[發(fā)明專利]一種可滑翔的彈跳機器人

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210115049.2
• 申請日: 2012-04-18
• 公開（公告）號: CN102632935A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋光明;孫洪濤;喬貴方;張軍;葛劍;宋愛國
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機器人技術(shù)領(lǐng)域，涉及彈跳機器人，具體為一種可滑翔的彈跳機器人。

背景技術(shù)

目前，移動機器人應(yīng)用十分廣泛，特別是較為危險或是人們不易到達的復(fù)雜環(huán)境，如星際探索、軍事偵察、反恐防暴活動等。上述場合一般地形較為復(fù)雜，可能存在各種障礙物，這就要求機器人具有很強的越障能力。當前，移動機器人的運動方式主要是輪式移動以及仿生爬行或步行，對于較大的障礙物或較長的溝壑，上述運動形式的機器人難以逾越或越障效率低。而彈跳機器人可以越過數(shù)倍甚至數(shù)十倍自身尺寸的障礙物，具有越障能力強、運動范圍大和躲避危險快的優(yōu)點，特別適合于有障礙物的復(fù)雜地形。此外在星際探索中，如月球表面的重力加速度大約只有地球表面的1/6，彈跳機器人可充分利用這一特點，完成高效的運動，其在現(xiàn)實生活及科學(xué)研究中均有廣闊的應(yīng)用前景。

目前彈跳機器人多使用六桿彈跳機構(gòu)進行彈跳，存在彈跳高度低，水平移動距離短，不能平穩(wěn)落地，運動形式單一等問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種可滑翔的彈跳機器人，該機器人具有彈跳和滑翔兩種運動形式，運動范圍大，可平穩(wěn)落地并且有較強的越障能力，能滿足在復(fù)雜環(huán)境中運動和作業(yè)的需求。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種可滑翔的彈跳機器人，包括機架、彈跳機構(gòu)、彈跳驅(qū)動機構(gòu)、傳感模塊、通信控制模塊以及電源模塊，還包括滑翔機構(gòu)和滑翔驅(qū)動機構(gòu)，滑翔機構(gòu)設(shè)置在機架上，滑翔驅(qū)動機構(gòu)、彈跳驅(qū)動機構(gòu)設(shè)置在機架內(nèi)，彈跳機構(gòu)設(shè)置在滑翔機構(gòu)下側(cè)；

所述機架為左右對稱結(jié)構(gòu)，對稱的兩側(cè)為機架兩側(cè)；

所述滑翔驅(qū)動機構(gòu)包括直流驅(qū)動減速電機、滑翔驅(qū)動電機架、傳動齒輪組及滑翔傳動軸組，直流驅(qū)動減速電機通過滑翔驅(qū)動電機架固定在機架內(nèi)，滑翔傳動軸組架設(shè)在機架內(nèi)部，直流驅(qū)動減速電機通過傳動齒輪組帶動滑翔傳動軸組轉(zhuǎn)動；

所述滑翔機構(gòu)包括結(jié)構(gòu)相同、對稱分布的兩部分，分別固定在機架兩側(cè)，每一部分分別包括滑翔臂、連接件、翅膀和支撐桿，滑翔臂一端與滑翔驅(qū)動機構(gòu)的滑翔傳動軸組固定連接，滑翔傳動軸組的轉(zhuǎn)動帶動滑翔臂的上下擺動，滑翔臂另一端與連接件固定連接，翅膀為不透氣的柔性材料，一端與連接件固定連接，另一端向外伸展，為懸空端，支撐桿固定在翅膀下側(cè)，與翅膀伸展方向垂直，使得翅膀撐開，滑翔臂的上下擺動帶動翅膀的上下扇動；

彈跳機構(gòu)連接彈跳驅(qū)動機構(gòu)，構(gòu)成六桿彈跳機構(gòu)，所述彈跳機構(gòu)對應(yīng)滑翔機構(gòu)分為結(jié)構(gòu)相同、對稱分布的兩部分，每部分均采用對稱齒輪-六桿機構(gòu)，分別設(shè)置在滑翔機構(gòu)的兩個翅膀上。

所述彈跳機構(gòu)每部分包括一對上對稱齒輪、一對下對稱齒輪、一對彈跳上桿、一對彈跳下桿、拉簧、鋼絲繩和下端固定件，彈跳上桿一端連接滑翔機構(gòu)的連接件，一端與彈跳下桿的一端活動連接，彈跳下桿另一端連接下端固定件，下端固定件與翅膀的懸空端固定連接，拉簧連接在彈跳上桿與彈跳下桿的兩個連接節(jié)點之間，拉簧的初始狀態(tài)為收縮狀態(tài)，兩個上對稱齒輪分別設(shè)置在彈跳上桿連接連接件的一端上，兩個下對稱齒輪分別設(shè)置在彈跳下桿連接下端固定件的一端，一對彈跳上桿通過上對稱齒輪聯(lián)動，一對彈跳下桿通過下對稱齒輪聯(lián)動，鋼絲繩一端與下端固定件固定連接，一端連接至彈跳驅(qū)動機構(gòu)；

所述彈跳驅(qū)動機構(gòu)包括直流電機、彈跳驅(qū)動電機架、減速齒輪組、傳動齒輪及彈跳傳動軸，直流電機通過彈跳驅(qū)動電機架固定在機架內(nèi)，彈跳傳動軸架設(shè)在機架內(nèi)，直流電機通過減速齒輪組帶動傳動齒輪，傳動齒輪帶動彈跳傳動軸轉(zhuǎn)動，減速齒輪組的末端齒輪為缺齒輪，彈跳機構(gòu)的鋼絲繩一端固定并纏繞在彈跳傳動軸上，并隨彈跳傳動軸的轉(zhuǎn)動收緊或放開。

彈跳機構(gòu)的長度為機架垂直高度的2倍。

滑翔機構(gòu)中，每一部分的滑翔臂為一對，分別通過螺母與滑翔驅(qū)動機構(gòu)的滑翔傳動軸組連接。

本發(fā)明是在現(xiàn)有的六桿彈跳儲能裝置上改進的，本發(fā)明采用了兩個六桿彈跳儲能裝置，即彈跳機構(gòu)的兩個對稱齒輪-六桿機構(gòu)，彈跳機構(gòu)連接彈跳驅(qū)動機構(gòu)，構(gòu)成六桿彈跳機構(gòu)，本發(fā)明增加了滑翔機構(gòu)，將滑翔機構(gòu)與彈跳機構(gòu)連接在一起，機身兩側(cè)兩個對稱部分作為機器人的兩個彈跳腿，兼做滑翔翅膀，有效的提高了彈跳高度。

本發(fā)明具有以下幾點有益效果：

1、本發(fā)明彈跳機構(gòu)采用成熟的六桿式彈跳儲能裝置，由于采用兩個六桿式彈跳儲能裝置，即彈跳機構(gòu)設(shè)有兩個對稱齒輪-六桿機構(gòu)，彈跳驅(qū)動機構(gòu)的一臺電機驅(qū)動兩個彈跳結(jié)構(gòu)，運動效率高；兩個對稱齒輪-六桿機構(gòu)也提供了更大的彈跳力，有助于提高彈跳高度；