雙關(guān)節(jié)跳躍機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種可以實(shí)現(xiàn)跳躍的仿生機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，在面對(duì)惡劣的環(huán)境和復(fù)雜的地形時(shí)，運(yùn)用機(jī)器人彈跳功能來增強(qiáng)其地形和自主運(yùn)動(dòng)的能力，是近年來發(fā)展較快的一種機(jī)器人技術(shù)相比輪式或履帶式機(jī)器人，跳躍機(jī)器人具有突出的越障能力，而且跳躍機(jī)器人的跳躍運(yùn)動(dòng)方式具有低能耗的特點(diǎn)?，F(xiàn)在有一些關(guān)于仿生跳躍機(jī)器人的公開報(bào)道。但是大多都是機(jī)械結(jié)構(gòu)柔性和緩沖效果差，致使跳躍不夠平穩(wěn)。申請?zhí)枮?01210279364.9的專利文件中，公開了一種仿青蛙跳躍機(jī)器人，是現(xiàn)有跳躍機(jī)器人比較適用的，通過對(duì)前后肢的合理設(shè)置，提高了驅(qū)動(dòng)元件的利用率，優(yōu)化了腿部結(jié)構(gòu)，但是其后腿的仿生程度不高，忽略了腿部結(jié)構(gòu)的完整性，不符合仿生學(xué)原理，而且其緩沖效果不好，影響了起跳的效率，致使跳躍性能不夠好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種柔性和緩沖效果好，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)跳躍的雙關(guān)節(jié)跳躍機(jī)器人。
[0004]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:包括大腿機(jī)構(gòu)、小腿機(jī)構(gòu)和腳掌機(jī)構(gòu)；
[0005]大腿機(jī)構(gòu)中，左大腿和右大腿下部通過軸承連接在大腿軸上，兩個(gè)左大腿中間通過固定板連接，第一電機(jī)安裝在固定板上，第一大腿同步帶輪和第一電機(jī)輸出軸相連，第二大腿同步帶輪安裝接在大腿軸上，第一同步帶安裝在兩個(gè)大腿同步帶輪之間，兩個(gè)大腿之間連接第一掛簧連接板；
[0006]小腿機(jī)構(gòu)中，左小腿和右小腿上端通過大腿軸分別與左大腿和右大腿連接，第二掛簧連接板和第三掛簧連接板安裝在兩個(gè)小腿之間，第二電機(jī)安裝在一個(gè)小腿上，第二電機(jī)輸出軸穿過另一個(gè)小腿和第一小腿同步帶輪連接，第二小腿同步帶輪安裝在小腿軸上，第二同步帶安裝在兩小腿同步帶輪之間，左小腿和右小腿的下部通過軸承連接在小腿軸上;
[0007]腳掌機(jī)構(gòu)中，腳掌左連接板和腳掌右連接板通過軸承連接在小腿軸上，第四掛簧連接板安裝在兩腳掌左連接板之間上，腳掌左支撐板和腳掌右支撐板分別安裝在腳掌左連接板和腳掌右連接板上，腳掌左底板和腳掌右底板分別安裝在腳掌左支撐板和腳掌右支撐板的下面；
[0008]第一掛簧連接板與第二掛簧連接板之間設(shè)置第一掛簧，第三掛簧連接板與第四掛簧連接板之間設(shè)置第二掛簧。
[0009]本實(shí)用新型還可以包括:
[0010]1、大腿同步帶輪與小腿同步帶輪位于不同側(cè)。
[0011]2、帶有大腿同步帶輪的一側(cè)的大腿上安裝有使同步帶張緊的壓緊銷。
[0012]本實(shí)用新型針對(duì)目前的仿生跳躍機(jī)器人存在的機(jī)械結(jié)構(gòu)柔性和緩沖效果不好等造成的跳躍性能差的不足，提出了一種新型雙關(guān)節(jié)跳躍機(jī)器人，應(yīng)用簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)，主要達(dá)到可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)跳躍的雙關(guān)節(jié)機(jī)器人。
[0013]工作時(shí)首先第一電機(jī)緩慢正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)第一大腿同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)第一同步帶運(yùn)動(dòng)，使得左大腿和右大腿繞著大腿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，大腿向前下傾斜適當(dāng)角度，掛簧被拉長，然后第二電機(jī)緩慢正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)第一小腿同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)第二同步帶運(yùn)動(dòng)，從而左小腿和右小腿繞著小腿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使小腿向后下方傾斜一定角度，掛黃被拉長，準(zhǔn)備起跳，第一電機(jī)和第二電機(jī)同時(shí)快速反轉(zhuǎn)，機(jī)器人得到瞬間加速度起跳，在空中時(shí)刻機(jī)器人大腿和小腿完全伸開回到起始狀態(tài)，在落地的那一瞬時(shí)第一電機(jī)和第二電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，使得大腿向前下傾斜小腿像后下傾斜，使得機(jī)器人落地時(shí)刻得以緩沖站住，然后再進(jìn)行下一次跳躍，直至最后停止時(shí)第一電機(jī)和第二電機(jī)同時(shí)緩慢反轉(zhuǎn)，使機(jī)器人恢復(fù)到起始狀態(tài)。
[0014]本實(shí)用新型雖然和個(gè)別已有技術(shù)存在部分原理上的相似，但是又在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新。本實(shí)用新型采用雙關(guān)節(jié)，用兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，應(yīng)用彈簧蓄能，結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)械結(jié)構(gòu)柔性和緩沖效果好，因此跳躍性能很好。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎，結(jié)構(gòu)簡單、可靠、布局合理，更適合完成各種復(fù)雜環(huán)境的跳躍任務(wù)。
【附圖說明】
[0015]圖1本實(shí)用新型的第一軸測圖；
[0016]圖2本實(shí)用新型的第二軸測圖2 ；
[0017]圖3圖1的右視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作更詳細(xì)的描述:
[0019]本實(shí)用新型的主要組成部件包括:右大腿1、第一同步帶2、壓緊銷3、第一電機(jī)4、左大腿5、第一掛簧連接板6、左掛簧支撐板7、第二掛簧連接板8、大腿軸9、左小腿10、第一小腿同步帶輪11、第二同步帶12、第二電機(jī)13、第二小腿同步帶輪14、腳掌左連接板15、腳掌左支撐板16、第四掛簧連接板17、腳掌左底板18、小腿軸19、腳掌右連接板20、腳掌右底板21、腳掌右支撐板22、第三掛簧連接板23、右小腿24、第一大腿同步帶輪25、右掛簧支撐板26、第一固定板27、第二固定板28、第二大腿同步帶輪29、第二掛簧30、第一掛簧31。
[0020]結(jié)合圖1至圖3，大腿機(jī)構(gòu)中，有左大腿5和右大腿I，左右大腿下部通過軸承連接在大腿軸9上，并且可以繞著其旋轉(zhuǎn)，左大腿5和右大腿I中間通過第一固定板27和第二固定板28連接，第一電機(jī)4安裝在第一固定板27上，第一大腿同步帶輪25通過鍵和第一電機(jī)4輸出軸相連，第二大腿同步帶輪29通過鍵連接在大腿軸9上，第一大腿同步帶輪25和第二大腿同步帶輪29都在右大腿I的右側(cè)，第一同步帶2安裝在第一大腿同步帶輪25和第二大腿同步帶輪29上，中間有安裝在右大腿I上的壓緊銷3使同步帶2張緊。第一電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第一大腿同步帶輪25轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過第一同步帶2帶動(dòng)第二大腿同步帶輪29轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使左大腿5和右大腿I可以繞著大腿軸9轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0021]結(jié)合圖1至圖3，小腿機(jī)構(gòu)中，左小腿10和右小腿24通過大腿軸9分別和左大腿5和右大腿I連接，第二掛簧連接板8和第三掛簧連接板23安裝在左小腿10和右小腿24中間，并且起到固定作用，第二電機(jī)213安裝在右小腿24上，第二電機(jī)13輸出軸穿過左小腿10和第一小腿同步帶輪11通過鍵連接，第二小腿同步帶輪14通過鍵安裝在小腿軸19上，第二同步帶12安裝在第一小腿同步帶輪11和第二小腿同步帶輪14上。左小腿10和右小腿24的下部通過軸承連接在小腿軸19上。第二電機(jī)13轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第一小腿同步帶輪11轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過第二同步帶12帶動(dòng)第二小腿同步帶輪14轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使左小腿10和右小腿24可以繞著小腿軸19轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0022]結(jié)合圖1至圖3，腳掌機(jī)構(gòu)中，腳掌左連接板15和腳掌右連接板20通過軸承連接在小腿軸19上，第四掛簧連接板17安裝在腳掌左連接板15和腳掌右連接板20上，腳掌左支撐板16和腳掌右支撐板22安裝在腳掌左連接板15和腳掌右連接板20的兩側(cè)，腳掌左底板18和腳掌右底板21安裝在腳掌左支撐板16和腳掌右支撐板22的下面。
[0023]工作時(shí)首先第一電機(jī)4緩慢正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)第一大腿同步帶輪25轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)第一同步帶2運(yùn)動(dòng)，使得左大腿5和右大腿I繞著大腿軸9轉(zhuǎn)動(dòng)，大腿向前下傾斜適當(dāng)角度，掛簧被拉長，然后第二電機(jī)13緩慢正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)第一小腿同步帶輪11轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)第二同步帶12運(yùn)動(dòng)，從而左小腿10和右小腿24繞著小腿軸19轉(zhuǎn)動(dòng)，使小腿向后下方傾斜一定角度，掛黃被拉長，準(zhǔn)備起跳，第一電機(jī)4和第二電機(jī)13同時(shí)快速反轉(zhuǎn)，機(jī)器人得到瞬間加速度起跳，在空中時(shí)刻機(jī)器人大腿和小腿完全伸開回到起始狀態(tài)，在落地的那一瞬時(shí)第一電機(jī)4和第二電機(jī)13正向轉(zhuǎn)動(dòng)，使得大腿向前下傾斜小腿像后下傾斜，使得機(jī)器人落地時(shí)刻得以緩沖站住，然后再進(jìn)行下一次跳躍，直至最后停止時(shí)第一電機(jī)4和第二電機(jī)13同時(shí)緩慢反轉(zhuǎn)，使機(jī)器人恢復(fù)到起始狀態(tài)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙關(guān)節(jié)跳躍機(jī)器人，包括大腿機(jī)構(gòu)、小腿機(jī)構(gòu)和腳掌機(jī)構(gòu)，其特征是: 大腿機(jī)構(gòu)中，左大腿和右大腿下部通過軸承連接在大腿軸上，兩個(gè)左大腿中間通過固定板連接，第一電機(jī)安裝在固定板上，第一大腿同步帶輪和第一電機(jī)輸出軸相連，第二大腿同步帶輪安裝接在大腿軸上，第一同步帶安裝在兩個(gè)大腿同步帶輪之間，兩個(gè)大腿之間連接第一掛簧連接板； 小腿機(jī)構(gòu)中，左小腿和右小腿上端通過大腿軸分別與左大腿和右大腿連接，第二掛簧連接板和第三掛簧連接板安裝在兩個(gè)小腿之間，第二電機(jī)安裝在一個(gè)小腿上，第二電機(jī)輸出軸穿過另一個(gè)小腿和第一小腿同步帶輪連接，第二小腿同步帶輪安裝在小腿軸上，第二同步帶安裝在兩小腿同步帶輪之間，左小腿和右小腿的下部通過軸承連接在小腿軸上； 腳掌機(jī)構(gòu)中，腳掌左連接板和腳掌右連接板通過軸承連接在小腿軸上，第四掛簧連接板安裝在兩腳掌左連接板之間上，腳掌左支撐板和腳掌右支撐板分別安裝在腳掌左連接板和腳掌右連接板上，腳掌左底板和腳掌右底板分別安裝在腳掌左支撐板和腳掌右支撐板的下面； 第一掛簧連接板與第二掛簧連接板之間設(shè)置第一掛簧，第三掛簧連接板與第四掛簧連接板之間設(shè)置第二掛簧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙關(guān)節(jié)跳躍機(jī)器人，其特征是:大腿同步帶輪與小腿同步帶輪位于不同側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙關(guān)節(jié)跳躍機(jī)器人，其特征是:帶有大腿同步帶輪的一側(cè)的大腿上安裝有使同步帶張緊的壓緊銷。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供的是一種雙關(guān)節(jié)跳躍機(jī)器人。包括由右大腿、第一同步帶、第一電機(jī)、左大腿、第一掛簧連接板、左掛簧支撐板、第二掛簧連接板、大腿軸、左小腿、第一小腿同步帶輪、第二同步帶、第二電機(jī)、第二小腿同步帶輪、腳掌左連接板、腳掌左支撐板、第四掛簧連接板、腳掌左底板、小腿軸、腳掌右連接板、腳掌右底板、腳掌右支撐板、第三掛簧連接板、右小腿、第一大腿同步帶輪、右掛簧支撐板、第一固定板、第二固定板、第二大腿同步帶輪、第二掛簧和第一掛簧構(gòu)成的大腿機(jī)構(gòu)、小腿機(jī)構(gòu)和腳掌機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型采用雙關(guān)節(jié)，用兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，應(yīng)用彈簧蓄能，結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)械結(jié)構(gòu)柔性和緩沖效果好，因此跳躍性能很好。
【IPC分類】B62D57-02
【公開號(hào)】CN204488997
【申請?zhí)枴緾N201520045219
【發(fā)明人】胡勝海, 郭春陽, 蘆晨軍, 謝婷婷, 孫軍超, 張星星, 萬濟(jì)民, 費(fèi)宇霆, 田飛鴻, 張紅
【申請人】哈爾濱工程大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年1月22日