[發明專利]一種空中姿態可調的八連桿結構跳躍機器人

有效

• 申請號: 202010025516.7
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111152861B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 陳子明;盧杰;鄧朋;李少賀;臧召晨;李赫
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張錦紅

本發明公開了一種空中姿態可調的八連桿結構跳躍機器人，屬于機器人技術領域，包括機身機構、蓄能與釋放機構、擺桿機構和控制模塊，機身機構為包括動力短臂桿一、動力長臂桿一、長臂桿一、長臂桿二、短臂桿、搖臂桿、動力長臂桿二和動力短臂桿二的平面八連桿結構，蓄能與釋放機構主要由直流減速電機、行星架、單向軸承、齒輪一、齒輪二、齒輪三、卷繩軸和卷繩構成，擺桿結構包括旋轉電機、擺桿和飛輪連接件，控制模塊由核心控制板、通信模塊、直流電機驅動器、鋰電池和姿態采集模塊構成。本發明能夠穩定起跳，跳躍高度及跳躍空中姿態可控，靈活性好、能量利用率高。

技術領域

本發明涉及一種空中姿態可調的八連桿結構跳躍機器人，屬于機器人技術領域。

背景技術

隨著技術的發展，機器人技術在各個方面均得到廣泛應用，尤其是在星際探測、生命救援和軍事偵察等領域，存在各種類型復雜、非結構化的工作環境，這就要求機器人不但體積小且具有強大的越障能力。

彈跳是自然界中一種很常見的運動方式，像青蛙、袋鼠和蝗蟲等，相比于爬行，彈跳具有活動范圍廣、移動效率高、爆發力強等的特點，因此彈跳功能在機器人領域應用廣泛，尤其適合在非結構化的工作環境中加以應用。但是目前大部分的跳躍機器人設計都局限于跳躍原理，即能簡單的實現跳躍，但對跳躍的穩定性、跳躍的高度及姿態的可控性等關注較少，同時對空中姿勢的控制研究也較少，導致現有的機器人起跳后存在較大的角動量，空中旋轉問題較為嚴重，機器在對空中姿態不可控。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種空中姿態可調的八連桿結構跳躍機器人，能夠穩定起跳，跳躍高度及跳躍空中姿態可控，靈活性好、能量利用率高。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種空中姿態可調的八連桿結構跳躍機器人，包括機身機構、蓄能與釋放機構、擺桿機構和控制模塊；

機身機構為包括動力短臂桿一、動力長臂桿一、長臂桿一、長臂桿二、短臂桿、搖臂桿、動力長臂桿二和動力短臂桿二的平面八連桿結構，支撐腿與腿桿的末端固定連接，動力短臂桿一和動力短臂桿二的一端分別與連接軸一的兩端連接，連接軸一固定連接在腿桿上，動力短臂桿一和動力短臂桿二的另一端分別與連接軸二的兩端連接，動力長臂桿一和動力長臂桿二的一端也分別與連接軸二的兩端連接，扭簧一套在連接軸二的一端，扭簧一的兩力臂端分別連接在動力短臂桿一和動力長臂桿一上，扭簧二套在連接軸二的另一端，扭簧二的兩力臂端分別連接在動力短臂桿二和動力長臂桿二上，搖臂桿的一端連接在連接軸三上，連接軸三固連在腿桿上，搖臂桿的另一端連接在連接軸四上，連接軸四固連在長臂桿二的一端，連接桿的一端連接在連接軸二上，連接桿的另一端連接在連接軸五上，連接軸五固連在短臂桿上，短臂桿的另一端連接在連接軸六上，連接軸六固連在腿桿上，長臂桿一的一端連接在連接軸五上，另一端連接在連接軸七上，連接軸七固連在末端機身一上，長臂桿二一端連接在連接軸四上，另一端連接在連接軸七上，同時長臂桿二也同連接軸五連接，動力長臂桿一和動力長臂桿二分別與連接軸八連接，連接軸八的兩端固分別連在末端機身一和末端機身二上；

蓄能與釋放機構主要由直流減速電機、行星架、單向軸承、齒輪一、齒輪二、齒輪三、卷繩軸和卷繩構成，直流減速電機固定在末端機身二上，單向軸承套在直流減速電機的輸出軸上，行星架套在單向軸承的外側，齒輪一套在直流減速電機的輸出軸上，齒輪二連接在行星架上，齒輪三固定在卷繩軸上，卷繩軸套在轉軸上，轉軸與末端機身二固連，同時齒輪一與齒輪二始終處于嚙合狀態，齒輪二與齒輪三的嚙合狀態與直流減速電機的旋轉方向有關，當直流減速電機正轉時齒輪二與齒輪三嚙合，當直流減速電機反轉時齒輪二與齒輪三在單向軸承的作用下處于非嚙合狀態，卷繩一端系在卷繩軸上，另一端系在腿桿上，當直流減速電機正轉帶動卷繩軸轉動時，卷繩會纏繞在卷繩軸上；