[發明專利]一種仿生撲翼與彈跳多模式運動機器人

有效

• 申請號: 201410269739.2
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN104015828A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 張軍;宋光明;楊茜;丁凱;宋愛國
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02;B64C33/02
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

1.一種仿生撲翼與彈跳多模式運動機器人，包括機架以及設置在所述機架上的彈跳機構、撲翼機構和驅動機構，其特征在于：

所述的彈跳機構包括足部、折疊機構、扭簧架子以及絞盤輪，所述的折疊機構下端與所述的足部連接，所述折疊機構的上端與所述的扭簧架子連接，在所述的扭簧架子上還設置有扭簧，該扭簧的一端與所述的折疊機構固定，扭簧的另一端與所述的扭簧架子固定，在所述的折疊機構上還連接有一驅動所述折疊機構折疊或展開的拉繩，該拉繩的另一端纏繞在所述的絞盤輪上；

所述的撲翼機構包括左右對稱的兩個翅膀機構和兩個尾翼機構，所述的翅膀機構由曲柄、球頭一、連桿、球頭二、搖桿、前緣架和翼面組成，所述曲柄和所述連桿一端通過所述球頭一連接，所述連桿的另一端和所述搖桿中部通過所述球頭二連接，所述搖桿一端鉸接安裝在所述機架上，所述搖桿的另一端安裝有所述前緣架，所述的翼面安裝在所述前緣架上；所述的尾翼機構由尾翼連接架、尾翼舵機、尾翼舵盤、尾翼拉桿、尾翼球頭、尾翼連接件、尾翼安裝架和尾翼翼面組成，所述尾翼連接架、尾翼舵機以及尾翼連接件安裝在所述機架上，所述尾翼舵盤安裝在所述尾翼舵機輸出軸上，所述尾翼拉桿一端與所述尾翼舵盤端部鉸接，所述尾翼拉桿另一端通過所述尾翼球頭與所述尾翼安裝架連接，所述尾翼安裝架與所述尾翼連接件鉸接，所述尾翼翼面安裝在所述尾翼安裝架后端部；

所述的驅動機構包括驅動電機、齒輪傳動機構以及棘輪機構，所述的齒輪傳動機構包括輸入齒輪以及與所述輸入齒輪嚙合的輸出齒輪，所述的電機輸出軸與所述輸入齒輪連接，所述的輸出齒輪包括一缺齒齒輪、與所述曲柄連接的曲柄齒輪以及與所述絞盤輪連接的絞盤輪齒輪，所述的曲柄齒輪的齒輪軸與所述的輸出齒輪傳動，在所述曲柄齒輪的齒輪軸上設置有一單向軸承，在所述的單向軸承上設置有一曲柄附齒輪，所述的曲柄附齒輪與所述缺齒齒輪無缺齒的半邊嚙合，所述絞盤輪齒輪與所述缺齒齒輪有缺齒的半邊嚙合，所述的棘輪機構包括棘輪和棘爪，所述的棘輪與所述缺齒齒輪同軸固接，所述的棘爪安裝在所述的機架上。

2.根據權利要求1所述的仿生撲翼與彈跳多模式運動機器人，其特征在于：所述的機架包括主架、輔架、多根連接柱、左主架搖桿連接件、右主架搖桿連接件、左主架翼面連接件、右主架翼面連接件、左主架尾翼架連接件和右主架尾翼架連接件，輔架由所述多根連接柱連接固定在主架右側面上，所述的左主架搖桿連接件和右主架搖桿連接件左右對稱固接在主架前端左右兩側，所述的左主架翼面連接件和右主架翼面連接件左右對稱固接在主架后端左右兩側，所述的左主架尾翼架連接件和右主架尾翼架連接件左右對稱固接在主架后端中部。

3.根據權利要求2所述的仿生撲翼與彈跳多模式運動機器人，其特征在于：所述的輸入齒輪為一級齒輪，所述的輸出齒輪包括二級齒輪軸、二級齒輪、二級附齒輪、三級齒輪軸、三級齒輪、三級附齒輪、四級齒輪軸、四級缺齒齒輪以及五級齒輪，其中，所述的三級齒輪為所述曲柄齒輪，所述的三級附齒輪為所述曲柄附齒輪，所述的五級齒輪為所述的絞盤輪齒輪，所述的二級齒輪軸、三級齒輪軸以及四級齒輪軸均安裝在所述的機架上，所述一級齒輪安裝在所述驅動電機的輸出軸上，所述二級齒輪固接在二級齒輪軸上且與所述一級齒輪嚙合，所述的二級附齒輪也固接在二級齒輪軸上，所述的三級齒輪固接在三級齒輪軸上并與所述二級附齒輪嚙合，在所述的三級齒輪軸上固接有所述的單向軸承，所述的三級附齒輪固接在所述單向軸承的外圈上，在所述的三級齒輪軸上連接所述的曲柄，所述的四級缺齒齒輪安裝在四級齒輪軸上并且四級缺齒齒輪無缺齒的半邊與三級附齒輪嚙合，所述的五級齒輪固接在絞盤輪軸上，且與四級缺齒齒輪有缺齒的半邊嚙合。

4.根據權利要求2所述的仿生撲翼與彈跳多模式運動機器人，其特征在于：所述的折疊機構包括左L形連接板、右L形連接板、前下同步齒輪、后下同步齒輪、第一前平行四邊形連桿、第一后平行四邊形連桿、第二前平行四邊形連桿、第二后平行四邊形連桿、第三前平行四邊形連桿、第三后平行四邊形連桿、第四前平行四邊形連桿、第四后平行四邊形連桿、前上同步齒輪以及后上同步齒輪，所述的足部成H形，所述的左L形連接板和右L形連接板分左右安裝在H形足部的橫梁上形成一個第一槽形結構，所述的前下同步齒輪和后下同步齒輪安裝在左L形連接板和右L形連接板之間的第一槽形結構內，且相互嚙合，所述的第一前平行四邊形連桿和第一后平行四邊形連桿的一端分別固定在前下同步齒輪和后下同步齒輪的齒面上，另一端分別與所述的第二前平行四邊形連桿和第二后平行四邊形連桿的一端鉸接，所述的第二前平行四邊形連桿和第二后平行四邊形連桿的另外一端與所述的第三前平行四邊形連桿和第三后平行四邊形連桿的一端鉸接，第三前平行四邊形連桿和第三后平行四邊形連桿的另一端與所述的第四前平行四邊形連桿和第四后平行四邊形連桿的一端鉸接，第四前平行四邊形連桿和第四后平行四邊形連桿的另外一端分別固定在前上同步齒輪和后上同步齒輪的齒面上，第二前平行四邊形連桿和第二后平行四邊形連桿中間部位設置有轉動關節，第三前平行四邊形連桿和第三后平行四邊形連桿中間部位也設置有轉動關節，第一前平行四邊形連桿、第一后平行四邊形連桿、第二前平行四邊形連桿、第二后平行四邊形連桿、第三前平行四邊形連桿、第三后平行四邊形連桿、第四前平行四邊形連桿和第四后平行四邊形連桿構成一組實現折疊和展開的多平行四邊形機構，第四前平行四邊形連桿和第四后平行四邊形連桿左右兩側設置有扭簧安裝孔，一側凸起的底部設置有一缺口；在所述扭簧架子的底部設置有兩個凸起，在所述兩個凸起之間設置有一前扭簧軸和一后扭簧軸，所述的前上同步齒輪和后上同步齒輪嚙合并分別安裝在前扭簧軸和后扭簧軸上；所述的扭簧包括左前扭簧、左后扭簧、右前扭簧和右后扭簧，所述的左前扭簧和左后扭簧分別以前扭簧軸和后扭簧軸為軸，其一個力臂分別安裝在第四前平行四邊形連桿和第四后平行四邊形連桿左側的安裝孔內，另一個力臂分別安裝在扭簧架子左側底部的兩個安裝孔內，所述的右前扭簧和右后扭簧分別以前扭簧軸和后扭簧軸為軸，其一個力臂分別安裝在第四前平行四邊形連桿和第四后平行四邊形連桿右側的安裝孔內，另一個力臂分別安裝在扭簧架子右側底部的兩個安裝孔內，在所述的扭簧架子頂部還設置有兩個凸起形成一個第二槽形結構，所述的機架安裝在該第二槽形結構內，在扭簧架子頂部的第二槽形結構內安裝有一導向滑輪軸，在導向滑輪軸上安裝有左導向滑輪和右導向滑輪，并位于扭簧架子頂部兩個凸起的左右兩側，所述的絞盤輪軸安裝在主架上可相對于主架轉動，所述的絞盤輪包括左絞盤輪和右絞盤輪，所述左絞盤輪和右絞盤輪固定安裝在絞盤輪軸上，所述拉繩穿過第三前平行四邊形連桿和第三后平行四邊形連桿中間關節軸孔，拉繩的一端固定在左絞盤輪上，拉繩的另一端固定在右絞盤輪上。