專利名稱：仿生青蛙跳躍機(jī)器人前腿機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種用于仿生青蛙跳躍機(jī)器人前腿機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的對(duì)跳躍機(jī)器人進(jìn)行的研究主要集中在起跳階段部分，對(duì)落地階段緩沖涉 及的較少，所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)也以跳躍機(jī)構(gòu)多見(jiàn)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究的仿蛙跳躍機(jī)器人將 前腿簡(jiǎn)化為被動(dòng)彈簧片式，用于落地緩沖(Biological Characteristics Analysis and Mechanical Jumping Leg Design for Frog Robot, Jie Zhao, Meng Wang, Xizhe Zang, and Hegao Cai. C. Xiong et al. (Eds.) JCIRA 2008，Part I，LNAI 5314，pp. 1070-1080， 2008.)。青蛙的跳躍過(guò)程分為起跳階段、飛行階段、落地緩沖階段。青蛙的前肢較后肢短 小，后肢強(qiáng)壯發(fā)達(dá)，適合于采用跳躍方式進(jìn)行移動(dòng)。前肢短小，主要作用是在起跳階段撐起 身體前部，可以調(diào)節(jié)起跳方向及起跳角度，在落地緩沖階段緩沖著地產(chǎn)生沖擊力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于仿生青蛙跳躍機(jī)器人前腿起跳支撐、角度調(diào)節(jié)和 落地緩沖的仿生青蛙跳躍機(jī)器人前腿機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括機(jī)座，腿部通過(guò)軸連接機(jī)座，在機(jī)座上面安裝有2部空壓機(jī)、2部電磁閥，每部 空壓機(jī)與電磁閥的一端通過(guò)導(dǎo)氣管連接，電磁閥的另一端通過(guò)導(dǎo)氣管與設(shè)置于機(jī)座下面的 波紋管的一端連接，波紋管的另一端與設(shè)置在腿部上的波紋管固定板連接、并且與兩部電 磁閥連接的波紋管分別連接于波紋管固定板的兩側(cè)，機(jī)座下面設(shè)置有限定波紋管位置的滑 槽。本發(fā)明的工作原理是起跳階段，空壓機(jī)啟動(dòng)、電磁閥打開(kāi)，為波紋管充氣、抽氣。通過(guò)調(diào)節(jié)2個(gè)獨(dú)立波紋 管內(nèi)的氣量，使波紋管長(zhǎng)度改變。波紋管在滑槽內(nèi)推動(dòng)腿部繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，改變腿部和機(jī)座間的 夾角，從而調(diào)節(jié)機(jī)座與地面的角度，完成起跳階段的支撐和起跳角度調(diào)節(jié)。之后空壓機(jī)、電 磁閥關(guān)閉。飛行階段，空壓機(jī)啟動(dòng)、電磁閥打開(kāi)調(diào)節(jié)波紋管內(nèi)氣量。通過(guò)調(diào)節(jié)波紋管內(nèi)的氣量 改變波紋管長(zhǎng)度，波紋管在滑槽內(nèi)推動(dòng)腿部繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，改變機(jī)器人前腿和機(jī)座間的夾角，從 而使機(jī)器人整體處于有利的落地角度。落地緩沖階段，前腿首先觸地。從此刻起空壓機(jī)與電磁閥配合，根據(jù)緩沖要求改變 波紋管內(nèi)的氣量，使波紋管的剛度處于漸變的過(guò)程，抵消落地時(shí)產(chǎn)生的沖擊力，保證機(jī)器人 平穩(wěn)著地。本發(fā)明探索了一種用于跳躍機(jī)器人的腿部緩沖調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。提供了一種可實(shí)現(xiàn)在起 跳階段撐起機(jī)器人身體前部，可以調(diào)節(jié)起跳方向及起跳角度，在落地緩沖階段緩沖著地產(chǎn)
3生沖擊力的跳躍機(jī)器人前腿機(jī)構(gòu)。以空氣壓縮機(jī)、波紋管、電磁閥為主要部件，通過(guò)電磁閥 開(kāi)閉、空壓機(jī)對(duì)波紋管進(jìn)行打氣和抽氣來(lái)控制機(jī)器人腿部起跳階段的角度調(diào)節(jié)和落地階段 沖擊力的緩沖。


圖1是本發(fā)明“仿生青蛙跳躍機(jī)器人前腿機(jī)構(gòu)”的原理示意圖。圖2是本發(fā)明“仿生青蛙跳躍機(jī)器人前腿機(jī)構(gòu)”的局部示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖1、圖2，仿生青蛙跳躍機(jī)器人前腿機(jī)構(gòu)的組成包括機(jī)座12、安裝于機(jī)座12 上的2部空壓機(jī)I 1和II 11、安裝于機(jī)座12上的2部電磁閥I 4和II 10、連接空壓機(jī)I 1和IIll與電磁閥I 4和II 10的導(dǎo)氣管I 3和II 8、連接空壓機(jī)I 1和II 11與導(dǎo)氣管 I 3和II 8的接頭I 2和II 9、波紋管I 7和II 16、連接電磁閥I 4和II 10與波紋管I 7和II 16的導(dǎo)氣管I 5和II 13、連接導(dǎo)氣管I 5和II 13與波紋管I 7和II 16的接頭
I6和II 14、腿部18、位于腿部18的波紋管固定板17、固定于機(jī)座12上的滑槽19、連接機(jī) 座12和腿部18的軸15。機(jī)座12、安裝于機(jī)座12上的空壓機(jī)I 1、安裝于機(jī)座12上的電磁閥I 4、連接空 壓機(jī)I 1與電磁閥I 4的導(dǎo)氣管I 3、連接空壓機(jī)I 1與導(dǎo)氣管I 3的接頭I 2、連接電磁 閥I 4與波紋管I 7的導(dǎo)氣管I 5、波紋管I 7、連接波紋管I 7與導(dǎo)氣管I 5接頭I 6、波 紋管固定板17、腿部18、連接腿部18與機(jī)座12的軸15、安裝于機(jī)座12上的滑槽19組成 波紋管緩沖調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)I。通過(guò)空壓機(jī)I 1正反轉(zhuǎn)和電磁閥I 4的開(kāi)閉調(diào)節(jié)波紋管I 7內(nèi)氣 量，改變波紋管I 7內(nèi)的壓強(qiáng)，在滑槽19內(nèi)移動(dòng)，推動(dòng)腿部18繞軸15轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)座12、安裝于機(jī)座12上的空壓機(jī)II 11、安裝于機(jī)座12上的電磁閥II 10、連接 空壓機(jī)II 11與電磁閥II 10的導(dǎo)氣管II 8、連接空壓機(jī)II 11與導(dǎo)氣管II 8的接頭II 9、連接電磁閥II 10與波紋管II 16的導(dǎo)氣管II 13、波紋管II 16、連接波紋管II 16與 導(dǎo)氣管II 13接頭II 14、波紋管固定板17、腿部18、連接腿部18與機(jī)座12的軸15、安裝 于機(jī)座12上的滑槽19組成波紋管緩沖調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)II。通過(guò)空壓機(jī)II 11正反轉(zhuǎn)和電磁閥
II10的開(kāi)閉調(diào)節(jié)波紋管II 16內(nèi)氣量，改變波紋管II 16內(nèi)的壓強(qiáng)，波紋管II 16在滑槽 19內(nèi)移動(dòng)，推動(dòng)腿部18繞軸15轉(zhuǎn)動(dòng)。波紋管緩沖調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)I、II推動(dòng)腿部18繞軸15轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人腿部在起跳階段 對(duì)整體的角度調(diào)節(jié)和對(duì)落地階段產(chǎn)生的沖擊力緩沖。
權(quán)利要求
一種仿生青蛙跳躍機(jī)器人前腿機(jī)構(gòu)，包括機(jī)座，腿部通過(guò)軸連接機(jī)座，其特征是在機(jī)座上面安裝有2部空壓機(jī)、2部電磁閥，每部空壓機(jī)與電磁閥的一端通過(guò)導(dǎo)氣管連接，電磁閥的另一端通過(guò)導(dǎo)氣管與設(shè)置于機(jī)座下面的波紋管的一端連接，波紋管的另一端與設(shè)置在腿部上的波紋管固定板連接、并且與兩部電磁閥連接的波紋管分別連接于波紋管固定板的兩側(cè)，機(jī)座下面設(shè)置有限定波紋管位置的滑槽。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種仿生青蛙跳躍機(jī)器人前腿機(jī)構(gòu)。包括機(jī)座，腿部通過(guò)軸連接機(jī)座，在機(jī)座上面安裝有2部空壓機(jī)、2部電磁閥，每部空壓機(jī)與電磁閥的一端通過(guò)導(dǎo)氣管連接，電磁閥的另一端通過(guò)導(dǎo)氣管與設(shè)置于機(jī)座下面的波紋管的一端連接，波紋管的另一端與設(shè)置在腿部上的波紋管固定板連接、并且與兩部電磁閥連接的波紋管分別連接于波紋管固定板的兩側(cè)，機(jī)座下面設(shè)置有限定波紋管位置的滑槽。本發(fā)明通過(guò)電磁閥開(kāi)閉、空壓機(jī)對(duì)波紋管進(jìn)行打氣和抽氣來(lái)控制機(jī)器人腿部起跳階段的角度調(diào)節(jié)和落地階段沖擊力的緩沖。
文檔編號(hào)A63H11/18GK101972547SQ20101051193
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者何蕾, 劉載淳, 夏顯超, 姚建均, 張校東, 李林, 李永輝, 李齊悅, 楊奇, 譚向全, 鄧?yán)ば? 金錦花 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)