本發(fā)明涉及仿生機器人技術(shù)領(lǐng)域，屬于機器人技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種具有腿部聯(lián)動與緩沖特性的仿蝗蟲彈跳機器人。

背景技術(shù)：

仿生學(xué)是研究自然界的生物系統(tǒng)，從現(xiàn)代技術(shù)材料和機械工程應(yīng)用中提取設(shè)計。昆蟲在自然界中擁有最大的種群和各種各樣的生物性質(zhì)。它們通過惡劣復(fù)雜環(huán)境(如沙漠、水表面、巖石和粗糙地形，甚至垂直或混亂表面)的能力眾所周知，其無與倫比的能力不斷吸引工程師和科學(xué)家的興趣，為許多在空氣、水、和地面上等不同地表類型的仿生機器人的設(shè)計提供了靈感。

通常情況下有四種地面運動形式的機器人：輪式機器人、多足機器人、步行機器人和跳躍機器人。前兩種類型已經(jīng)得到很好的發(fā)展。然而，小型機器人往往比大型機器人更容易遇到障礙，在崎嶇地形上移動也面臨著困難。例如，小型輪式機器人在平坦表面運行速度快，但在粗糙地面上只能克服大于車輪直徑兩倍的障礙物。步行機器人在粗糙的表面可以調(diào)整他們的腳步，但通常他們在裂隙或大障礙面前面臨著大步移動的困難。因此，跳躍為小型機器人在粗糙的地形運動，提供了合理的解決方案。許多昆蟲擁有非常強大的后腿跳躍肌肉，尤其蝗蟲不斷吸引著研究人員的興趣，使生物研究以及仿昆蟲跳躍機器人產(chǎn)生很大進展。

蝗蟲跳躍能力極強，可以跳過是自身體長10倍的障礙，是間歇跳躍動物的代表，腿部結(jié)構(gòu)簡單，身體長度大小適中，容易觀察質(zhì)心、身體姿態(tài)的變化，適合作為跳躍仿生的代表。

在專利號cn101058036a的專利中，公開了一種仿蝗蟲跳躍機器人，該跳躍機器人使用繩索作為傳動零件，后腿有連桿機構(gòu)組成，通過繩索拉動連桿機構(gòu)同時實現(xiàn)彈簧壓縮蓄能，用微型舵機帶動鉤子鎖定連桿機構(gòu)。電機反轉(zhuǎn)松開繩索傳動機構(gòu)，再通過舵機松開鉤子實現(xiàn)能量釋放。該機器人需要電機和微型舵機的協(xié)同控制下才能實現(xiàn)跳躍運動，增加了控制的難度和精度，使用繩索拉動桿機構(gòu)儲能后能量不能很好的釋放，還需電機反轉(zhuǎn)運動松開繩索，運動過程緩慢，導(dǎo)致跳躍爆發(fā)力不足，大大增加控制部分的難度。前腿支撐結(jié)構(gòu)過于簡單不能實現(xiàn)和后腿的聯(lián)動以及減震作用。

在專利號cn102092431a的專利中，公開了一種仿蝗蟲彈射機理的跳躍機器人，該機器人包括機體、與機體前端連接的前腿和與機體后端連接的后腿機構(gòu)，通過壓縮塊使壓縮裝置能夠完成自動觸發(fā)的功能，并在壓縮塊與后板之間設(shè)有彈簧，實現(xiàn)快速釋放的功能，但該機器人的跳躍性能有待于進一步提高，并且結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，和真正的蝗蟲腿部結(jié)構(gòu)差距很大仿生性能不強，腿部緩沖和腿部聯(lián)動作用需要進一步提升。

在專利號cn103963864a的專利中，公開了一種仿生昆蟲跳躍機器人，該機器人將氣缸固定在后腳掌上，與氣缸連接的活塞桿固定在后腿支撐桿上，增加了跳躍驅(qū)動力，顯著提高了能量效率，機體內(nèi)平衡滑塊的位置可以動態(tài)調(diào)節(jié)機器人的質(zhì)心位置。該機器人采用氣缸活塞導(dǎo)致機器人的質(zhì)量相對較大，采用平衡滑塊調(diào)節(jié)質(zhì)心安裝精度低而且不易控制，落地緩沖性能有待進一步提升，并且沒有腿部聯(lián)動與緩沖功能。

綜上所述，針對不同專利的一些技術(shù)問題，需要設(shè)計結(jié)構(gòu)相對簡單的新型跳躍機器人，機構(gòu)的設(shè)計要突出爆發(fā)力強的特點；腿部機構(gòu)的設(shè)計要具有蝗蟲的腿部運動特性，并且可以實現(xiàn)前后腿之間的聯(lián)動，進一步突出仿生性強、前腿緩沖保護、后腿機構(gòu)簡單有效的特點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種具有腿部聯(lián)動與緩沖特性的仿蝗蟲彈跳機器人，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中機器人腿部仿生性能不強、機構(gòu)過于復(fù)雜、腿部沒有聯(lián)動特性的技術(shù)問題。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種具有腿部聯(lián)動與緩沖特性的仿蝗蟲彈跳機器人，包括機架機構(gòu)，機架機構(gòu)上設(shè)置有齒輪傳動機構(gòu)及與齒輪傳動機構(gòu)連接的后腿彈跳連桿機構(gòu)、前中腿緩沖連桿機構(gòu)、分段不完全齒輪傳力機構(gòu)和凸輪傳力機構(gòu)；

其中，

所述齒輪傳動機構(gòu)包括位于同一平面且平行設(shè)置的第一減速軸、后腿第二減速軸、前腿第二減速軸和前腿第三減速軸，前腿第三減速軸同軸設(shè)置有前腿第三減速大齒輪，前腿第二減速軸并排同軸設(shè)置有前腿第二減速大齒輪和前腿第三高速小齒輪，后腿第二減速軸同軸設(shè)置有后腿第二減速大齒輪，第一減速軸并排同軸設(shè)置有第一減速大齒輪和第二高速小齒輪，所述前腿第三減速大齒輪和前腿第三高速小齒輪嚙合、第二高速小齒輪分別與前腿第二減速大齒輪和后腿第二減速大齒輪嚙合構(gòu)成齒輪傳動組，所述第一減速大齒輪還嚙合有第一高速小齒輪，第一高速小齒輪連接有驅(qū)動電機；

所述凸輪傳力機構(gòu)包括凸輪、凸輪輪廓推桿及推桿連軸，所述凸輪設(shè)置在后腿第二減速軸上，所述凸輪輪廓推桿安裝在推桿連軸上，推桿連軸可轉(zhuǎn)動的安裝在機架機構(gòu)上，所述凸輪輪廓推桿與凸輪曲線輪廓相切接觸；

所述分段不完全齒輪傳力機構(gòu)包括嚙合的分段不完全齒輪和第四減速大齒輪，分段不完全齒輪同軸安裝在前腿第三減速軸上，第四減速大齒輪同軸設(shè)置有前腿第四減速軸，前腿第四減速軸可轉(zhuǎn)動的安裝在機架機構(gòu)上；

所述前腿第四減速軸與前中腿緩沖連桿機構(gòu)連接，所述推桿連軸與后腿彈跳連桿機構(gòu)連接。

優(yōu)選的，所述前中腿緩沖連桿機構(gòu)包括第一前中腿模塊和第二前中腿模塊，第一前中腿模塊和第二前中腿模塊對稱設(shè)置在機架機構(gòu)前端兩側(cè)且結(jié)構(gòu)相同；

所述第一前中腿模塊或第二前中腿模塊包括第一前腿部分和第一中腿部分，第一前腿部分和第一中腿部分相互平行設(shè)置且結(jié)構(gòu)相同；

所述第一前腿部分和第一中腿部分均包括兩個對稱設(shè)置的前中腿部組件，第一前腿部分的兩個前中腿部組件通過二者之間的前腿連接桿連接并同步轉(zhuǎn)動，第一中腿部分的兩個前中腿部組件分別連接在所述前腿第四減速軸兩端，所述前腿連接桿可轉(zhuǎn)動的設(shè)置在機架機構(gòu)上；

所述前中腿部組件包括第一中腿可滑動連桿，第一中腿可滑動連桿兩端粗細不一形成粗端和細端，細端上套設(shè)第一中腿緩沖彈簧后插接有可滑動的第一中腿緩沖滑塊，第一中腿緩沖滑塊端面垂直連接有第一中腿滑塊連接桿，所述第一中腿可滑動連桿粗端還通過第三銷釘可轉(zhuǎn)動的連接有第一擺動中腿連桿，所述第一中腿滑塊連接桿可轉(zhuǎn)動的連接在機架機構(gòu)上，所述第一擺動中腿連桿與所述前腿連接桿或前腿第四減速軸可轉(zhuǎn)動的連接；

所述第一前腿部分和第一中腿部分同側(cè)的前中腿部組件之間還設(shè)置有第一前中腿連接桿，第一前中腿連接桿兩端均通過連接件可轉(zhuǎn)動的連接在第一前腿部分和第一中腿部分的第一中腿可滑動連桿粗端。

優(yōu)選的，所述后腿彈跳連桿機構(gòu)包括脛骨腿連接桿及轉(zhuǎn)動連接在脛骨腿連接桿兩端的第一脛骨腿和第二脛骨腿，所述脛骨腿連接桿與第一脛骨腿和第二脛骨腿的連接處還分別轉(zhuǎn)動連接有第一股骨上腿和第二股骨上腿，第一股骨上腿和第二股骨上腿的端部之間鉸接有股骨上腿連接桿，股骨上腿連接桿可轉(zhuǎn)動的設(shè)置在機架機構(gòu)上；所述第一脛骨腿和第二脛骨腿還分別可轉(zhuǎn)動的連接有第一股骨下腿和第二股骨下腿，第一股骨下腿和第二股骨下腿端部之間與所述推桿連軸固定連接，所述脛骨腿連接桿與推桿連軸之間還設(shè)置有第一后腿蓄力彈簧和第二后腿蓄力彈簧。

優(yōu)選的，設(shè)第一股骨下腿、第一股骨上腿與機架機構(gòu)連接點的水平間距為a；

設(shè)第二股骨上腿、第二股骨下腿與機架機構(gòu)連接點的水平間距為b；

設(shè)第一股骨下腿、第一股骨上腿與第一脛骨腿連接點的間距為c；

設(shè)第二股骨下腿、第二股骨上腿與第二脛骨腿連接點的間距為d；

則，

所述水平間距a、第一股骨下腿、間距c及第一股骨上腿的長度比為10:30:6:26；

所述水平間距b、第二股骨下腿、間距d及第二股骨上腿的長度比為10:30:6:26。

優(yōu)選的，第一高速小齒輪與第一減速大齒輪的齒數(shù)比為9:36，傳動比為4:1；

第二高速小齒輪與后腿第二減速大齒輪的齒數(shù)比為9:36，傳動比為4:1；

第二高速小齒輪與前腿第二減速大齒輪的齒數(shù)比為9:36，傳動比為4:1；

前腿第三高速小齒輪與前腿第三減速大齒輪的齒數(shù)比為9:36，傳動比為4:1；

分段不完全齒輪與前腿第四減速大齒輪的傳動比為1.8:1。

優(yōu)選的，所述機架結(jié)構(gòu)包括相對平行設(shè)置的第一身體連接板和第二身體連接板，第一身體連接板和第二身體連接板之間設(shè)置有用于固定驅(qū)動電機的第一電機固定軸和第二電機固定軸。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動電機外部套設(shè)有電機殼體，所述第一電機固定軸和第二電機固定軸插入電機殼體將驅(qū)動電機固定。

優(yōu)選的，所述凸輪輪廓推桿通過限位定位銷固連在推桿連軸上。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明通過分段不完全齒輪機構(gòu)與凸輪機構(gòu)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)后腿與前中腿之間聯(lián)動，即通過齒輪傳動機構(gòu)同時帶動前中腿與后腿實現(xiàn)聯(lián)動，而且根據(jù)運動需要前腿使用分段不完全齒輪傳力機構(gòu)控制，后腿使用凸輪傳力機構(gòu)控制；設(shè)計腿部具有聯(lián)動作用的機器人，使機器人腿部機構(gòu)的運動更接近蝗蟲的真實運動形態(tài)，機器人跳躍更加平穩(wěn)。

2、本發(fā)明根據(jù)凸輪輪廓控制后腿彈跳連桿機構(gòu)，進而控制后腿蓄力彈簧的能量儲存與釋放，使用凸輪控制后腿蓄力彈簧的儲能與能量釋放，不但能充分利用凸輪的輪廓特征，而且還能利用凸輪的質(zhì)心和轉(zhuǎn)動中心不同心的特點，在壓凸輪輪廓推桿的時候凸輪的重力能提供一部分的壓力，從而減小驅(qū)動電機所需的最大驅(qū)動扭矩峰值，大大提高了電機能量利用率，減少電機的能量消耗。

3、本發(fā)明前中腿緩沖連桿機構(gòu)的設(shè)計采用搖塊機構(gòu)的運動原理，在滑動連桿上裝上彈簧，在機器人儲能完成準備起跳時，釋放彈簧儲存能量，為機器人提供跳躍能量，跳躍動作完成之后落地時能利用彈簧吸收落地沖擊能量，為下次跳躍儲備能量，設(shè)計思路簡單明確，機構(gòu)易于實現(xiàn)。

4、本發(fā)明提出一種具有腿部聯(lián)動與緩沖特性的仿蝗蟲彈跳機器人，該機器人后腿的四桿機構(gòu)是根據(jù)雙搖桿機構(gòu)原理設(shè)計的，兩個極限位置分別對應(yīng)機器人質(zhì)心降到最低點、質(zhì)心升到最高點，提高了機器人跳躍的高度。

5、本發(fā)明提出一種具有腿部聯(lián)動與緩沖特性的仿蝗蟲彈跳機器人，該機器人后腿機構(gòu)采用運動軌跡豐富的四桿機構(gòu)，近似模仿蝗蟲的后腿結(jié)構(gòu)，打破仿蝗蟲設(shè)計的后腿設(shè)計機構(gòu)單一無腿部關(guān)節(jié)特性，使設(shè)計的腿部結(jié)構(gòu)更接近真實的蝗蟲，從而使得機器人運動更加靈活和穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中機器人機架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中機器人整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中機器人整體結(jié)構(gòu)俯視示意圖；

圖4為本發(fā)明中機器人起跳狀態(tài)示意圖；

圖5為本發(fā)明中機器人起跳狀態(tài)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明中機器人下蹲蓄力完成示意圖；

圖7為本發(fā)明中機器人下蹲蓄力完成內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明中機器人齒輪傳動機構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明中機器人后腿彈跳連桿機構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明中機器人前中腿緩沖連桿機構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明中機器人凸輪傳力機構(gòu)示意圖；

圖12為本發(fā)明中機器人分段不完全齒輪傳力機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中的標號分別是：1.第一身體連接板；2.第二身體連接板；3.前腿第三減速大齒輪；4.前腿第二減速大齒輪；5.前腿第三高速小齒輪；6.第一減速大齒輪；7.第二高速小齒輪；8.后腿第二減速大齒輪；9.推桿連軸；10.股骨上腿連接桿；11.第二后腿蓄力彈簧；12.脛骨腿連接桿；13.第一脛骨腿；14.第一股骨下腿；15.第一股骨上腿；16.凸輪；17.第一中腿緩沖滑塊；18.第一擺動中腿連桿；19.第一中腿緩沖彈簧；20.第一中腿可滑動連桿；21.第一前中腿連接桿；22.前腿第四減速大齒輪；23.分段不完全齒輪；24.前腿連接桿；25.前腿第三減速軸；26.前腿第二減速軸；27.后腿第二減速軸；28.凸輪輪廓推桿；29.第一后腿蓄力彈簧；30.第一銷釘；31.第二銷釘；32.第三銷釘；33.第一高速小齒輪；34.驅(qū)動電機；35.前腿第四減速軸；36.限位定位銷；37.第一減速軸；38.第一電機固定軸；39.第二電機固定軸；40.電機殼體；41.第二脛骨腿；42.第二股骨上腿；43.第一中腿滑塊連接桿；44.第一前腿緩沖彈簧；45.第二股骨下腿；46.第二中腿緩沖彈簧47.第二前腿緩沖彈簧48.第四銷釘。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。

如圖1-12所示的一種具有腿部聯(lián)動與緩沖特性的仿蝗蟲彈跳機器人，包括機架機構(gòu)，機架機構(gòu)上設(shè)置有齒輪傳動機構(gòu)及與齒輪傳動機構(gòu)連接的后腿彈跳連桿機構(gòu)、前中腿緩沖連桿機構(gòu)、分段不完全齒輪傳力機構(gòu)和凸輪傳力機構(gòu)；

其中，

所述齒輪傳動機構(gòu)包括位于同一平面且平行設(shè)置的第一減速軸37、后腿第二減速軸27、前腿第二減速軸26和前腿第三減速軸25，前腿第三減速軸25同軸設(shè)置有前腿第三減速大齒輪3，前腿第二減速軸26并排同軸設(shè)置有前腿第二減速大齒輪4和前腿第三高速小齒輪5，后腿第二減速軸27同軸設(shè)置有后腿第二減速大齒輪8，第一減速軸37并排同軸設(shè)置有第一減速大齒輪6和第二高速小齒輪7，所述前腿第三減速大齒輪3和前腿第三高速小齒輪5嚙合、第二高速小齒輪7分別與前腿第二減速大齒輪4和后腿第二減速大齒輪8嚙合構(gòu)成齒輪傳動組，所述第一減速大齒輪6還嚙合有第一高速小齒輪33，第一高速小齒輪33連接有驅(qū)動電機34；

所述凸輪傳力機構(gòu)包括凸輪16、凸輪輪廓推桿28及推桿連軸9，所述凸輪16設(shè)置在后腿第二減速軸27上，所述凸輪輪廓推桿28安裝在推桿連軸9上，推桿連軸9可轉(zhuǎn)動的安裝在機架機構(gòu)上，所述凸輪輪廓推桿28與凸輪16曲線輪廓相切接觸；

所述分段不完全齒輪傳力機構(gòu)包括嚙合的分段不完全齒輪23和前腿第四減速大齒輪22，分段不完全齒輪23同軸安裝在前腿第三減速軸25上，前腿第四減速大齒輪22同軸安裝有前腿第四減速軸35，前腿第四減速軸35可轉(zhuǎn)動的設(shè)置在機架機構(gòu)上；

所述前腿第四減速軸35與前中腿緩沖連桿機構(gòu)連接，所述推桿連軸9與后腿彈跳連桿機構(gòu)連接。

所述前中腿緩沖連桿機構(gòu)包括第一前中腿模塊和第二前中腿模塊，第一前中腿模塊和第二前中腿模塊對稱設(shè)置在機架機構(gòu)前端兩側(cè)且結(jié)構(gòu)相同；

所述第一前中腿模塊或第二前中腿模塊包括第一前腿部分和第一中腿部分，第一前腿部分和第一中腿部分相互平行設(shè)置且結(jié)構(gòu)相同；

所述第一前腿部分和第一中腿部分均包括兩個對稱設(shè)置的前中腿部組件，第一前腿部分的兩個前中腿部組件通過二者之間的前腿連接桿24連接并同步轉(zhuǎn)動，第一中腿部分的兩個前中腿部組件分別連接在所述前腿第四減速軸35兩端，所述前腿連接桿24可轉(zhuǎn)動的設(shè)置在機架機構(gòu)上；

所述前中腿部組件包括第一中腿可滑動連桿20，第一中腿可滑動連桿20兩端粗細不一形成粗端和細端，細端上套設(shè)第一中腿緩沖彈簧19后插接有可滑動的第一中腿緩沖滑塊17，第一中腿緩沖滑塊17端面垂直連接有第一中腿滑塊連接桿43，所述第一中腿可滑動連桿20的粗端還通過第三銷釘32可轉(zhuǎn)動的連接有第一擺動中腿連桿18，所述第一中腿滑塊連接桿43可轉(zhuǎn)動的連接在機架機構(gòu)上，所述第一擺動中腿連桿18與所述前腿連接桿24或前腿第四減速軸35可轉(zhuǎn)動的連接；

所述第一前腿部分和第一中腿部分同側(cè)的前中腿部組件之間還設(shè)置有第一前中腿連接桿21，第一前中腿連接桿21兩端均通過連接件可轉(zhuǎn)動的連接在第一前腿部分和第一中腿部分的第一中腿可滑動連桿20粗端。

所述后腿彈跳連桿機構(gòu)包括脛骨腿連接桿12及轉(zhuǎn)動連接在脛骨腿連接桿12兩端的第一脛骨腿13和第二脛骨腿41，所述脛骨腿連接桿12與第一脛骨腿13和第二脛骨腿41的連接處還分別轉(zhuǎn)動連接有第一股骨上腿15和第二股骨上腿42，第一股骨上腿15和第二股骨上腿42的端部之間鉸接有股骨上腿連接桿10，股骨上腿連接桿10可轉(zhuǎn)動的設(shè)置在機架機構(gòu)上；所述第一脛骨腿13和第二脛骨腿41還分別可轉(zhuǎn)動的連接有第一股骨下腿14和第二股骨下腿45，第一股骨下腿14和第二股骨下腿45端部之間與所述推桿連軸9固定連接，所述脛骨腿連接桿12與推桿連軸9之間還設(shè)置有第一后腿蓄力彈簧29和第二后腿蓄力彈簧11。

第一高速小齒輪33與第一減速大齒輪6的齒數(shù)比為9:36，傳動比為4:1；

第二高速小齒輪7與后腿第二減速大齒輪8的齒數(shù)比為9:36，傳動比為4:1；

第二高速小齒輪7與前腿第二減速大齒輪4的齒數(shù)比為9:36，傳動比為4:1；

前腿第三高速小齒輪5與前腿第三減速大齒輪3的齒數(shù)比為9:36，傳動比為4:1；

分段不完全齒輪23與前腿第四減速大齒輪22的傳動比為1.8:1。

所述機架結(jié)構(gòu)包括相對平行設(shè)置的第一身體連接板1和第二身體連接板2，第一身體連接板1和第二身體連接板2之間設(shè)置有用于固定驅(qū)動電機34的第一電機固定軸38和第二電機固定軸39。

所述驅(qū)動電機34外部套設(shè)有電機殼體40，所述第一電機固定軸38和第二電機固定軸39插入電機殼體40將驅(qū)動電機34固定。

所述凸輪輪廓推桿28通過限位定位銷36固連在推桿連軸9上。

本實施例的齒輪傳動機構(gòu)、分段不完全齒輪傳力機構(gòu)和凸輪傳力機構(gòu)安裝在機架機構(gòu)的第一身體連接板1與第二身體連接板2之間；后腿彈跳連桿機構(gòu)、前中腿緩沖連桿機構(gòu)對稱安裝在機架機構(gòu)的第一身體連接板1與第二身體連接板2兩側(cè)。

第一身體連接板1與第二身體連接板2平行放置且結(jié)構(gòu)相同，完全對稱分布在整個設(shè)計結(jié)構(gòu)兩側(cè)；前腿連接桿24通過軸承安裝在第一身體連接板1與第二身體連接板2之間，它們之間是轉(zhuǎn)動連接關(guān)系；第一電機固定軸38插入第一身體連接板1與第二身體連接板2上的孔2-2'中固定連接，它們之間的配合為過盈配合；第二電機固定軸39插入第一身體連接板1與第二身體連接板2上的孔3-3'中固定連接，它們之間的配合為過盈配合；股骨上腿連接桿10插入第一身體連接板1與第二身體連接板2上的孔5-5'中固定連接，它們之間的配合為過盈配合。推桿連軸9插入第一身體連接板1與第二身體連接板2上的孔4-4'中固定連接，它們之間的配合為過盈配合。

驅(qū)動電機34安裝在電機殼體40內(nèi)，驅(qū)動電機輸出軸伸出到電機殼體40的外部，驅(qū)動電機34輸出軸與第一高速小齒輪33固定連接；第一減速軸37和驅(qū)動電機34輸出軸平行并且位于電機殼體40的一側(cè)；第一減速大齒輪6和第二高速小齒輪7固定連接在第一減速軸37上，并且與第一減速軸37之間的配合是過盈配合；后腿第二減速軸27與第一減速軸37在一個平面上并且平行，后腿第二減速軸27在第一減速軸37的一側(cè)；后腿第二減速大齒輪8固連在后腿第二減速軸27上，且與后腿第二減速軸27之間的配合為過盈配合；前腿第二減速軸26與第一減速軸37在一個平面上并且平行，前腿第二減速軸26在第一減速軸37的另外一側(cè)；前腿第二減速大齒輪4和前腿第三高速小齒輪5在前腿第二減速軸26上固定連接，它們之間的配合為過盈配合；前腿第三減速軸25與前腿第二減速軸26、第一減速軸37在一個平面上并且平行，前腿第三減速軸25在前腿第二減速軸26的一側(cè)；前腿第三減速大齒輪3固連在前腿第三減速軸25上，和前腿第三減速軸25過盈配合；其中第一高速小齒輪33與第一減速大齒輪6是嚙合傳動；第一減速大齒輪6與第二高速小齒輪7是同軸傳動；第二高速小齒輪7與后腿第二減速大齒輪8是嚙合傳動的關(guān)系。第二高速小齒輪7與前腿第二減速大齒輪4是嚙合傳動；前腿第二減速大齒輪4與前腿第三高速小齒輪5同軸傳動；前腿第三高速小齒輪5與前腿第三減速大齒輪3嚙合傳動；驅(qū)動電機34裝在電機殼體40中，通過第一電機固定軸38與第二電機固定軸39插入電機殼體40實現(xiàn)驅(qū)動電機34的固定，第一減速軸37、后腿第二減速軸27、前腿第二減速軸26和前腿第三減速軸25兩側(cè)均通過軸承安裝在第一身體連接板1與第二身體連接板2之間。

凸輪16固連在后腿第二減速軸27上；凸輪輪廓推桿28與凸輪16輪廓接觸連接；凸輪輪廓推桿28與推桿連軸9固定連接，它們之間的配合關(guān)系為過盈配合，其中凸輪輪廓推桿28與推桿連軸9通過限位定位銷36緊固連接，防止在機器人運動過程中凸輪輪廓推桿28與凸輪16輪廓發(fā)生錯位；其中推桿連軸9兩側(cè)通過軸承安裝在第一身體連接板1與第二身體連接板2之間。

分段不完全齒輪23安裝在齒輪傳動機構(gòu)的前腿第三減速軸25上，和前腿第三減速軸25過盈配合；前腿第四減速軸35通過軸承安裝在第一身體連接板1與第二身體連接板2之間，前腿第四減速大齒輪22安裝在前腿第四減速軸35上，使分段不完全齒輪23與前腿第四減速大齒輪22嚙合傳動連接。

股骨上腿連接桿10兩側(cè)通過過盈配合安裝在第一身體連接板1與第二身體連接板2之間；第一脛骨腿13和第二脛骨腿41均設(shè)置有轉(zhuǎn)動連接轉(zhuǎn)軸孔，脛骨腿連接桿12兩端分別插入第一脛骨腿13和第二脛骨腿41的轉(zhuǎn)動連接轉(zhuǎn)軸孔實現(xiàn)轉(zhuǎn)動連接，同時，第一股骨上腿15和第二股骨上腿42則分別可轉(zhuǎn)動的連接在第一脛骨腿13和第二脛骨腿41均設(shè)置有轉(zhuǎn)動連接轉(zhuǎn)軸孔，使第一脛骨腿13與第一股骨上腿15只有轉(zhuǎn)動關(guān)系、第二脛骨腿41與第二股骨上腿42只有轉(zhuǎn)動關(guān)系。

第一股骨上腿15與股骨上腿連接桿10突出第一身體連接板1部分鉸鏈連接，兩者可實現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動；第一股骨下腿14與推桿連軸9突出身體部位固定連接，它們之間的配合關(guān)系是過盈配合；第一股骨上腿15與第一脛骨腿13通過脛骨腿連接桿12實現(xiàn)轉(zhuǎn)動連接；第一股骨下腿14與第一脛骨腿13的使用第一銷釘30轉(zhuǎn)動連接，相對位置可以根據(jù)實際情況進行調(diào)節(jié)；

第一中腿可滑動連桿20的有粗、細兩端，粗與細的比例可根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)，細端上套有第一中腿緩沖彈簧19，套上緩沖彈簧后插入第一中腿緩沖滑塊17內(nèi)，可以在第一中腿緩沖滑塊17內(nèi)滑動；其中第一中腿緩沖滑塊17和第一中腿滑塊連接桿43是固定連接；第一中腿滑塊連接桿43與第一身體連接板1間隙配合可以轉(zhuǎn)動；第一擺動中腿連桿18與第一中腿可滑動連桿20通過第三銷釘32實現(xiàn)轉(zhuǎn)動連接關(guān)系。

第一擺動中腿連桿18與前腿第四減速軸35之間是轉(zhuǎn)動連接關(guān)系；第一中腿滑動連接桿43與第一身體連接板1轉(zhuǎn)動連接；第一中腿模塊帶動第一前腿模塊同步運動，兩者之間是平行連接關(guān)系。第二前中腿模塊與第一前中腿模塊結(jié)構(gòu)形式及安裝方式完全相同；第一前中腿模塊與第二前中腿模塊關(guān)于第一身體連接板1與第二身體連接板2的中心平面對稱布置；

第一減速大齒輪6與第二高速小齒輪7為同軸固定齒輪組合；后腿第二減速大齒輪8與凸輪16為同軸固定齒輪組合；前腿第二減速大齒輪4與前腿第三高速小齒輪5為同軸固定齒輪組合；前腿第三減速大齒輪3與分段不完全齒輪23為同軸固定齒輪組合。

本實施例所述的連接件為第二銷釘31和第四銷釘48。

基于以上內(nèi)容，本實施例的工作原理是：在跳躍開始之前，第一后腿蓄力彈簧29、第二后腿蓄力彈簧11、第一中腿緩沖彈簧19、第一前腿緩沖彈簧44、第二中腿緩沖彈簧46、第二前腿緩沖彈簧47均處于原長狀態(tài)，驅(qū)動電機34帶動第一高速小齒輪33高速運轉(zhuǎn)，第一高速小齒輪33與第一減速大齒輪6嚙合傳動，第一減速大齒輪6與第二高速小齒輪7同軸固連，第二高速小齒輪7同時帶動前腿第二低速大齒輪4與后腿第二低速大齒輪8運轉(zhuǎn)，即通過齒輪傳動把力同時分到前中腿與后腿；后腿第二減速大齒輪8與凸輪16同軸固連帶動凸輪16運動，即后腿通過兩級減速，同時前腿需要三級減速傳到前腿第三減速大齒輪3上，前腿第三減速大齒輪3與分段不完全齒輪23同軸固連，由于前腿第三高速小齒輪5與前腿第三減速大齒輪3的傳動比為4:1，即凸輪16旋轉(zhuǎn)一周(360°)，對應(yīng)的分段不完全齒輪23僅能旋轉(zhuǎn)1/4周(即90°)，為了能實現(xiàn)前后腿之間的聯(lián)動而且使機器人具有連續(xù)跳躍能力，把分段不完全齒輪23分為4部分，每部分均有有齒部分與無齒部分，分段不完全齒輪23與前腿第四減速大齒輪22嚙合，由前腿第四減速大齒輪22帶動前腿運動；凸輪16帶動后腿的彈跳連桿機構(gòu)下蹲使第一后腿蓄力彈簧29和第二后腿蓄力彈簧11拉伸蓄力；同時分段不完全齒輪23通過與前腿第四減速大齒輪22嚙合傳動，帶動前中腿緩沖彈簧進行壓縮蓄力，使前中腿與后腿形成聯(lián)動。當?shù)谝缓笸刃盍椈?9與第二后腿蓄力彈簧11拉伸到極限長度、與此同時前中腿也達到轉(zhuǎn)動極限，此時前中腿的所有緩沖彈簧壓縮到最大程度，進一步旋轉(zhuǎn)，凸輪16從動件瞬間進入回程階段，分段不完全齒輪23從1/4的有齒部分進入無齒部分與前腿第四減速大齒輪22斷開嚙合，前中腿彈簧彈力瞬間釋放，同時后腿蓄力彈簧彈力也瞬間釋放形成跳躍運動。本實施例的分段不完全齒輪23等分為四部分，每個部分均包含有齒部分和無齒部分，有齒部分負責傳動力矩，對前中腿彈簧進行蓄力，無齒部分負責彈簧蓄力后的瞬間釋放，下次跳躍時凸輪從近程開始轉(zhuǎn)動同時分段不完全齒輪在無齒部分旋轉(zhuǎn)，凸輪16進程轉(zhuǎn)動結(jié)束進入后腿蓄力彈簧蓄力時，分段不完全齒輪23的有齒部分進入嚙合，進行下次的彈跳運動，通過以上表述可知后腿是和前腿同時跳躍實現(xiàn)了聯(lián)動，能很好的實現(xiàn)前后腿之間的聯(lián)動跳躍。

本實施例中，設(shè)第一股骨下腿14、第一股骨上腿15與機架機構(gòu)連接點的水平間距為a；

設(shè)第二股骨上腿42、第二股骨下腿45與機架機構(gòu)連接點的水平間距為b；

設(shè)第一股骨下腿14、第一股骨上腿15與第一脛骨腿13連接點的間距為c；

設(shè)第二股骨下腿45、第二股骨上腿42與第二脛骨腿41連接點的間距為d；

則，

所述水平間距a、第一股骨下腿14、間距c及第一股骨上腿15的長度比為10:30:6:26；

所述水平間距b、第二股骨下腿45、間距d及第二股骨上腿42的長度比為10:30:6:26。

從以上比例關(guān)系中可以看出，在兩個四桿機構(gòu)中間距c長度與間距d長度是最短桿，所以是雙擺桿機構(gòu)，雙擺桿機構(gòu)的設(shè)計能夠保證后腿在活動范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，還能盡量保證在機器人儲能蹲下時間距c與第一股骨下腿14、間距d與第二股骨下腿45盡量夾角最大，使跳躍時儲能最大。

本實施例中，第一脛骨腿13、第一股骨上腿15、第一股骨下腿14及機架機構(gòu)類似構(gòu)成四桿機構(gòu)，同樣的，第二脛骨腿41、第二股骨上腿42、第二股骨下腿45、及機架機構(gòu)類似構(gòu)成四桿機構(gòu)，設(shè)凸輪16升程為7mm，凸輪輪廓推桿28長為10mm，第一股骨下腿14長為30mm，第一股骨上腿15長為26mm，第一脛骨腿13作為四桿機構(gòu)的連桿部分為6mm；若凸輪16推動凸輪輪廓推桿28在升程帶動推桿連軸9逆時針旋轉(zhuǎn)41°，帶動第一股骨下腿14逆時針旋轉(zhuǎn)41°，則通過四桿機構(gòu)帶動第一脛骨腿(13)順時針旋轉(zhuǎn)81°，帶動后腿部位整體下蹲23.5mm；設(shè)前中腿第一擺動中腿連桿18長為15mm，當初始位置時，第一中腿可滑動連桿20位于搖塊機構(gòu)內(nèi)的有效長度為15mm，分段不完全齒輪23每次嚙合可帶動第一擺動中腿連桿18逆時針旋轉(zhuǎn)20°，則可使第一中腿緩沖彈簧19壓縮2mm，帶動前腿部位整體下蹲5mm。通過以上說明，第一脛骨腿13、第一股骨上腿15、第一股骨下腿14、第二脛骨腿41、第二股骨上腿42、第二股骨下腿45、及機架能使機器人的質(zhì)心最高點進一步升高，提高機器人跳躍的高度。

如上所述即為本發(fā)明的實施例。前文所述為本發(fā)明的各個優(yōu)選實施例，各個優(yōu)選實施例中的優(yōu)選實施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優(yōu)選實施方式為前提，各個優(yōu)選實施方式都可以任意疊加組合使用，所述實施例以及實施例中的具體參數(shù)僅是為了清楚表述發(fā)明人的發(fā)明驗證過程，并非用以限制本發(fā)明的專利保護范圍，本發(fā)明的專利保護范圍仍然以其權(quán)利要求書為準，凡是運用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。