專利名稱：一種可實現(xiàn)跳躍動作的機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種機(jī)器人裝置，具體來說，涉及一種可實現(xiàn)跳躍動作的機(jī)器人。
背景技術(shù)：
近幾年來，研究人員設(shè)計了許多跳躍機(jī)器人。對于機(jī)器人的跳躍，需要先進(jìn)行儲能，然后瞬間釋放能量，從而使能量轉(zhuǎn)化為重力勢能。目前現(xiàn)有的跳躍機(jī)器人主要分為三大類基于彈簧的設(shè)計，基于氣動的設(shè)計以及基于燃燒推進(jìn)的設(shè)計。對于基于彈簧的設(shè)計而言，初始時彈簧處于未壓縮狀態(tài)，然后由驅(qū)動機(jī)構(gòu)壓縮彈簧，從而使能量從驅(qū)動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化成彈簧的彈性勢能。之后，跳躍機(jī)制使彈性勢能瞬間釋放，使彈簧對地面產(chǎn)生推力，從而使機(jī)器人起跳。對于基于氣動的設(shè)計而言，機(jī)器人往往包括一個儲氣罐和一個氣 缸。儲氣罐中的空氣突然釋放，使氣缸沖擊地面，從而使機(jī)器人起跳。對于基于燃燒推進(jìn)的設(shè)計而言，當(dāng)燃燒室點火時活塞沖擊地面從而使機(jī)器人起跳。基于彈簧的設(shè)計相比于另外兩種設(shè)計方法，更加容易實現(xiàn)，且更加節(jié)約成本。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可實現(xiàn)跳躍動作的機(jī)器人，該機(jī)器人可以完成跳躍動作，且結(jié)構(gòu)簡單。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種可實現(xiàn)跳躍動作的機(jī)器人，該機(jī)器人包括本體和兩個跳躍足，每個跳躍足的頂部設(shè)有一根連桿，跳躍足位于本體的下方，且跳躍足和本體之間通過彈跳裝置連接；所述的彈跳裝置包括導(dǎo)軌、底座、左斜桿、右斜桿、電機(jī)、齒輪組、滑輪、纜繩、彈力觸發(fā)保持器、偏心輪、偏心輪連桿和扭簧；其中，所述的底座和導(dǎo)軌上設(shè)有同軸線的通孔，且底座的頂面設(shè)有凹口，導(dǎo)軌固定連接在本體的內(nèi)部，導(dǎo)軌位于底座的上方，跳躍足位于底座的下方；跳躍足的連桿的下部穿過底座的通孔，并且與底座固定連接，連桿的上部穿過導(dǎo)軌的通孔；所述的電機(jī)、齒輪組和彈力觸發(fā)保持器固定連接在導(dǎo)軌上；電機(jī)通過轉(zhuǎn)軸與齒輪組連接，齒輪組通過轉(zhuǎn)軸分別與滑輪和偏心輪連接，滑輪和底座之間通過纜繩連接，偏心輪與偏心輪連桿的一端連接，彈力觸發(fā)保持器位于導(dǎo)軌的下方，且彈力觸發(fā)保持器的球形銷與底座的凹口相對應(yīng)；所述的左斜桿的上端和右斜桿的上端均與導(dǎo)軌可滑動連接，左斜桿的下端和右斜桿的下端均與底座可轉(zhuǎn)動連接；扭簧分別位于左斜桿的兩端和右斜桿的兩端。進(jìn)一步，所述的可實現(xiàn)跳躍動作的機(jī)器人，還包括側(cè)桿轉(zhuǎn)軸和側(cè)桿，側(cè)桿轉(zhuǎn)軸固定連接在導(dǎo)軌上，側(cè)桿與側(cè)桿轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動連接，側(cè)桿的一端與偏心輪連桿的一端連接，側(cè)桿的另一端位于本體的外側(cè)。進(jìn)一步，所述的側(cè)桿轉(zhuǎn)軸為兩根，每根側(cè)桿轉(zhuǎn)軸上分別連接一根側(cè)桿，且兩根側(cè)桿轉(zhuǎn)軸位于導(dǎo)軌的前側(cè)和后側(cè)，兩根側(cè)桿位于本體的前側(cè)和后側(cè)；所述的本體的前側(cè)和后側(cè)均為平面，本體的左側(cè)、右側(cè)和頂面均為弧面。進(jìn)一步，所述的可實現(xiàn)跳躍動作的機(jī)器人，還包括動力源和兩個電動螺旋漿，該兩個電動螺旋漿橫向固定連接在底座的下方，動力源固定連接在本體內(nèi)部，且動力源通過導(dǎo)線分別與兩個電動螺旋漿連接。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果I.可以實現(xiàn)跳躍動作，且結(jié)構(gòu)簡單。本實用新型提供的機(jī)器人包括本體和跳躍足，跳躍足和本體之間通過彈跳裝置連接。通過設(shè)置彈跳裝置來實現(xiàn)機(jī)器人的跳躍。彈跳裝置包括導(dǎo)軌、底座、左斜桿、右斜桿、電機(jī)、齒輪組、滑輪、纜繩、彈力觸發(fā)保持器、偏心輪、偏心輪連桿和扭簧。機(jī)器人的構(gòu)造簡單。整個跳躍過程包括了彈力加載階段、彈力保持階段和彈力釋放階段。彈力加載階段左斜桿和右斜桿向下移動，使得固定在左斜桿和右斜桿兩端的扭簧存儲彈力。彈力保持階段彈力觸發(fā)保持器的球形銷落入底座頂面的凹口時，電機(jī)暫停運行，進(jìn)入彈力保持階段。彈力釋放階段電機(jī)再次運行使得球形銷重新回位彈力觸發(fā)保持器中，然后電機(jī)停止運行，使得儲存在扭簧中的彈力釋放，機(jī)器人實現(xiàn)跳躍動作。2.適應(yīng)復(fù)雜路況，可實現(xiàn)機(jī)器人從摔倒?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為站立狀態(tài)，以實現(xiàn)姿態(tài)調(diào)整。本實用新型中的機(jī)器人還設(shè)置側(cè)桿轉(zhuǎn)軸和側(cè)桿。側(cè)桿與側(cè)桿轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動連接，并且側(cè)桿的一端與偏心輪連桿的一端連接，側(cè)桿的另一端位于本體的外側(cè)。這樣，在彈力加載階段的同時，電機(jī)通過齒輪組帶動偏心輪轉(zhuǎn)動，偏心輪通過偏心輪連桿對側(cè)桿的一端施加動力，側(cè)桿繞側(cè)桿轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，從而使位于本體外側(cè)的側(cè)桿支撐地面，從而使機(jī)器人站立起來。通過設(shè)置側(cè)桿轉(zhuǎn)軸和側(cè)桿，可以實現(xiàn)機(jī)器人在復(fù)雜地面的跳躍。當(dāng)機(jī)器人跳躍后摔倒，啟動側(cè)桿，可以讓機(jī)器人從摔倒姿勢轉(zhuǎn)為站立姿勢，以實現(xiàn)下一次的跳躍。3.無論以何種姿勢摔倒，機(jī)器人都能夠?qū)崿F(xiàn)站立。本實用新型的側(cè)桿轉(zhuǎn)軸為兩根，兩根側(cè)桿轉(zhuǎn)軸位于導(dǎo)軌的前側(cè)和后側(cè)，兩根側(cè)桿位于本體的前側(cè)和后側(cè)；本體的前側(cè)和后側(cè)均為平面，本體的左側(cè)、右側(cè)和頂面均為弧面。在機(jī)器人跳躍后，如果本體的左側(cè)、右側(cè)和頂面先著地，那么因為機(jī)器人的本體的左側(cè)、右側(cè)和頂面均為弧面，所以最終著地的會是機(jī)器人的本體的前側(cè)和后側(cè)。利用位于本體前側(cè)的側(cè)桿，或者利用位于本體后側(cè)的側(cè)桿，均可以實現(xiàn)站立。這樣就確保了無論機(jī)器人以何種姿勢摔倒，它都能夠?qū)崿F(xiàn)站立。4.在機(jī)器人跳躍摔倒時，可調(diào)整機(jī)器人下一次的起跳方向。本實用新型的機(jī)器人，還包括動力源和兩個電動螺旋漿。當(dāng)機(jī)器人跳躍摔倒，平躺在地面時，兩個電動螺旋漿能夠分別產(chǎn)生推力。當(dāng)一個電動螺旋漿轉(zhuǎn)動而另一個電動螺旋漿不動時，機(jī)器人將向一個方向轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)機(jī)器人方向的改變。當(dāng)機(jī)器人方向改變后，利用側(cè)桿轉(zhuǎn)軸和側(cè)桿，實現(xiàn)機(jī)器人站立，最后完成跳躍動作。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型的彈跳裝置的左前側(cè)視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型的彈跳裝置的右前側(cè)視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實用新型的機(jī)器人摔倒?fàn)顟B(tài)的示意圖。圖5是本實用新型的機(jī)器人站立過程中的示意圖。圖6是本實用新型的機(jī)器人站立狀態(tài)的示意圖。[0024]圖中有1.本體，2.跳躍足，201.連桿，3.彈跳裝置，301.導(dǎo)軌，302.底座，303.左斜桿，304.右斜桿，305.電機(jī)，306.齒輪組，307.滑輪，308.纜繩，309.彈力觸發(fā)保持器，310.偏心輪，311.偏心輪連桿，4.側(cè)桿轉(zhuǎn)軸，5.側(cè)桿，6.電動螺旋漿。
具體實施方式
[0025]
以下結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。如圖I至圖3所示，本實用新型的一種可實現(xiàn)跳躍動作的機(jī)器人，包括本體I和兩個跳躍足2。跳躍足2位于本體I的下方。每個跳躍足2的頂部設(shè)有一根連桿201，且跳躍足2和本體I之間通過彈跳裝置3連接。機(jī)器人依靠彈跳裝置3對跳躍足2提供彈跳動力來實現(xiàn)跳躍動作。彈跳裝置3包括導(dǎo)軌301、底座302、左斜桿303、右斜桿304、電機(jī)305、齒輪組306、滑輪307、纜繩308、彈力觸發(fā)保持器309、偏心輪310、偏心輪連桿311和扭簧。底座302和導(dǎo)軌301上設(shè)有同軸線的通孔。底座302的頂面設(shè)有凹口。導(dǎo)軌301固定連接在本體I的內(nèi)部，導(dǎo)軌301位于底座302的上方，跳躍足2位于底座302的下方。底座302和本體I之間沒有固定連接關(guān)系。跳躍足2的連桿201的下部穿過底座302的通孔，并且與底座302固定連接，連桿201的上部穿過導(dǎo)軌301的通孔。連桿201與導(dǎo)軌301之間沒有固定連接關(guān)系。這樣，連桿201對導(dǎo)軌301的上下運動起限位作用。電機(jī)305、齒輪組306和彈力觸發(fā)保持器309固定連接在導(dǎo)軌301上。電機(jī)305通過轉(zhuǎn)軸與齒輪組306連接。齒輪組306通過轉(zhuǎn)軸分別與滑輪307和偏心輪310連接。滑輪307和底座302之間通過纜繩308連接，偏心輪310與偏心輪連桿311的一端連接。彈力觸發(fā)保持器309位于導(dǎo)軌301的下方，且彈力觸發(fā)保持器309的球形銷與底座302的凹口相對應(yīng)。左斜桿303的上端和右斜桿304的上端均與導(dǎo)軌301可滑動連接，左斜桿303的下端和右斜桿304的下端均與底座302可轉(zhuǎn)動連接。扭簧分別位于左斜桿303的兩端和右斜桿304的兩端。該結(jié)構(gòu)的機(jī)器人實現(xiàn)跳躍的過程包括彈力加載階段、彈力保持階段和彈力釋放階段。彈力加載階段的過程是電機(jī)305通過齒輪組306帶動滑輪307轉(zhuǎn)動，滑輪307收緊纜繩308，導(dǎo)軌301相對于底座302向下移動。因為導(dǎo)軌301和本體I固定連接，所以本體I相對于底座302向下移動。左斜桿303的下端和右斜桿304的下端分別繞底座302轉(zhuǎn)動，左斜桿303的上端和右斜桿304的上端分別沿著導(dǎo)軌301向兩側(cè)滑動。由于左斜桿303的兩端和右斜桿304的兩端分別裝有扭簧，因此左斜桿303和右斜桿304在轉(zhuǎn)動的過程中，扭簧存儲彈力。在扭簧存儲彈力的同時，彈力觸發(fā)保持器309會隨著導(dǎo)軌302相對于底座302向下移動。當(dāng)彈力觸發(fā)保持器309中的球形銷落入底座302頂面的凹口時，電機(jī)305暫停運行。此時，整個機(jī)器人進(jìn)入彈力保持階段，即起跳預(yù)備階段。在彈力保持階段，機(jī)器人起跳所需的能量已經(jīng)存儲在扭簧中，要使機(jī)器人起跳的話，只需將卡在凹口中的球形銷移開，扭簧存儲的能量即可釋放。彈力釋放階段的過程是進(jìn)入彈力保持階段后，電機(jī)305再次運行，繼續(xù)通過齒輪組306帶動滑輪307轉(zhuǎn)動，收緊纜繩308，從而使彈力觸發(fā)保持器309相對于底座302繼續(xù)向下移動?？ㄔ诎伎谥械那蛐武N隨著使彈力觸發(fā)保持器309的移動，退回彈力觸發(fā)保持器309中。此時，電機(jī)305停止運行。儲存在扭簧中的彈力釋放，導(dǎo)軌301相對于底座302向上移動。因為導(dǎo)軌301和本體I固定連接，所以本體I相對于底座302向上移動，即機(jī)器人實現(xiàn)跳躍動作進(jìn)一步，為了保證該結(jié)構(gòu)的機(jī)器人可以實現(xiàn)連續(xù)跳躍，在跌倒時仍然能夠站立，該結(jié)構(gòu)的機(jī)器人還包括側(cè)桿轉(zhuǎn)軸4和側(cè)桿5，側(cè)桿轉(zhuǎn)軸4固定連接在導(dǎo)軌301上，側(cè)桿5與側(cè)桿轉(zhuǎn)軸4可轉(zhuǎn)動連接，側(cè)桿5的一端與偏心輪連桿311的一端連接，側(cè)桿5的另一端位于本體I的外側(cè)。通過設(shè)置側(cè)桿轉(zhuǎn)軸4和側(cè)桿5，可以實現(xiàn)機(jī)器人姿態(tài)調(diào)整，即從摔倒?fàn)顟B(tài)調(diào)整為站立狀態(tài)。如圖4至圖6所示，機(jī)器人姿態(tài)調(diào)整的過程是在彈力加載階段的同時，電機(jī)305通過齒輪組306帶動偏心輪310轉(zhuǎn)動，偏心輪310帶動偏心輪連桿311向上移動，偏心輪連桿311對側(cè)桿5的一端施加動力，側(cè)桿5繞側(cè)桿轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動，從而使位于本體I外側(cè)的側(cè)桿5 一端的能夠向兩側(cè)展開。側(cè)桿5支撐地面，從而使機(jī)器人站立起來，最終保持跳躍足2位于下方的狀態(tài)。進(jìn)一步，為確保無論以何種姿勢摔倒，機(jī)器人都能夠?qū)崿F(xiàn)站立，所述的側(cè)桿轉(zhuǎn)軸4為兩根，每根側(cè)桿轉(zhuǎn)軸4上分別連接一根側(cè)桿5，且兩根側(cè)桿轉(zhuǎn)軸4位于導(dǎo)軌301的前側(cè)和后側(cè)，兩根側(cè)桿5位于本體I的前側(cè)和后側(cè)；所述的本體I的前側(cè)和后側(cè)均為平面，本體I的左側(cè)、右側(cè)和頂面均為弧面。在機(jī)器人跳躍后，如果本體的左側(cè)、右側(cè)和頂面先著地，那么因為機(jī)器人的本體的左側(cè)、右側(cè)和頂面均為弧面，所以最終著地的會是機(jī)器人的本體的前側(cè)和后側(cè)。利用位于本體I前側(cè)的側(cè)桿5，或者利用位于本體I后側(cè)的側(cè)桿5，均可以實現(xiàn)站立。這樣就確保了無論機(jī)器人以何種姿勢摔倒，它都能夠?qū)崿F(xiàn)站立。進(jìn)一步，所述的可實現(xiàn)跳躍動作的機(jī)器人，還包括動力源和兩個電動螺旋漿6，該兩個電動螺旋漿6橫向固定連接在底座302的下方，動力源固定連接在本體I內(nèi)部，且動力源通過導(dǎo)線分別與兩個電動螺旋漿6連接。通過啟動動力源，可以讓電動螺旋漿6工作。設(shè)置動力源和兩個電動螺旋漿6，是為了改變機(jī)器人的跳躍方向。當(dāng)機(jī)器人平躺在地面時，兩個電動螺旋漿6能夠分別產(chǎn)生推力。當(dāng)一個電動螺旋漿轉(zhuǎn)動而另一個電動螺旋漿不動時，機(jī)器人將向一個方向轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)機(jī)器人方向的改變。當(dāng)機(jī)器人方向改變后，利用側(cè)桿轉(zhuǎn)軸4和側(cè)桿5，可以實現(xiàn)機(jī)器人站立，最后完成跳躍動作。此外，當(dāng)兩個電動螺旋漿6同時轉(zhuǎn)動時，還能夠使機(jī)器人向前運動。
權(quán)利要求1.一種可實現(xiàn)跳躍動作的機(jī)器人，其特征在于該機(jī)器人包括本體(I)和兩個跳躍足(2)，每個跳躍足(2)的頂部設(shè)有一根連桿(201)，跳躍足(2)位于本體(I)的下方，且跳躍足(2)和本體(I)之間通過彈跳裝置(3)連接； 所述的彈跳裝置(3)包括導(dǎo)軌(301)、底座(302)、左斜桿(303)、右斜桿(304)、電機(jī)(305)、齒輪組(306)、滑輪(307)、纜繩(308)、彈力觸發(fā)保持器(309)、偏心輪(310)、偏心輪連桿(311)和扭簧；其中， 所述的底座(302)和導(dǎo)軌(301)上設(shè)有同軸線的通孔，且底座(302)的頂面設(shè)有凹口，導(dǎo)軌(301)固定連接在本體(I)的內(nèi)部，導(dǎo)軌(301)位于底座(302)的上方，跳躍足(2)位于底座(302)的下方；跳躍足(2)的連桿(201)的下部穿過底座(302)的通孔，并且與底座(302)固定連接，連桿(201)的上部穿過導(dǎo)軌(301)的通孔； 所述的電機(jī)(305)、齒輪組(306)和彈力觸發(fā)保持器(309)固定連接在導(dǎo)軌(301)上；電機(jī)(305 )通過轉(zhuǎn)軸與齒輪組(306 )連接，齒輪組(306 )通過轉(zhuǎn)軸分別與滑輪(307 )和偏心輪(310)連接，滑輪(307)和底座(302)之間通過纜繩(308)連接，偏心輪(310)與偏心輪連桿(311)的一端連接，彈力觸發(fā)保持器(309)位于導(dǎo)軌(301)的下方，且彈力觸發(fā)保持器(309)的球形銷與底座(302)的凹口相對應(yīng)； 所述的左斜桿(303)的上端和右斜桿(304)的上端均與導(dǎo)軌(301)可滑動連接，左斜桿(303)的下端和右斜桿(304)的下端均與底座(302)可轉(zhuǎn)動連接；扭簧分別位于左斜桿(303)的兩端和右斜桿(304)的兩端。
2.按照權(quán)利要求I所述的可實現(xiàn)跳躍動作的機(jī)器人，其特征在于還包括側(cè)桿轉(zhuǎn)軸(4 )和側(cè)桿(5 )，側(cè)桿轉(zhuǎn)軸(4 )固定連接在導(dǎo)軌(301)上，側(cè)桿(5 )與側(cè)桿轉(zhuǎn)軸(4 )可轉(zhuǎn)動連接，側(cè)桿(5)的一端與偏心輪連桿(311)的一端連接,側(cè)桿(5)的另一端位于本體(I)的外側(cè)。
3.按照權(quán)利要求2所述的可實現(xiàn)跳躍動作的機(jī)器人，其特征在于所述的側(cè)桿轉(zhuǎn)軸(4)為兩根，每根側(cè)桿轉(zhuǎn)軸(4)上分別連接一根側(cè)桿(5)，且兩根側(cè)桿轉(zhuǎn)軸(4)位于導(dǎo)軌(301)的前側(cè)和后側(cè)，兩根側(cè)桿(5)位于本體(I)的前側(cè)和后側(cè)；所述的本體(I)的前側(cè)和后側(cè)均為平面，本體(I)的左側(cè)、右側(cè)和頂面均為弧面。
4.按照權(quán)利要求1、2或3所述的可實現(xiàn)跳躍動作的機(jī)器人，其特征在于還包括動力源和兩個電動螺旋漿(6)，該兩個電動螺旋漿(6)橫向固定連接在底座(302)的下方，動力源固定連接在本體(I)內(nèi)部，且動力源通過導(dǎo)線分別與兩個電動螺旋漿(6)連接。
專利摘要本實用新型公開一種可實現(xiàn)跳躍動作的機(jī)器人，包括本體和兩個跳躍足，跳躍足和本體之間通過彈跳裝置連接；彈跳裝置包括導(dǎo)軌、底座、左斜桿、右斜桿、電機(jī)、齒輪組、滑輪、纜繩、彈力觸發(fā)保持器、偏心輪、偏心輪連桿和扭簧；導(dǎo)軌固定連接在本體的內(nèi)部，導(dǎo)軌位于底座的上方，跳躍足位于底座的下方；電機(jī)與齒輪組連接，齒輪組分別與滑輪和偏心輪連接，滑輪和底座通過纜繩連接，偏心輪與偏心輪連桿的一端連接，彈力觸發(fā)保持器位于導(dǎo)軌的下方；左斜桿和右斜桿的上端均與導(dǎo)軌可滑動連接，左斜桿和右斜桿的下端均與底座可轉(zhuǎn)動連接；扭簧分別位于左斜桿和右斜桿的兩端。該結(jié)構(gòu)的機(jī)器人可實現(xiàn)跳躍動作。
文檔編號B62D57/04GK202358216SQ201120509138
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者包宇慶, 高丙團(tuán) 申請人:東南大學(xué)