CN102050165B - 基于电机驱动的机器人垂直弹跳机构 - Google Patents

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Abstract

一种基于电机驱动的机器人垂直弹跳机构，属于弹跳机器人技术领域。其特征在于：包括底座（8）、上盖板（2）、中心电机（1）、中心导柱（9），以及固连于中心电机（1）下端输出轴并通过中心盲孔与中心导柱（9）配合的中心圆柱凸轮（3），还包括两个对称固定于相应侧导柱（5）上的与中心圆柱凸轮（3）的凹槽配合的凸起杆；还包括两个铰接于上盖板（2）和底座（8）之间的折杆机构。本发明利用中心圆柱凸轮转动时其外表面上的螺旋型凹槽受外力作用会同时向下移动，带动六杆机构发生变形，机构重心下移，同时拉伸弹簧产生内应力，使机器人产生跳跃，结构设计简洁，运动可靠性高。

Description

基于电机驱动的机器人垂直弹跳机构
技术领域
本发明涉及弹跳机器人，尤其涉及一种垂直弹跳机器人。 
背景技术
当前，移动机器人应用十分广泛，特别是较为险恶或人们不易到达的环境，如考古中对墓室的探测、对外星球的探索、军事侦察以及反恐活动等。上述的这些场合一般地势较为复杂，可能存在各种障碍物，这就要求机器人具有很强的自主运动能力，越过这些障碍。而当前机器人的运动方式主要是多轮驱动和仿生的步行或爬行，对于一些较高大的障碍，上述机器人的的运动形式难以逾越或越障效率低。 
发明内容
本发明目的在于对于具有行走功能的机器人提供一种垂直弹跳机构，使其在遇有障碍物时，能够高效快速地逾越。 
一种基于电机驱动的机器人垂直弹跳机构，其特征在于：包括底座、垂直固定于底座上的侧导柱、安装于侧导柱上可沿侧导柱上下自由移动的上盖板；还包括固定于上盖板上的中心电机，以及固定于底座上的位于中心电机下方的中心导柱，以及固连于中心电机下端输出轴并通过中心盲孔与中心导柱配合的中心圆柱凸轮，该中心圆柱凸轮上具有凹槽结构，凹槽沿圆柱360度展开为两条斜凹槽和两条竖直凹槽，一条斜凹槽的末端与另一条斜凹槽的首端各通过一条竖直凹槽连接；还包括两个对称固定于相应侧导柱上的与中心圆柱凸轮的凹槽配合的凸起杆；还包括两个铰接于上盖板和底座之间的折杆机构，每个折杆机构包括一根一端与上盖板通过第一圆柱销轴铰接的上斜杆、一根一端与底座通过第二圆柱销轴铰接的下斜杆，且上斜杆与下斜杆之间通过第三圆柱销轴相互铰接；两个折杆机构之间通过水平拉伸弹簧连接。 
本发明利用中心圆柱凸轮转动时其外表面上的螺旋槽受外力作用会同时向下移动，带动六杆机构发生变形，机构重心下移，同时拉伸弹簧产生内应力，使机器人产生跳跃，结构设计简洁，运动可靠性高。本发明的机器人垂直弹跳运动与移动运动方式相结合可以越过数倍于自身的高度，可以显著地提高机器人的越障能力和活动范围，在考古、反恐、地质勘探等领域有着广泛的应用前景。本发明的机器人可作为对外星探测的一种较佳运动机构，因为一般外星球，例如月球与火星表面重力加速度明显低于地球，弹跳运动可以充分利用这一点，从而完成高效率的运动。 
上述第一圆柱销轴、第二圆柱销轴、第三圆柱销轴上安装有用于轴向铰接定位的卡簧。 
上述水平拉伸弹簧可以安装于第三圆柱销轴上。水平拉伸弹簧安装于该位置上，可使弹簧获得最大的变形量，提高机构弹跳能力。 
附图说明
   图1为本发明垂直弹跳机构结构示意图； 
    图2为图1所示垂直弹跳机构的俯视图；
图3为图1所示垂直弹跳机构中的圆柱凸轮图；
图4为图1所示垂直弹跳机构的三维装配图；
图5为图1所示垂直弹跳机构中的圆柱凸轮上的螺旋形凹槽展开图；
图中标号名称：1. 中心电机，2. 上盖板，3. 中心圆柱凸轮，4. 上斜杆，5. 侧导柱，6. 横杆，7. 下斜杆，8. 底座，9. 中心导柱，10. 螺钉，11. 第二圆柱销，12. 第三圆柱销，13. 卡簧，14. 水平拉伸弹簧，15. 第一圆柱销。
具体实施方式
如图1所示，本发明的机器人的垂直弹跳机构，包括中心电机1、中心圆柱凸轮3、上盖板2、底座8、两个上斜杆4、两个下斜杆7、四个侧导柱5、中心导柱9、横杆6、水平拉伸弹簧14，所述的中心电机1安装在上盖板2上，两个上斜杆4分别有一端与上盖板通过第一圆柱销15铰接，并把铰接处通过卡簧13沿圆柱销轴向固定，两个下斜杆7分别有一端通过第二圆柱销11与底座8铰接，并把铰接处通过卡簧13沿圆柱销11轴向固定，上斜杆4与下斜杆7分别通过第三圆柱销12铰接，并把铰接处通过卡簧13沿圆柱销轴向固定，对应于圆柱销的两个端部分别连接两个水平拉伸弹簧14。上盖板2、底座8与上斜杆4、下斜杆7组成六杆机构。上盖板2与底座8间安装有四个导柱5，导柱5的一端做成凸台，另一端做成螺纹，导柱5与底座8通过螺纹固定连接并保持垂直，上盖板2可以沿四个导柱5上下滑动。中心圆柱凸轮3的外表面上开有螺旋形凹槽与竖直形凹槽，凹槽沿圆柱360度展开为两条斜凹槽和两条竖直凹槽，两条斜凹槽的末端各通过一条竖直凹槽连接。左、右两边的两个导柱5上分别对称安装有横杆6，横杆6通过两个螺钉10固定安装在两个侧导柱5上，两个横杆6的中间分别加工有凸起杆，横杆6上的凸起杆与中心圆柱凸轮3的凹槽配合。中心圆柱凸轮3的下端中心位置开有一定深度的中心孔，中心导柱9的一端通过螺纹固定安装在底座8的中心位置，中心导柱9的另一端伸入中心圆柱凸轮3下端的中心孔中，中心圆柱凸轮3可以沿着中心导柱9上下移动一定距离。 
电机1通过螺栓固定在上盖板上。电机1输出轴与中心圆柱凸轮3的上伸出轴连接。电机1带动中心圆柱凸轮3旋转时, 中心圆柱凸轮3在横杆6的中间凸起杆的作用下会同时沿着中心导柱9向下移动，同时带动上盖板2等零件向下移动，六杆机构发生变形，连在两根第三圆柱销12上的两根水平拉伸弹簧14逐渐被拉长，储存弹性势能。当横杆6上的凸起杆沿着斜凹槽运动到竖直凹槽上端时，中心圆柱凸轮3不再受横杆6的中间凸起杆竖直方向的作用力，此时水平拉伸弹簧14突然收缩，带动四个斜杆，使上盖板2向上运动，上盖板2带动中心圆柱凸轮3、电机1、侧导柱5等向上运动，底座8在侧导柱5的带动作用下脱离地面弹起，最终机构跳起。由于物体的惯性，垂直弹跳机器人会以一定的速度离开地面作上下弹跳运动。若机器人此前是以一定的速度做水平运动，向上弹跳运动与惯性的水平运动的结合就形成了逾越障碍的跳跃运动。当垂直弹跳机器人再次落地时，便可再次进入弹跳的开始阶段。 

Claims (3)

1.一种基于电机驱动的机器人垂直弹跳机构，其特征在于：
包括底座（8）、垂直固定于底座（8）上的侧导柱（5）、安装于侧导柱上可沿侧导柱上下自由移动的上盖板（2）；
还包括固定于上盖板上的中心电机（1），以及固定于底座（8）上的位于中心电机（1）下方的中心导柱（9），以及固连于中心电机（1）下端输出轴并通过中心盲孔与中心导柱（9）配合的中心圆柱凸轮（3），该中心圆柱凸轮（3）上具有螺旋形凹槽结构，凹槽沿中心圆柱凸轮的圆柱部分360度展开为两条斜凹槽和两条竖直凹槽，一条斜凹槽的末端与另一条斜凹槽的首端各通过一条竖直凹槽连接；还包括两个对称固定于相应侧导柱（5）上的与中心圆柱凸轮（3）的凹槽配合的凸起杆；
   还包括两个铰接于上盖板（2）和底座（8）之间的折杆机构，每个折杆机构包括一根一端与上盖板（2）通过第一圆柱销轴（15）铰接的上斜杆（4）、一根一端与底座（8）通过第二圆柱销轴（11）铰接的下斜杆（7），且上斜杆（4）与下斜杆（7）之间通过第三圆柱销轴（12）相互铰接；两个折杆机构之间通过水平拉伸弹簧（14）连接。
2.根据权利要求1所述的基于电机驱动的机器人垂直弹跳机构，其特征在于：上述第一圆柱销轴（15）、第二圆柱销轴（11）、第三圆柱销轴（12）上安装有用于铰接定位的卡簧（13）。
3.根据权利要求1所述的基于电机驱动那个的机器人垂直弹跳机构，其特征在于：上述水平拉伸弹簧（14）安装于两个第三圆柱销轴（12）上。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102514644B (zh) * 2011-12-09 2013-05-01 东南大学 一种可实现跳跃动作的机器人
CN102745274B (zh) * 2012-06-28 2013-10-30 东南大学 一种机器人弹跳装置及其弹跳方法
CN102975206B (zh) * 2012-11-19 2015-12-02 安徽理工大学 一种仿水母跳蚤式漂浮弹跳型搜救机器人
CN103287522B (zh) * 2013-06-17 2016-02-17 西北工业大学 一种基于液压驱动的机器人弹跳机构
CN104058015B (zh) * 2014-06-27 2016-05-18 西北工业大学 一种摩托化变档齿轮五杆机构的负重跳跃装置
CN109808787B (zh) * 2017-11-22 2020-10-02 北京理工大学 机器人跳跃移动机构和小行星探测机器人
CN111942494B (zh) * 2020-08-12 2021-05-04 常州大学 一种可用于弹跳机器人的机械腿
CN112109816B (zh) * 2020-09-23 2021-08-27 北京理工大学 一种连续弹跳机器人及弹跳方法
CN113650693B (zh) * 2021-09-23 2022-05-10 哈尔滨工业大学（深圳） 一种具有空中稳定姿态的微型跳跃装置
CN114275132B (zh) * 2022-01-14 2022-11-04 哈尔滨工业大学（深圳） 一种兼具水下游动和跳跃功能的仿生机器人

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2607093A1 (fr) * 1986-11-21 1988-05-27 Commissariat Energie Atomique Engin apte a se deplacer sur une surface d'orientation quelconque
EP0426415A2 (en) * 1989-10-31 1991-05-08 Portsmouth Technology Consultants Limited Robot devices

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7168513B2 (en) * 2004-02-27 2007-01-30 The Regents Of The University Of California Dynamic legged robot
CN201923237U (zh) * 2010-12-31 2011-08-10 南京航空航天大学 基于电机驱动的机器人垂直弹跳机构

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2607093A1 (fr) * 1986-11-21 1988-05-27 Commissariat Energie Atomique Engin apte a se deplacer sur une surface d'orientation quelconque
EP0426415A2 (en) * 1989-10-31 1991-05-08 Portsmouth Technology Consultants Limited Robot devices

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
岳映章等.仿袋鼠跳跃机器人的刚柔混合建模运动步态分析.《机器人》.2008,第27卷(第9期),第1142-1145页. *
张铭等.星面探测仿生弹跳机器人设计、仿真及实验.《机器人》.2009,第31卷(第6期),第481-486页. *
柏龙等.用于行星探测的跳跃机器人研究.《机器人》.2009,第31卷(第4期),第311-319页. *

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