CN1292818C - 仿生昆虫机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种仿生昆虫机器人，包括基体和腿，其特征是，包括对称安装在基体两侧的驱动装置，链传动装置，以及由扭矩弹簧连轴圈、阻挡装置和昆虫的腿部机构组成的能够急回运动的昆虫腿。扭矩弹簧套装在传动轴上，一端与连轴圈连接，另一端与昆虫的腿相连接。连轴圈和昆虫的腿上分别设有阻挡装置，阻挡装置限制了扭矩弹簧的变形范围。当昆虫的腿运动到脱离地面时，已经压缩的扭矩弹簧驱动腿急速转动，迅速与地面再次接触。如此往复便形成了仿生昆虫机器人的爬行运动。

Description

仿生昆虫机器人
技术领域
本发明涉及一种越野的仿生昆虫机器人，尤其涉及急回运动的弹性腿。
背景技术
目前，仿生昆虫机器人的腿部动作，基本上可分为抬腿和迈腿两个部分，对于采用电机驱动的机器人而言，从机械结构上将旋转运动转化为摆和直线运动，势必会消耗很大的能量，使机械效率大为降低。同时，由于腿的运动频率也低，而且腿部的联动也会使体积和尺寸庞大，整体结构会变得复杂化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适宜在野外爬行，并能方便地越过多种野外障碍物的仿生昆虫机器人，其技术解决方案是这样实现的：
一种仿生昆虫机器人包括基体和腿，其特征在于该机器人还包括对称安装在基体两侧的驱动装置，链传动装置以及具有急回特性的腿部机构，驱动装置通过联轴器与传动轴、链传动装置及所述的腿部机构顺序连接。
该技术解决方案的实现还包括将前述驱动装置设计成由驱动电机和减速器构成，并通过联轴器、轴承与传动轴相连接。所述的链传动装置则由链轮、链条和传动轴组成；传动轴的输出端套装昆虫腿和固装连轴圈，所述的具有急回特性的腿部机构包括昆虫腿和连轴圈，二者中间有套装在传动轴上的扭矩弹簧，
其一端接连轴圈，另端则与昆虫腿相连。为了限制传动轴与昆虫腿之间的相对转角，控制扭矩弹簧的弹性变形范围，在连轴圈上和昆虫腿上分别设置阻挡装置。
与现有模拟昆虫机器人相比较，本发明的有益效果是，可以提供昆虫机器人必不可少的快速灵活的腿部运动，从而保证了仿生昆虫机器人既能灵活的在野外爬行，又能方便地越过各种野外障碍。
附图说明
图1是本发明的俯视图。
图2是本发明的左侧视图。
图1是本发明的说明书摘要附图。
图中：1、昆虫的腿    2、扭矩弹簧    3、传动轴    4、连轴圈    5、轴承
6、昆虫的脚    7、减震垫   8、链轮     9、连轴销   10、驱动电机
11、减速器     12、链条    13、联轴器  14、挡块    15、阻挡螺钉
具体实施方式
如图所示的一种仿生昆虫机器人，在一对直流电机及减速器输出匀速转动后，经链传动装置将传动分配给六条腿的输出轴，输出轴通过轴承安装在机器人的基体上。在各自输出轴和腿之间设置急回运动传动装置，即在输出轴上套装扭矩弹簧，扭矩弹簧的两端分别与输出轴上的连轴圈及套装在该轴上的昆虫的腿相连接，在腿和连轴圈上分别加装挡块和阻挡螺钉，阻挡装置限制传动轴与昆虫腿之间的相对转动，也限制了扭矩弹簧的变形范围。当腿与地面刚接触时，扭矩弹簧开始弹性变形，随着传动力矩的逐渐增大，弹簧的势能也逐渐增大，当达到挡块设定的范围时，扭矩弹簧停止变形，轴与腿经挡块刚性连接传动，提供给腿的足够大的力矩将使腿开始滑离地面，已经压缩的扭矩弹簧驱动腿瞬间急速转动，经过一次次的腿脚的接地枛蓄能枛滑离地面枛急转枛再接地的过程，便形成了类似昆虫的爬行过程。基体上对称安装的两台驱动电机分别驱动左边三条腿和右边三条腿，两台电机的同步运转可实现机器人的直线爬行；而右边或左边电机的单边驱动，则可实现左右转向。

Claims (5)

  1. 一种仿生昆虫机器人，包括基体和腿，其特征在于该机器人还包括对称安装在基体两侧的驱动装置，链传动装置以及具有急回特性的腿部机构，驱动装置通过联轴器与传动轴、链传动装置及所述的腿部机构顺序连接。
  2. 2.根据权利要求1所述的仿生昆虫机器人，其特征在于所述的驱动装置包括驱动电机(10)和减速器(11)，通过联轴器(13)、轴承(5)与传动轴(3)相连接。
  3. 3.根据权利要求1或2所述的仿生昆虫机器人，其特征在于所述的链传动装置由链轮(8)、链条(12)和传动轴(3)组成，传动轴(3)的输出端套装昆虫脚(6)和连轴圈(4)。
  4. 4.根据权利要求1或2所述的仿生昆虫机器人，其特征在于所述的具有急回特性的腿部机构包括昆虫脚(6)、档块(14)和连轴圈(4)，在昆虫脚(6)与连轴圈(4)之间有套装在传动轴(3)上的扭矩弹簧(2)，该弹簧的一端连接在连轴圈(4)上，另端则与昆虫脚(6)相连接。
  5. 5.根据权利要求4所述的仿生昆虫机器人，其特征在于所述的连轴圈(14)上还装有阻挡螺钉，昆虫脚(6)上有减震橡胶套。
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