[發(fā)明專利]一種可重復(fù)彈跳的仿生機(jī)器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811327403.1
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109292023A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧慧甍;郭偉強(qiáng);施建宇;尚曉婭;倉懷興;劉騰飛;何卓越;張玉丹
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 華金

本發(fā)明涉及一種可重復(fù)彈跳的仿生機(jī)器人，通過遙控控制減速電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，通過兩個(gè)反向的單向軸承，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人彈跳和姿態(tài)恢復(fù)兩種功能，從而實(shí)現(xiàn)仿生機(jī)器人的可重復(fù)彈跳。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過單個(gè)電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人的彈跳與自復(fù)位，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的可重復(fù)彈跳，不僅能夠減輕機(jī)器人自身重量，而且簡化了機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使驅(qū)動(dòng)更可控。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可重復(fù)彈跳的仿生機(jī)器人，具備姿態(tài)平衡、自復(fù)位和可重復(fù)彈跳能力。

背景技術(shù)

機(jī)器人可重復(fù)彈跳問題一直是技術(shù)難點(diǎn)，也是國內(nèi)外科研人員關(guān)注的焦點(diǎn)，機(jī)器人如果只是實(shí)現(xiàn)單次彈跳，再靠人為扶正姿態(tài)，進(jìn)行下次彈跳，那么它的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值十分有限，只有通過遙控控制實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的可重復(fù)彈跳才能增加彈跳機(jī)器人的應(yīng)用價(jià)值，才能更好應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)生活中。目前，國內(nèi)外有關(guān)可重復(fù)彈跳的研究并未取得很好結(jié)果，存在不少的缺點(diǎn)和問題。

2013年洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的Mirko Kovaˇc所設(shè)計(jì)的具有柔性橢球罩的微型跳躍機(jī)器人，它利用不倒翁原理，在一個(gè)7g的彈跳機(jī)構(gòu)外包裹一個(gè)直徑120mm的柔性橢球罩，從而使彈跳機(jī)構(gòu)在落地后利用橢球罩恢復(fù)姿態(tài)穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)可重復(fù)彈跳，但是這種設(shè)計(jì)有兩個(gè)缺點(diǎn)：一是在彈跳機(jī)構(gòu)外包裹一個(gè)大橢球罩使機(jī)器人占用空間大，不利于機(jī)器人隱藏，并且影響其運(yùn)動(dòng)靈活性；二是該跳躍機(jī)器人在彈跳時(shí)，沒有方向性，不能按照指定方向起跳，不利用機(jī)器人的路線控制。

已有的中國專利CN102050164A提出“仿生機(jī)器人連續(xù)跳躍運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)”與本發(fā)明相近。該發(fā)明提供一種仿生機(jī)器人連續(xù)跳躍運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過安裝在機(jī)體上的弧形狀內(nèi)齒輪條和安裝在電機(jī)上的不完全齒輪嚙合，使安裝電機(jī)的電機(jī)板轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而壓縮電機(jī)板與機(jī)體之間的扭簧，實(shí)現(xiàn)彈跳，該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)動(dòng)，但是該機(jī)構(gòu)弧形狀內(nèi)齒輪條與不完全齒輪配合有難度，并且難以控制起跳方向。

因此，本發(fā)明專利針對彈跳機(jī)器人可重復(fù)彈跳提出設(shè)計(jì)一種具備彈跳姿態(tài)平衡、自復(fù)位和可重復(fù)彈跳能力的仿生機(jī)器人，克服目前可重復(fù)彈跳機(jī)構(gòu)的不足，提高彈跳機(jī)器人的實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：本發(fā)明的目的在于提供一種基于蝗蟲的生理特點(diǎn)，保持彈跳姿態(tài)平衡，落地后通過自復(fù)位機(jī)構(gòu)調(diào)整姿勢，實(shí)現(xiàn)可重復(fù)彈跳的仿生機(jī)器人，從而達(dá)到符合要求的跳躍距離、高度以及連續(xù)彈跳能力，提高仿生機(jī)器人的實(shí)用價(jià)值。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種可重復(fù)彈跳的仿生機(jī)器人，包括機(jī)體、前腿、中腿、彈跳機(jī)構(gòu)、絞線和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述彈跳機(jī)構(gòu)包括上支架、下支架和小腿，其中三者均是由相互平行的兩個(gè)連接桿組成，且上支架和下支架之間相互鉸接，上支架一端、下支架一端分別和小腿進(jìn)行鉸接；上支架一端、下支架一端分別和機(jī)體鉸接；

所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括減速電機(jī)、自復(fù)位不完全齒輪、自復(fù)位齒輪、彈跳不完全齒輪、彈跳齒輪、卷線輪和單向軸承二，減速電機(jī)固定在機(jī)體上的電機(jī)槽里，所述的自復(fù)位不完全齒輪和彈跳不完全齒輪同時(shí)安裝在減速電機(jī)的輸出軸上，并且自復(fù)位不完全齒輪緊靠減速電機(jī)在內(nèi)，彈跳不完全齒輪在外，所述的自復(fù)位齒輪安裝在復(fù)位軸上并與自復(fù)位不完全齒輪嚙合，所述的彈跳齒輪安裝在彈跳軸上并與彈跳不完全齒輪嚙合，所述的單向軸承二安裝在卷線輪的中心孔內(nèi)，所述的彈跳軸穿過卷線輪中心孔的單向軸承二安裝在機(jī)體的彈跳軸孔內(nèi)，所述的卷線輪位于機(jī)體的下側(cè)并安裝在彈跳軸的中間處，絞線一端連接到卷線輪上，另一端連接到下連接桿中間處的安裝套上；減速電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)自復(fù)位不完全齒輪和彈跳不完全齒輪帶動(dòng)自復(fù)位齒輪和彈跳齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過彈跳軸帶動(dòng)卷線輪轉(zhuǎn)動(dòng)，拉動(dòng)絞線蓄能，當(dāng)彈跳不完全齒輪與彈跳齒輪嚙合到缺齒部分時(shí)開始釋能，實(shí)現(xiàn)彈跳。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：還包括自復(fù)位機(jī)構(gòu)，包括復(fù)位桿、拉簧、單向軸承一以及復(fù)位軸，所述的復(fù)位桿弧長L范圍為120-130mm，它的一端為圓環(huán)，從圓心開始到復(fù)位桿兩邊的角度α范圍為60-70度，所述的單向軸承一安裝在圓環(huán)內(nèi)，所述的復(fù)位軸穿過單向軸承一水平安裝在機(jī)體上的復(fù)位軸孔內(nèi)，所述的拉簧套在復(fù)位軸上，一端固定在機(jī)體上，另一端固定在復(fù)位桿上，用來恢復(fù)復(fù)位桿的位置。