿打開(kāi)或者折疊。

有益效果??（1）本發(fā)明的彈跳與滾動(dòng)采用同一機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，并采用新穎的折疊方式實(shí)現(xiàn)彈跳。

（2）本發(fā)明設(shè)計(jì)的凸輪輪廓線以及減速齒輪組減速比能獲得較高的彈跳高度。通過(guò)減速齒輪組使電機(jī)減速獲得大扭矩，帶動(dòng)凸輪作用于彈性裝置，實(shí)現(xiàn)拉簧的拉伸儲(chǔ)能和瞬間釋放，從而實(shí)現(xiàn)彈跳。

（3）本發(fā)明將彈跳和滾動(dòng)相結(jié)合。彈跳和滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)形式的結(jié)合使得機(jī)器人能夠適應(yīng)更為復(fù)雜的地形環(huán)境；在平坦路面采用滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)形式能有效節(jié)省機(jī)器人自身有限的電量。從而解決了當(dāng)前彈跳機(jī)器人運(yùn)動(dòng)形式單一以及耗電量大的問(wèn)題。

（4）本發(fā)明的起跳角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使得機(jī)器人可以自主調(diào)節(jié)起跳角度，從而調(diào)節(jié)彈跳高度和彈跳距離。

（5）本發(fā)明所用的拉簧條數(shù)和剛度可以靈活選擇。通過(guò)分析機(jī)器人將要面臨的環(huán)境，選取最適合路況的拉簧條數(shù)和剛度，從而最大限度的節(jié)省電量。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)器人彈跳滾動(dòng)復(fù)用機(jī)構(gòu)裝配圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)器人起跳角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)裝配圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)器人起跳角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)作用機(jī)理圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)器人彈跳驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配圖。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)器人滾動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配圖。

圖7是圖2的俯視圖。

圖8是圖7中凸輪與軸承連接示意圖。

圖9是本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)器人空中彈跳姿態(tài)示意圖。

圖10是本發(fā)明的系統(tǒng)總體框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的工作原理和工作過(guò)程作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

參照?qǐng)D1，該折疊式彈跳機(jī)器人由機(jī)架（圖2中1所示）、彈跳滾動(dòng)復(fù)用機(jī)構(gòu)、起跳角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳感單元、通信控制單元和電源模塊組成，其特征是：機(jī)架用來(lái)固定各機(jī)械結(jié)構(gòu)；彈跳滾動(dòng)復(fù)用機(jī)構(gòu)（圖2）完成機(jī)器人彈跳和滾動(dòng)功能；起跳角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（圖3）完成起跳角度調(diào)節(jié)功能；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分為彈跳驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（圖5）和滾動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（圖6）兩部分，為機(jī)器人的彈跳、滾動(dòng)以及起跳角度調(diào)節(jié)提供驅(qū)動(dòng)力；傳感器單元用于收集環(huán)境信息，并發(fā)送該環(huán)境信息給通信控制單元；通信控制單元用于接收來(lái)自傳感單元發(fā)送的環(huán)境信息和上位機(jī)發(fā)出的控制命令，控制機(jī)器人動(dòng)作；電源模塊為機(jī)器人各單元提供所需電源。該機(jī)器人采用彈跳和滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)形式可以克服路面不平整、障礙物和溝壑阻擋等不利因素，采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制，為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境的進(jìn)入和環(huán)境信息監(jiān)測(cè)提供了有力的保障。

參照?qǐng)D2，所述機(jī)架由前后端面1組成，構(gòu)成其他裝置的機(jī)械安裝位置。為了充分利用機(jī)器人內(nèi)部有限的空間，本設(shè)計(jì)用控制電路板代替前后端面。