專利名稱：一種形狀記憶合金彈簧驅(qū)動的彈跳機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種形狀記憶合金彈簧驅(qū)動的彈跳機(jī)器 人。
背景技術(shù)：
目前，移動機(jī)器人主要采用兩種運(yùn)動方式多輪或履帶式驅(qū)動，仿生爬行或步行。 然而，這兩種移動機(jī)器人存在共同的缺陷很難一次性躍過較大的障礙物或溝渠。隨著機(jī)器 人應(yīng)用范圍的日益廣泛，機(jī)器人面臨的工作環(huán)境也越來越惡劣，諸如考古探測、軍事偵察、 反恐活動等，在這樣的環(huán)境中顯然要求機(jī)器人必須具有較強(qiáng)的地形適應(yīng)和自主運(yùn)動能力。 相對于以上兩種運(yùn)動方式的移動機(jī)器人，彈跳機(jī)器人可以順利地躍過高于自身尺寸數(shù)倍的 障礙物，例如2009年瑞士洛桑大學(xué)研究的7克彈跳機(jī)器人能跳躍相當(dāng)于自身高度27倍的 高度，因此更能適合復(fù)雜和不可預(yù)測的環(huán)境。常用機(jī)器人大多采用伺服電機(jī)驅(qū)動，其功重比小，且需要減速機(jī)構(gòu)，從而使機(jī)器人 體積增大、結(jié)構(gòu)繁重，且零部件精度要求高；同時，電機(jī)驅(qū)動存在噪音和污染，驅(qū)動電壓也較 高，對于機(jī)器人向微小型化及家庭和服務(wù)行業(yè)發(fā)展非常不利。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有彈跳機(jī)器人的缺陷與不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定的形 狀記憶合金彈簧驅(qū)動的彈跳機(jī)器人。本發(fā)明提供的彈跳機(jī)器人，包括前臂、蓄能機(jī)構(gòu)、能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、后臂、觸發(fā)機(jī)構(gòu)、 控制系統(tǒng)、電池和調(diào)角柱；前臂由第一連接塊、第一桿件和第二桿件固接而成，第一桿件和 第二桿件平行布置并固接在第一連接塊上；蓄能機(jī)構(gòu)由一對同軸平行對稱排列的扭簧或平 行雙列扭簧或左右對稱的簧片組成，蓄能機(jī)構(gòu)設(shè)置在前臂和后臂之間；后臂由第二連接塊、 第三桿件、第四桿件和第三連接塊固接形成，第三桿件與第四桿件之間成銳角，第二連接塊 上固定有穩(wěn)定桿；觸發(fā)機(jī)構(gòu)由觸發(fā)扭簧、第二掛鉤和第四連接塊焊接而成，第四連接塊固定 在觸發(fā)扭簧頭部，第二掛鉤固定在觸發(fā)扭簧伸出部分上，觸發(fā)機(jī)構(gòu)固定在后臂后部；控制系 統(tǒng)由電源電路部分、單片機(jī)電路部分和驅(qū)動電路部分組成；調(diào)角柱通過銷軸連接在后臂的 末端；能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)設(shè)置為旋轉(zhuǎn)杠桿式能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、滑塊式能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和雙彈簧式能 量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。所述的旋轉(zhuǎn)杠桿式能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)由第一記憶合金彈簧、第二記憶合金彈簧、第三 記憶合金彈簧、旋轉(zhuǎn)杠桿、第一掛鉤和第一銷軸組成，第一掛鉤固定在旋轉(zhuǎn)杠桿上，旋轉(zhuǎn)杠 桿兩端設(shè)有連接孔并插入前臂中，通過第一銷軸與前臂固定連接，前臂的第一連接塊與旋 轉(zhuǎn)杠桿左端連接孔之間連接第一記憶合金彈簧，前臂的第一連接塊與旋轉(zhuǎn)杠桿右端連接孔 之間連接第二記憶合金彈簧，觸發(fā)機(jī)構(gòu)的第四連接塊與后臂的第二連接塊之間連接第三記 憶合金彈簧。所述的滑塊式能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)由滑塊、第三記憶合金彈簧、第四記憶合金彈簧、第五記憶合金彈簧、第一雙程記憶合金彈簧和第五桿件組成，滑塊套裝在前臂中部，滑塊由第一 圓筒、第二圓筒和連接板組成，第一圓筒、第二圓筒分別插入前臂的第一桿件、第二桿件中， 連接板位于第一圓筒和第二圓筒之間并設(shè)有三個孔，前孔與前臂的第一連接塊之間連接第 四記憶合金彈簧，中間孔與觸發(fā)機(jī)構(gòu)的第二掛鉤之間連接第一雙程記憶合金彈簧，第五桿 件插裝在前臂下部，連接板的后孔與第五桿件之間連接第五記憶合金彈簧，觸發(fā)機(jī)構(gòu)的第 四連接塊與后臂的第二連接塊之間連接第三記憶合金彈簧。所述的雙彈簧式能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)由第三記憶合金彈簧和第二雙程記憶合金彈簧組 成，前臂的第一連接塊與觸發(fā)機(jī)構(gòu)的第二掛鉤之間連接第二雙程記憶合金彈簧，觸發(fā)機(jī)構(gòu) 的第四連接塊與后臂的第二連接塊之間連接第三記憶合金彈簧。本發(fā)明的有益效果是
1、驅(qū)動和觸發(fā)機(jī)構(gòu)采用記憶合金彈簧，輕質(zhì)簡便，一定程度上彌補(bǔ)了現(xiàn)有采用電力控 制的彈跳機(jī)器人驅(qū)動和觸發(fā)裝置功重比小、驅(qū)動時存在噪音和污染、驅(qū)動電壓比較高的缺 陷。2、增設(shè)旋轉(zhuǎn)裝置并與記憶合金彈簧結(jié)合應(yīng)用，結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定，使彈跳機(jī)器人 實(shí)現(xiàn)了循環(huán)多次工作。3、角度柱由彈性材料制成，調(diào)節(jié)彈跳機(jī)器人初始彈跳角度的同時還能有效提高彈 跳機(jī)器人的彈跳高度。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的整體結(jié)構(gòu)示意圖 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的前臂結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為本發(fā)明實(shí)施例的蓄能機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖 圖4為本發(fā)明實(shí)施例的后臂結(jié)構(gòu)示意圖 圖5為本發(fā)明實(shí)施例的觸發(fā)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖 圖6為本發(fā)明實(shí)施例控制系統(tǒng)的電源部分電路示意圖 圖7為本發(fā)明實(shí)施例控制系統(tǒng)的單片機(jī)部分電路示意圖 圖8為本發(fā)明實(shí)施例控制系統(tǒng)的驅(qū)動部分電路示意圖 圖9為本發(fā)明實(shí)施例2的整體結(jié)構(gòu)示意圖 圖10為本發(fā)明實(shí)施例2的滑塊結(jié)構(gòu)示意圖 圖11本發(fā)明實(shí)施例3的整體結(jié)構(gòu)示意圖
圖中1.第一連接塊，2.第一桿件，3.第二桿件，4.第一銷軸，5.第一扭簧，6.第二扭 簧，7.旋轉(zhuǎn)杠桿，8.控制系統(tǒng)，9.電池，10.第一掛鉤，11.第二掛鉤，12.第四連接塊，13. 觸發(fā)扭簧，14.第二連接塊，15.第二銷軸，16.調(diào)角柱，17.第三桿件，18.第四桿件，19. 第三連接塊，20.穩(wěn)定桿，21.第一記憶合金彈簧，22.第二記憶合金彈簧，23.第三記憶合 金彈簧，24.滑塊，24a.第一圓筒，24b.第二圓筒，24c.連接板，25.第五桿件，26.第四記憶 合金彈簧，27.第五記憶合金彈簧，28.第一雙程記憶合金彈簧，29.第二雙程記憶合金彈
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。實(shí)施例1
一種形狀記憶合金彈簧驅(qū)動的彈跳機(jī)器人，包括前臂、蓄能機(jī)構(gòu)、能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、后臂、 觸發(fā)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、電池和調(diào)角柱；前臂由第一連接塊1、第一桿件2和第二桿件3固接而 成，第一桿件2和第二桿件3平行布置并固接在第一連接塊1上；蓄能機(jī)構(gòu)由一對同軸平行 對稱排列的第一扭簧5和第二扭簧6組成，兩扭簧的前、后伸出端分別插裝在前臂、后臂上； 能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)采用旋轉(zhuǎn)杠桿式能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，由第一記憶合金彈簧21、第二記憶合金彈簧 22、第三記憶合金彈簧23、旋轉(zhuǎn)杠桿7、第一掛鉤10和第一銷軸4組成，第一掛鉤10固定在 旋轉(zhuǎn)杠桿7上，旋轉(zhuǎn)杠桿7兩端設(shè)有連接孔并插入前臂中，通過第一銷軸4與前臂固定連 接，前臂的第一連接塊1與旋轉(zhuǎn)杠桿7左端連接孔之間連接第一記憶合金彈簧21，前臂的第 一連接塊1與旋轉(zhuǎn)杠桿7右端連接孔之間連接第二記憶合金彈簧22，觸發(fā)機(jī)構(gòu)的第四連接 塊12與后臂的第二連接塊14之間連接第三記憶合金彈簧23 ；后臂由第二連接塊14、第三 桿件17、第四桿件18和第三連接塊19固接形成，第二連接塊14和第三連接塊19由輕質(zhì) 塑料制成，第三桿件17與第四桿件18之間成銳角，第二連接塊19上固定有穩(wěn)定桿20 ；觸 發(fā)機(jī)構(gòu)由觸發(fā)扭簧13、第二掛鉤11和第四連接塊12焊接而成，第四連接塊12固定在觸發(fā) 扭簧13頭部，第二掛鉤11固定在觸發(fā)扭簧13伸出部分上，觸發(fā)機(jī)構(gòu)固定在后臂后部；控制 系統(tǒng)8由電源電路部分、單片機(jī)電路部分和驅(qū)動電路部分組成，控制系統(tǒng)8和電池9固定在 旋轉(zhuǎn)裝置靠近旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)的位置；調(diào)角柱16由輕質(zhì)彈性材料制成，通過銷軸連接在后臂的末 端，通過將第二銷軸15插入調(diào)角柱16上不同的孔，調(diào)節(jié)彈跳機(jī)器人的初始彈跳角度。實(shí)施例2:
一種形狀記憶合金彈簧驅(qū)動的彈跳機(jī)器人，包括前臂、蓄能機(jī)構(gòu)、能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、后臂、 觸發(fā)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、電池和調(diào)角柱；前臂由第一連接塊1、第一桿件2和第二桿3固接而 成，第一桿件2和第二桿件3平行布置并固接在第一連接塊1上；蓄能機(jī)構(gòu)由一對同軸平行 對稱排列的第一扭簧5和第二扭簧6組成，兩扭簧的前、后伸出端分別插裝在前臂、后臂上； 能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)采用滑塊式能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，由滑塊24、第三記憶合金彈簧23、第四記憶合金 彈簧26、第五記憶合金彈簧27、第一雙程記憶合金彈簧28和第五桿件25組成，滑塊24套 裝在前臂中部，滑塊由第一圓筒24a、第二圓筒24b和連接板24c組成，第一圓筒24a、第二 圓筒24b分別插入前臂的第一桿件2、第二桿件3中，連接板24c位于第一圓筒24a和第二 圓筒24b之間并設(shè)有三個孔，前孔與前臂的第一連接塊1之間連接第四記憶合金彈簧26，中 間孔與觸發(fā)機(jī)構(gòu)的第二掛鉤11之間連接第一雙程記憶合金彈簧28，第五桿件25插裝在前 臂下部，連接板24c的后孔與第五桿件25之間連接第五記憶合金彈簧27，觸發(fā)機(jī)構(gòu)的第四 連接塊12與后臂的第二連接塊14之間連接第三記憶合金彈簧23 ；后臂由第二連接塊14、 第三桿件17、第四桿件18和第三連接塊19固接形成，第二連接塊14和第三連接塊19由輕 質(zhì)塑料制成，第三桿件17與第四桿件18之間成銳角，第二連接塊19上固定有穩(wěn)定桿20 ； 觸發(fā)機(jī)構(gòu)由觸發(fā)扭簧13、第二掛鉤11和第四連接塊12焊接而成，第四連接塊12固定在觸 發(fā)扭簧13頭部，第二掛鉤11固定在觸發(fā)扭簧13伸出部分上，觸發(fā)機(jī)構(gòu)固定在后臂后部；控 制系統(tǒng)8由電源電路部分、單片機(jī)電路部分和驅(qū)動電路部分組成，控制系統(tǒng)8和電池9分別 固定在前臂和后臂上；調(diào)角柱16由輕質(zhì)彈性材料制成，通過銷軸連接在后臂的末端，通過將第二銷軸15插入調(diào)角柱16上不同的孔，調(diào)節(jié)彈跳機(jī)器人的初始彈跳角度。實(shí)施例3:
一種形狀記憶合金彈簧驅(qū)動的彈跳機(jī)器人，包括前臂、蓄能機(jī)構(gòu)、能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、后臂、 觸發(fā)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、電池和調(diào)角柱；前臂由第一連接塊1、第一桿件2和第二桿3固接而 成，第一桿件2和第二桿件3平行布置并固接在第一連接塊1上；蓄能機(jī)構(gòu)由一對同軸平 行對稱排列的第一扭簧5和第二扭簧6組成，兩扭簧的前、后伸出端分別插裝在前臂、后臂 上；能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)采用雙彈簧式能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，由第三記憶合金彈簧23和第二雙程記憶合 金彈簧29組成，前臂的第一連接塊1與觸發(fā)機(jī)構(gòu)的第二掛鉤11之間連接第二雙程記憶合 金彈簧29，觸發(fā)機(jī)構(gòu)的第四連接塊12與后臂的第二連接塊14之間連接第三記憶合金彈簧 23 ；后臂由第二連接塊14、第三桿件17、第四桿件18和第三連接塊19固接形成，第二連接 塊14和第三連接塊19由輕質(zhì)塑料制成，第三桿件17與第四桿件18之間成銳角，第二連接 塊19上固定有穩(wěn)定桿20 ；觸發(fā)機(jī)構(gòu)由觸發(fā)扭簧13、第二掛鉤11和第四連接塊12焊接而 成，第四連接塊12固定在觸發(fā)扭簧13頭部，第二掛鉤11固定在觸發(fā)扭簧13伸出部分上， 觸發(fā)機(jī)構(gòu)固定在后臂后部；所述控制系統(tǒng)8由電源電路部分、單片機(jī)電路部分和驅(qū)動電路 部分組成，控制系統(tǒng)8和電池9分別固定在前臂和后臂上；調(diào)角柱16由輕質(zhì)彈性材料制成， 通過銷軸連接在后臂的末端，通過將第二銷軸15插入調(diào)角柱16上不同的孔，調(diào)節(jié)彈跳機(jī)器 人的初始彈跳角度?？蛰d情況下，雙程記憶合金彈簧保證滿足其在冷卻狀態(tài)下的長度和加 熱狀態(tài)的長度比為5 6。上述實(shí)施例采用的形狀記憶合金彈簧均為鈦鎳記憶合金彈簧。本發(fā)明實(shí)施例的控制系統(tǒng)單片機(jī)采用飛思卡爾公司的8位微處理器MC9S08QD4， 以盡可能減輕彈跳機(jī)器人的控制系統(tǒng)重量。如圖7、圖8、圖9所示，VCC_4. 2與電池BT正極 相連，同時與穩(wěn)壓芯片REG710_3. 3的電壓輸入端相連；穩(wěn)壓芯片的電壓輸出端VCC_3. 3與 單片機(jī)S08QD4的3腳VDD相連，單片機(jī)的4腳VSS接地；單片機(jī)的1腳PTA5作為復(fù)位口， 2腳PTA4作為下載口與下載接口 BKGD相連，用于單片機(jī)的程序下載及調(diào)試；單片機(jī)的5腳 PTA3與控制記憶合金3加熱的信號端SMA3相連，單片機(jī)的6腳PTA2與控制記憶合金2加 熱的信號端SMA2相連，單片機(jī)的7腳PTAl與控制記憶合金1加熱的信號端SMAl相連，單 片機(jī)的8腳PTAO與檢測是否脫鉤的信號端Capture相連。實(shí)施例1的彈跳動作實(shí)現(xiàn)過程如下
1、假定初始狀態(tài)時，第一掛鉤10和第二掛鉤11未鉤連，且三個記憶合金彈簧都處于室 溫自由狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)的檢測單元檢測到掛鉤未鉤連信號，發(fā)送指令使電源對第一記憶合 金彈簧21進(jìn)行加熱，一段時間后第一記憶合金彈簧21隨之收縮并帶動旋轉(zhuǎn)杠桿構(gòu)旋轉(zhuǎn)，同 時旋轉(zhuǎn)杠桿將拉動第二記憶合金彈簧22伸長。當(dāng)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)到一定位置時第一掛鉤10 與第二掛鉤11鉤連，復(fù)位完畢；
2、復(fù)位后，控制系統(tǒng)的檢測單元檢測到鉤連信號，并停止加熱第一記憶合金彈簧21，開 始加熱第二記憶合金彈簧22至其收縮至最短，收縮過程中第二記憶合金彈簧22拉動前臂 克服蓄能機(jī)構(gòu)的彈性勢能向后臂構(gòu)方向旋轉(zhuǎn)，并將能量以彈性勢能的形式儲存在蓄能機(jī)構(gòu) 中，同時第一記憶合金彈簧21也降被拉長。至此，蓄能機(jī)構(gòu)中蓄存了彈跳所需能量，蓄能完 畢；
3、蓄能后，系統(tǒng)停止加熱第二記憶合金彈簧22，開始加熱第三記憶合金彈簧23，第三記憶合金彈簧23隨之收縮，并克服觸發(fā)扭簧13的彈性勢能順時針旋轉(zhuǎn)，一部分能量也以彈 性勢能的形式儲存到觸發(fā)扭簧13中，觸發(fā)扭簧13旋轉(zhuǎn)到一定位置時，第一掛鉤10和第二 掛鉤11脫鉤。至此，觸發(fā)完畢；
4、觸發(fā)后，彈跳機(jī)器人開始在蓄能機(jī)構(gòu)所儲存的能量的驅(qū)動下實(shí)現(xiàn)跳躍動作。同時脫 鉤信號也被檢測單元檢測反饋給系統(tǒng)，系統(tǒng)停止加熱第三記憶合金彈簧23，第三記憶合金 彈簧23將被冷卻并在觸發(fā)扭簧13所儲存能量的驅(qū)動下快速恢復(fù)到初始位置。脫鉤信號傳 遞給系統(tǒng)，系統(tǒng)發(fā)出指令開始重新加熱第一記憶合金彈簧21并使其收縮，進(jìn)行復(fù)位動作；
如此循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明機(jī)器人復(fù)位一蓄能一觸發(fā)一彈跳的工作循環(huán)。實(shí)施例2的彈跳動作實(shí)現(xiàn)過程如下
工作時，首先加熱第一雙程記憶合金彈簧28，1秒后同時加熱加熱第四記憶合金彈簧 26，第四記憶合金彈簧26收縮拉動滑塊24上滑，當(dāng)?shù)谝浑p程記憶合金彈簧28收縮至最短 時，蓄能機(jī)構(gòu)蓄能達(dá)到最大值，控制系統(tǒng)停止加熱第四記憶合金彈簧26和第一雙程記憶合 金彈簧28，并開始加熱第三記憶合金彈簧23使之收縮，直至第二掛鉤11與第一雙程記憶合 金彈簧28脫鉤；脫鉤后，彈跳機(jī)器人開始在蓄能機(jī)構(gòu)所蓄能量的驅(qū)動下實(shí)現(xiàn)跳躍動作，同 時脫鉤信號傳遞至控制系統(tǒng)，系統(tǒng)停止加熱第三記憶合金彈簧23，開始加熱第五記憶合金 彈簧27使之收縮，并拉動滑塊24下滑至初始位置，信號反饋給控制系統(tǒng)，系統(tǒng)停止加熱第 五記憶合金彈簧27 ；—段時間后，第三記憶合金彈簧23和第一雙程記憶合金彈簧28均恢 復(fù)至初始狀態(tài)，第一雙程記憶合金彈簧28的掛鉤自動與觸發(fā)機(jī)構(gòu)的第二掛鉤11重新鉤??； 重復(fù)上述動作即可實(shí)現(xiàn)彈跳機(jī)器人的復(fù)位一蓄能一觸發(fā)一彈跳的工作循環(huán)。實(shí)施例3的彈跳動作實(shí)現(xiàn)過程如下
工作時，首先加熱第二雙程記憶合金彈簧29使之收縮至最短，前臂隨之順時針旋轉(zhuǎn)， 蓄能機(jī)構(gòu)蓄能也達(dá)到最大值，信號反饋給控制系統(tǒng)，系統(tǒng)停止加熱第二雙程記憶合金彈簧 29，開始加熱第三記憶合金彈簧23使之收縮，直至第二掛鉤11與第二雙程記憶合金彈簧29 脫鉤；脫鉤后，彈跳機(jī)器人開始在蓄能結(jié)構(gòu)所蓄能量的驅(qū)動下實(shí)現(xiàn)跳躍動作，同時脫鉤信號 傳遞至控制系統(tǒng)，系統(tǒng)停止加熱第三記憶合金彈簧23 ；—段時間后，第三記憶合金彈簧23 和第二雙程記憶合金彈簧29均恢復(fù)至初始狀態(tài)，第二雙程記憶合金彈簧29上的掛鉤自動 與觸發(fā)機(jī)構(gòu)中的第二掛鉤11重新鉤??；重復(fù)上述動作實(shí)現(xiàn)彈跳機(jī)器人的復(fù)位一蓄能一觸 發(fā)一彈跳的工作循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種形狀記憶合金彈簧驅(qū)動的彈跳機(jī)器人，包括前臂、蓄能機(jī)構(gòu)、能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、后 臂、觸發(fā)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、電池和調(diào)角柱，其特征在于所述前臂由第一連接塊、第一桿件和第 二桿件固接而成，第一桿件和第二桿件平行布置并固接在第一連接塊上；所述蓄能機(jī)構(gòu)設(shè) 置在前臂和后臂之間；所述后臂由第二連接塊、第三桿件、第四桿件和第三連接塊固接形 成，第三桿件與第四桿件之間成銳角，第二連接塊上固定有穩(wěn)定桿；所述觸發(fā)機(jī)構(gòu)由觸發(fā)扭 簧、第二掛鉤和第四連接塊焊接而成，第四連接塊固定在觸發(fā)扭簧頭部，第二掛鉤固定在觸 發(fā)扭簧伸出部分上，觸發(fā)機(jī)構(gòu)固定在后臂后部；所述控制系統(tǒng)由電源電路部分、單片機(jī)電路 部分和驅(qū)動電路部分組成；所述調(diào)角柱通過銷軸連接在后臂的末端；所述能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)設(shè) 置為旋轉(zhuǎn)杠桿式能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、滑塊式能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和雙彈簧式能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形狀記憶合金彈簧驅(qū)動的彈跳機(jī)器人，其特征在于所述 的旋轉(zhuǎn)杠桿式能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)由第一記憶合金彈簧、第二記憶合金彈簧、第三記憶合金彈簧、 旋轉(zhuǎn)杠桿、第一掛鉤和第一銷軸組成，第一掛鉤固定在旋轉(zhuǎn)杠桿上，旋轉(zhuǎn)杠桿兩端設(shè)有連接 孔并插入前臂中，通過第一銷軸與前臂固定連接，前臂的第一連接塊與旋轉(zhuǎn)杠桿左端連接 孔之間連接第一記憶合金彈簧，前臂的第一連接塊與旋轉(zhuǎn)杠桿右端連接孔之間連接第二記 憶合金彈簧，觸發(fā)機(jī)構(gòu)的第四連接塊與后臂的第二連接塊之間連接第三記憶合金彈簧。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形狀記憶合金彈簧驅(qū)動的彈跳機(jī)器人，其特征在于所 述的滑塊式能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)由滑塊、第三記憶合金彈簧、第四記憶合金彈簧、第五記憶合金彈 簧、第一雙程記憶合金彈簧和第五桿件組成，滑塊套裝在前臂中部，滑塊由第一圓筒、第二 圓筒和連接板組成，第一圓筒、第二圓筒分別插入前臂的第一桿件、第二桿件中，連接板位 于第一圓筒和第二圓筒之間并設(shè)有三個孔，前孔與前臂的第一連接塊之間連接第四記憶合 金彈簧，中間孔與觸發(fā)機(jī)構(gòu)的第二掛鉤之間連接第一雙程記憶合金彈簧，第五桿件插裝在 前臂下部，連接板的后孔與第五桿件之間連接第五記憶合金彈簧，觸發(fā)機(jī)構(gòu)的第四連接塊 與后臂的第二連接塊之間連接第三記憶合金彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形狀記憶合金彈簧驅(qū)動的彈跳機(jī)器人，其特征在于所述 的雙彈簧式能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)由第三記憶合金彈簧和第二雙程記憶合金彈簧組成，前臂的第一 連接塊與觸發(fā)機(jī)構(gòu)的第二掛鉤之間連接第二雙程記憶合金彈簧，觸發(fā)機(jī)構(gòu)的第四連接塊與 后臂的第二連接塊之間連接第三記憶合金彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形狀記憶合金彈簧驅(qū)動的彈跳機(jī)器人，其特征在于所述 的蓄能機(jī)構(gòu)由一對同軸平行對稱排列的扭簧組成，或由平行雙列扭簧組成，或由左右對稱 的簧片組成。
全文摘要
一種形狀記憶合金彈簧驅(qū)動的彈跳機(jī)器人，包括前臂、蓄能機(jī)構(gòu)、能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、后臂、觸發(fā)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、電池和調(diào)角柱；前臂由第一連接塊、第一桿件和第二桿件固接而成；蓄能機(jī)構(gòu)由一對同軸平行對稱排列的扭簧或平行雙列扭簧或左右對稱的簧片組成，其前、后伸出端分別插裝在前臂、后臂上；后臂由第二連接塊、第三桿件、第四桿件和第三連接塊固接形成；觸發(fā)機(jī)構(gòu)由觸發(fā)扭簧、第二掛鉤和第四連接塊焊接而成，并固定在后臂后部；控制系統(tǒng)由電源部分、單片機(jī)部分和驅(qū)動部分組成；調(diào)角柱通過銷軸連接在后臂末端。該機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定，一定程度上彌補(bǔ)了現(xiàn)有彈跳機(jī)器人功重比小、驅(qū)動時存在噪音和污染、驅(qū)動電壓比較高的缺陷。
文檔編號B62D57/04GK102114880SQ20111005284
公開日2011年7月6日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者劉天琦, 劉淳, 張青春, 李龍, 石祎元, 竇志龍, 袁忠秋, 郭江龍, 陳述平 申請人:東北大學(xué)