[發(fā)明專(zhuān)利]起跳角度可調(diào)的輪式跳躍機(jī)器人的彈跳機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310125686.2
• 申請(qǐng)日: 2013-04-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103192896A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 左國(guó)玉;李振;張雨;阮曉鋼
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B62D57/02
• 分類(lèi)號(hào): B62D57/02
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及的是一種起跳角度可調(diào)的輪式跳躍機(jī)器人的彈跳機(jī)構(gòu)，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著機(jī)器人應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，機(jī)器人面臨的環(huán)境也越來(lái)越惡劣，諸如考古探測(cè)、星際探索、軍事偵察以及反恐活動(dòng)等都要求機(jī)器人應(yīng)具有很強(qiáng)的自主運(yùn)動(dòng)能力及生存能力。輪式跳躍機(jī)器人可以躍過(guò)幾倍甚至數(shù)十倍于自身尺寸的障礙物，有較大的活動(dòng)范圍。彈跳運(yùn)動(dòng)的突然性與爆發(fā)性有助于機(jī)器人躲避危險(xiǎn)，使其具有很強(qiáng)的生存能力。

彈跳機(jī)構(gòu)是決定跳躍機(jī)器人性能的關(guān)鍵，所以能否設(shè)計(jì)出高效可行的彈跳機(jī)構(gòu)是小型兩輪跳躍機(jī)器人設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。對(duì)理想彈跳機(jī)構(gòu)的評(píng)價(jià)，日本科學(xué)家提出了的四個(gè)要求：（1）盡量提高機(jī)構(gòu)彈跳性能，使機(jī)構(gòu)跳的更高更遠(yuǎn)；（2）能夠調(diào)整彈跳的方向與角度；（3）能夠控制彈跳機(jī)構(gòu)空中的姿態(tài)；（4）能夠控制機(jī)構(gòu)平穩(wěn)落地。

目前對(duì)于輪式跳躍機(jī)器人國(guó)外尚處于研究階段，國(guó)內(nèi)的研究由于起步較晚，因此成果相對(duì)較少，同時(shí)此類(lèi)機(jī)器人屬于特種機(jī)器人，所涉及到關(guān)鍵技術(shù)保密性很強(qiáng)，故公開(kāi)資料較少。

專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00820040672.5名稱(chēng)為“彈跳機(jī)器人的彈跳機(jī)構(gòu)”的專(zhuān)利申請(qǐng)，公開(kāi)了一種跳躍機(jī)器人的彈跳機(jī)構(gòu)，由彈性組件組成，彈性組件包括彈性鋼片的下側(cè)，固定組件包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向滑輪機(jī)構(gòu)、鋼絲繩和外殼，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括舵機(jī)、相互嚙合的不完全齒輪和齒輪、傳動(dòng)軸以及絞盤(pán)，舵機(jī)通過(guò)舵機(jī)固定板固定于外殼內(nèi)側(cè)，不完全齒輪固定于舵機(jī)的輸出轉(zhuǎn)軸上，齒輪固定于傳動(dòng)軸上，絞盤(pán)通過(guò)緊固螺母固定于傳動(dòng)軸且位于齒輪的一側(cè)，導(dǎo)向滑輪機(jī)構(gòu)包括滑輪、軸、固定板、彈性擋圈，導(dǎo)向滑輪機(jī)構(gòu)通過(guò)其固定板固定于外殼的內(nèi)側(cè)，滑輪的軸向位置由軸的軸肩與彈性擋圈固定，所述鋼絲繩的一端與絞盤(pán)相連，另一端與彈性鋼片相連，且鋼絲繩位于滑輪的輪槽之中。

該方案存在以下缺點(diǎn)：

（1）無(wú)法連續(xù)彈跳，由于本方案的彈跳機(jī)構(gòu)由舵機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，該裝置由彈跳完畢到下一次彈跳需要較長(zhǎng)的能量?jī)?chǔ)備時(shí)間，因此導(dǎo)致該裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)彈跳。

（2）彈跳能力較弱，由于其彈跳動(dòng)力源為鋼片，而鋼片的形變較難控制且最大形變非常有限，導(dǎo)致其彈跳能力不足，彈跳高度有限。

（3）起跳方向較難控制，由于鋼片的安裝位置相對(duì)固定，故其彈跳方向無(wú)法通過(guò)相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，在很大程度上限制了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。

（4）結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，由于跳躍機(jī)器人的特殊性，跳躍機(jī)器人需要具有較好的抗沖擊性，而該機(jī)器人主要靠齒輪間的嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)彈跳，機(jī)械結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，故無(wú)法保障其彈跳性能。

發(fā)明內(nèi)容:

為了解決跳躍機(jī)器人彈跳機(jī)構(gòu)復(fù)雜、彈跳效率不高、靈活性差等問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、彈跳效率高、適應(yīng)能力強(qiáng)、可控性能好等優(yōu)點(diǎn)的彈跳機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種起跳角度可調(diào)的輪式跳躍機(jī)器人的彈跳機(jī)構(gòu)，其包括有兩個(gè)氣缸固定框架，在氣缸固定框架中固定框架外側(cè)板與固定框架內(nèi)側(cè)板固定連接，雙作用氣缸上部由鎖緊扣固定于固定框架內(nèi)側(cè)板和固定框架外側(cè)板之間，氣缸活塞桿的下部安裝有氣缸腳墊；兩個(gè)氣缸固定框架均有固定框架光軸穿過(guò)；兩個(gè)氣缸固定框架均與固定框架光軸固連，且兩個(gè)固定框架內(nèi)側(cè)板相對(duì)，兩個(gè)固定框架外側(cè)板均位于外側(cè)。

雙作用氣缸頂端一側(cè)的微型舵機(jī)固定在固定框架外側(cè)板上，微型舵機(jī)的輸出端穿過(guò)固定框架外側(cè)板上圓孔，并通過(guò)自帶的舵機(jī)曲柄與傳動(dòng)桿活動(dòng)連接，傳動(dòng)桿的另一端接于氣缸下部的鎖緊扣；雙作用汽缸上部的鎖緊扣通過(guò)兩端旋進(jìn)的銷(xiāo)釘將雙作用氣缸固定，銷(xiāo)釘?shù)膬啥朔謩e插入固定框架內(nèi)側(cè)板、固定框架外側(cè)板的固定孔，使得雙作用汽缸的上部固定；雙作用汽缸下部的鎖緊扣兩端的銷(xiāo)釘將雙作用氣缸下部固定，銷(xiāo)釘?shù)膬啥朔謩e插入到固定框架內(nèi)側(cè)板、固定框架外側(cè)板的下部的弧形凹槽，雙作用氣缸鎖緊扣上的銷(xiāo)釘沿弧形凹槽滑動(dòng)，調(diào)整雙作用氣缸的起跳角度。

用于盛放氣體的鋼瓶通過(guò)鋼瓶固定扣固定在固定框架一側(cè)的固定框架光軸上，調(diào)壓閥旋進(jìn)鋼瓶口，調(diào)壓閥的接口通過(guò)軟管與微型電磁閥進(jìn)氣口相連接，微型電磁閥的出氣口通過(guò)軟管分別與雙作用氣缸的進(jìn)氣口和出氣口相連接。