[實用新型]一種具備輪動功能的彈跳機器人

有效

• 申請號: 201320124783.5
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN203111341U
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 倪虹;梅德慶;汪延成;陳子辰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B62D57/028
• 分類號: B62D57/028
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本實用新型涉及一種彈跳機器人，尤其是能實現輪動、跳躍運動功能且正反面著地后均能繼續運動的一種具備輪動功能的彈跳機器人。

技術背景

隨著星際探索活動的增加，傳統的機器人及其運動形式，已經不能適應星際探索中日益復雜的工作環境。由于星球探索中很多星球具有低重力加速度的特性，采用跳躍運動形式有利提高越障能力。因此，跳躍機器人作為非結構環境下運動裝置已成為廣泛關注的研究熱點。此外，跳躍機器人在環境監測、城市反恐、地震救災等方面也有廣泛的實用意義。

國外在跳躍機器人方面已有一些研究成果。如：由Carnegie-Mellon?University的Raibert等人研制的單腿跳躍機器人，由兩汽缸驅動，通過汽缸控制腿部伸縮實現三維的跳躍運動；Fredkin發明的“Hinge”，由關節驅動，可進行姿態控制和調整；美國Carmegie?Mellon?University研制的bow?leg?hopping?robot利用電機拉動繩索驅動弓形彈性腿儲能實現跳躍；在實驗室中已實現跳躍功能，但該類設計中機器人存在靜態不穩定、外接大量設備等問題而難以實際應用；NASA已研制出三代跳躍機器人，其中第一代能為球形機器人，能實現跳躍功能，但其起跳方向調整系統魯棒性不夠，起跳角不可調；第二代蛙形跳躍機人，在跳躍功能的基礎上添加了落地后姿態調整功能，但其能量利用率不夠高，且運動形式單一；第三代輪式跳躍機器人可以實現輪動和跳躍兩種運動形式，但是落地后減振和翻轉等存在問題。日本針對MUSES-C計劃研制的Minerva、意大利研制的Grillo系列機器人等均存在運動形式單一、落地翻轉后不能繼續運動等問題。

國內有部分院校展開了跳躍機器人的相關項目。如：西北工業大學葛文杰等對袋鼠跳躍運動及其仿生機器人進行了研究、哈爾濱工業大學從理論上對連續彈跳機器人進行了研究、同時提出了仿青蛙跳躍機器人和仿蝗蟲跳躍機器人、上海交通大學提出了一種單腿跳躍機器人，南京航空航天大學針對彈跳式機器人及其落地沖擊進行了研究，浙江大學研制了仿葉蟬的小型跳躍機器人。跳躍機器人的研究已成為解決機器人在非結構環境下運動的一個廣泛關注的研究熱點。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種具備輪動功能的彈跳機器人，利用輪動驅動電機和齒輪傳動實現輪式運動；利用跳躍驅動電機和缺齒齒輪與齒輪嚙合階段儲存彈性能；利用缺齒齒輪與齒輪脫離嚙合時，釋放儲存的彈性能實現跳躍運動。

本實用新型所采用的技術方案是：

本實用新型在機體上安裝有輪動機構和彈跳機構。其中：

1）所述的機體：機體為U形框架結構，兩豎邊上前后兩端分別對稱開有兩個圓形通孔，兩豎邊上中間分別對稱開有兩個螺紋孔，橫邊內沿兩豎邊方向依次有三根橫梁，第一根橫梁上開有與第一根橫梁平行的矩形通孔、遠離橫邊的一端開有圓形通孔，第二根橫梁上開有弧形通孔，第三根橫梁上開有圓形通孔；

2）所述的輪動機構：包括第一驅動電機、第一齒輪、第二齒輪、第一轉軸、第一轉軸齒輪、第一滾動輪、第二轉軸、第二轉軸齒輪、第二滾動輪、從動輪、第一驅動電機軸；在機體U形框架一豎邊內側中間裝有第一驅動電機，第一驅動電機軸上依次裝有第一齒輪和第二齒輪，第一驅動電機軸支承在第一根橫梁的圓形通孔內，第一驅動電機軸與機體橫邊間的一豎邊內側裝有第一轉軸，第一轉軸的兩端分別支承在機體一豎邊圓形通孔和第三根橫梁上圓形通孔內，伸出機體一豎邊外的第一轉軸上裝有第一滾動輪，位于機體內的第一轉軸上裝有第一轉軸齒輪，第一轉軸齒輪和第一齒輪嚙合，第一根橫梁與機體的另一豎邊內側裝有第二轉軸，第二轉軸的一端支承在機體另一豎邊圓形通孔內，第二轉軸的另一端穿過與第一根橫梁平行的矩形通孔支承在第二根橫梁的弧形通孔內，在第二根橫梁和第一根橫梁間的第二轉軸上裝有第二轉軸齒輪，第二轉軸齒輪和第二齒輪嚙合，第一齒輪和第二齒輪大小相同，第一轉軸齒輪和第二轉軸齒輪大小相同；