[發明專利]一種仿生過軸心跳躍機構及其跳躍方法

在審

• 申請號: 202210098323.3
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114348137A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 佟金;高子博;李默;曹成全;吳寶廣;馬云海;孫霽宇;宋偉;高鵬;李金光;許子和
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

1.一種仿生過軸心跳躍機構及方法，其特征在于：包括動力模塊(1)與執行模塊(2)；

動力模塊(1)包括限位蓋板(11)，傳動模塊(12)與殼體(13)，限位蓋板(11)與殼體(13)下側開有兩個方形孔，限位蓋板(11)安裝于殼體(13)上方，傳動模塊(12)主體安裝于殼體(13)內部，傳動模塊(12)上側穿透限位蓋板(11)方形孔，傳動模塊(12)下側穿透殼體(13)方形孔；傳動模塊(12)由第一電機(121)、第一不完全齒輪(122)、第一齒條(123)、伸肌繩(124)、第二電機(125)、第二不完全齒輪(126)、第二齒條(127)與屈肌繩(128)組成，第一電機(121)輸出軸安裝有第一不完全齒輪(122)，第一不完全齒輪(122)與第一齒條(123)之間為齒輪嚙合，第一齒條(123)通過限位蓋板(11)與殼體(13)下側的方形孔實現定位；第一齒條(123)側邊開有限位孔，下方開有安裝孔；伸肌繩(124)通過安裝孔與第一齒條(123)固定；第二電機(125)輸出軸安裝有第二不完全齒輪(126)，第二不完全齒輪(126)與第二齒條(127)之間為齒輪嚙合，第二齒條(127)通過限位蓋板(11)與殼體(13)下側的方形孔實現定位；第二齒條(127)側邊開有限位孔，下方開有安裝孔；屈肌繩(128)通過安裝孔與第二齒條(127)固定；執行模塊(2)由第一彈簧(21)、第二彈簧(22)、第三彈簧(23)與第四彈簧(24)、分隔板(25)、股節體(26)、第一脛節桿(27)與第二脛節桿(28)組成；第一彈簧(21)、第二彈簧(22)、第三彈簧(23)與第四彈簧(24)對稱均勻分布于分隔板(25)上方，分隔板(25)開有兩個方形孔，使得第一齒條(123)、伸肌繩(124)、第二齒條(127)與屈肌繩(128)可以從方形孔中穿過，進入股節體(26)內部；分隔板(25)下方安裝股節體(26)；股節體(26)內部前后兩側分別有a柱、b柱；a柱與第一齒條(123)限位孔配合，b柱與第二齒條(127)限位孔配合；股節體(26)下端左右兩側分別與第一脛節桿(27)與第二脛節桿(28)鉸接，鉸接中心為A軸，伸肌繩(124)的兩端分別與第一脛節桿(27)與第二脛節桿(28)前側內部固定，屈肌繩(128)的兩端第一脛節桿(27)與第二脛節桿(28)前側外部固定。

2.根據權利要求1所述的一種仿生過軸心跳躍機構，其特征在于：所述的伸肌繩(124)的材料為橡膠；所述的屈肌繩(128)的材料為無彈力麻繩；機構安裝完成后，在松弛階段下伸肌繩(124)有一定拉伸彈性勢能，屈肌繩(128)則處于松弛狀態。

3.權利要求1所述的一種仿生過軸心跳躍機構的跳躍方法，其特征在于：工作過程中：第一電機(121)與第二電機(125)啟動后：第一不完全齒輪(122)與第一齒條(123)之間和第二不完全齒輪(126)與第二齒條(127)之間同步進入嚙合，第一齒條(123)與第二齒條(127)向上移動，在第一齒條(123)的帶動下，伸肌繩(124)的拉伸彈性勢能逐漸增大，在第二齒條(127)的帶動下，屈肌繩(128)由松弛狀態逐漸轉為收緊狀態；

屈肌繩(128)轉為收緊狀態后，第一不完全齒輪(122)與第一齒條(123)之間和第二不完全齒輪(126)與第二齒條(127)之間繼續嚙合，第一齒條(123)與第二齒條(127)持續向上移動，在第一齒條(123)的帶動下，伸肌繩(124)的拉伸彈性勢能繼續增大，在第二齒條(127)的帶動下，屈肌繩(128)保持收緊狀態，第一脛節桿(27)與第二脛節桿(28)逐漸繞A軸旋轉，完成第一脛節桿(27)與第二脛節桿(28)的蜷曲；

第一脛節桿(27)與第二脛節桿(28)的蜷曲完成后，伸肌繩(124)的對第一脛節桿(27)與第二脛節桿(28)的作用力方向在A軸前側，第一齒條(123)與第二齒條(127)限位孔下端與股節體(26)的a柱與b柱接觸，第一不完全齒輪(122)與第一齒條(123)之間和第二不完全齒輪(126)與第二齒條(127)之間繼續嚙合，第一齒條(123)與第二齒條(127)持續向上移動與股節體(26)的a柱與b柱對第一齒條(123)、第二齒條(127)的限位下，伸肌繩(124)的拉伸彈性勢能不再繼續增大，屈肌繩(128)保持收緊狀態，伸肌繩(124)、屈肌繩(128)、分隔板(25)、股節體(26)、第一脛節桿(27)與第二脛節桿(28)相對殼體(13)向上移動，第一彈簧(21)、第二彈簧(22)、第三彈簧(23)與第四彈簧(24)逐漸壓縮，產生彈性勢能；

第一不完全齒輪(122)與第一齒條(123)之間和第二不完全齒輪(126)與第二齒條(127)之間脫離嚙合后，第一彈簧(21)、第二彈簧(22)、第三彈簧(23)與第四彈簧(24)儲存的彈性勢能逐漸釋放，機構開始起跳，同時，在伸肌繩(124)的拉伸彈性勢能釋放作用下，第一齒條(123)相對于股節體(26)向下移動，伸肌繩(124)對第一脛節桿(27)與第二脛節桿(28)的拉力方向逐漸發生旋轉；當伸肌繩(124)對第一脛節桿(27)與第二脛節桿(28)的拉力方向旋轉至A軸后側時，伸肌繩(124)拉動第一脛節桿(27)與第二脛節桿(28)向后側旋轉，第一脛節桿(27)與第二脛節桿(28)開始向后側擺動，直至伸展；起跳完成后，等待齒輪與齒條重新嚙合，重新進入下一跳躍周期。