CN207029351U - 一种自动恢复站立的仿袋鼠跳跃机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动恢复站立的仿袋鼠跳跃机器人，它包括机身、连接在机身跳跃装置和设置在跳跃装置底部的脚，机身上设置有两套结构相同的曲柄摇杆机构，两套曲柄摇杆机构的曲柄通过齿轮相互啮合，机身上设置有与其中一个曲柄配合的电机，曲柄上端连接有推拉杆，推拉杆另一端连接有拨杆，拨杆下端连接有于机身上的转动套杆；本实用新型的目的是提供一种自动恢复站立的仿袋鼠跳跃机器人，通过在该恢复装置为两两套结构相同的曲柄摇杆机构，两套曲柄摇杆机构的曲柄通过齿轮相互啮合，电机驱动其中一个曲柄进行摆转，则曲柄通过推拉杆可拉动或推动拨杆完成展开或收拢动作，本实用新型结构简单，操作方便。

Description

一种自动恢复站立的仿袋鼠跳跃机器人

技术领域

本实用新型涉及智能机器人领域，尤其涉及一种自动恢复站立的仿袋鼠跳跃机器人。

背景技术

近年来，随着仿生机器人的快速发展，模拟生物肢体结构或生物快速灵活跳跃运动机理为寻求结构紧凑且效率高的跳跃机构提供了设计思路，在所有跑跳型动物中，袋鼠极具特点，具有跳跃速度及跳高跳远度大、跳跃运动稳定及能耗低的独特优势，因此将袋鼠作为仿生对象，有助于了解生物的跳跃运动规律及解决跳跃机构的能量利用率和运动稳定性等关键技术问题。

目前机器人的主流移动方式有轮式或履带式移动、步行、爬行等，但是这些移动方式的越障碍能力十分有限，无法实现对大体积障碍物的跨越，现有的跳跃机器人具有优越的越障碍能力，可以越过本身数倍甚至数十倍的障碍物，但是有时跳跃机器人在跳跃过程难免会出现翻倒的问题，导致机器人无法继续正常工作。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种自动恢复站立的仿袋鼠跳跃机器人，通过该恢复装置为两套结构完全相同的曲柄摇杆机构，两套曲柄摇杆机构的曲柄通过齿轮相互啮合，电机驱动其中一个曲柄进行摆转，则曲柄通过连杆可拉动或推动拨杆完成展开或收拢动作，本实用新型结构简单，操作方便。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种自动恢复站立的仿袋鼠跳跃机器人，它包括机身、连接在机身下方的跳跃装置和设置在跳跃装置底部的脚掌，所述的机身上设置有两套结构相同的曲柄摇杆机构，所述的两套曲柄摇杆机构的曲柄通过齿轮相互啮合，所述的机身上设置有与其中一个曲柄配合的电机，所述的曲柄上端连接有推拉杆，所述的推拉杆另一端连接有拨杆，所述的拨杆下端连接有于机身上的转动套杆。

进一步的，所述的跳跃装置包括设置在机身左右两侧的棘轮装置，所述的棘轮装置下端连接有大腿，所述的大腿下端活动连接有小腿，所述的小腿下端连接在设置于脚掌后端上的安装座，所述的大腿与小腿相连接的左右膝关节处通过连杆串联，所述的跳跃装置还包括与棘轮装置啮合设置于机身左右两侧的五号齿轮，所述的五号齿轮侧面固连有五号电机，所述的五号电机的输出轴上连接有丝杆，所述的丝杆上设置有螺纹配合的螺母，所述的螺母上铰接配合有辅助杆，所述的辅助杆下端和小腿下端的分别连接有相互啮合的不完全齿轮，所述的左右螺母之间通过连杆串联，两根连杆之间设置有蓄能弹簧。

进一步的，所述的棘轮装置为内啮式，它包括与大腿固连的棘轮，所述的棘轮与五号齿轮啮合，所述的棘轮内齿啮合有铰接在机身上的棘爪，所述棘爪尾端连接有设置在机身上的释放弹簧，所述的棘轮装置还包括设置在机身上的主动齿轮，所述的主动齿轮下方啮合有从动齿轮，所述的从动齿轮上固连有与棘爪配合的凸轮。

进一步的，所述的脚掌前端设置有起跳转向装置，所述的起跳转向装置包括设置在脚掌上的转向电机，所述的转向电机输出轴上套设有滚轮。

本实用新型的有益效果为：

1、通过在该恢复装置为两套结构完全相同的曲柄摇杆机构，两套曲柄摇杆机构的曲柄通过齿轮相互啮合，电机驱动其中一个曲柄进行摆转，则曲柄通过连杆可拉动或推动拨杆完成展开或收拢动作，本实用新型结构简单，操作方便。

2、两套曲柄通过齿轮相互啮合的设计，有利于减少驱动电机的数量，节约成本并缩小结构空间。

3、通过在机身下方设置跳跃装置且在跳跃装置底部设置支撑脚，并采用棘轮装置控制跳跃机构的能量积蓄与释放来实现跳跃动作，本实用新型结构简单，提高了越障能力。

4、采用内啮式棘轮装置的设计，有效的使棘爪和凸轮都被棘轮保护，不易受到外环境影响而出现错误动作。

5、起跳转向装置的设计，有利于机器人根据地形地貌规划其运动方向，防止地面环境的不确定性因素影响其平稳着地。

附图说明

图1为一种自动恢复站立的仿袋鼠跳跃机器人结构示意图。

图2为图1中去掉曲柄连杆机构后的结构示意图。

图3为图2中棘轮装置的结构示意图。

图4为图2中起跳转向装置的结构示意图。

图5为图1所示机器人倒地时的示意图。

图6为图1中所示的曲柄连杆机构展开后的示意图。

图中所示文字标注表示为：1、脚掌；2、跳跃装置；3、电机；4、拨杆；5、机身；6、推拉杆；13、曲柄；8、转动套杆；9、小腿；10、蓄能弹簧；11、连杆；12、大腿；13、棘轮装置；14、五号齿轮；15、五号电机；16、丝杆；17、螺母；18、辅助杆；19、不完全齿轮；20、安装座；21、棘轮；22、棘爪；23、主动齿轮；24、释放弹簧；25、凸轮；26、从动齿轮；27、转向电机；28、滚轮；29、起跳转向装置；30、曲柄摇杆机构。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细的描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

如图1-图6所示，本实用新型的结构为：一种自动恢复站立的仿袋鼠跳跃机器人，它包括机身5、连接在机身5下方的跳跃装置2和设置在跳跃装置2底部的脚掌1，所述的机身5上设置有两套结构相同的曲柄摇杆机构30，所述的两套曲柄摇杆机构30的曲柄7通过齿轮相互啮合，所述的机身5上设置有与其中一个曲柄7配合的电机3，所述的曲柄7上端连接有推拉杆6，所述的推拉杆6另一端连接有拨杆4，所述的拨杆4下端连接有于机身5上的转动套杆8。

优选的，所述的跳跃装置2包括设置在机身5左右两侧的棘轮装置13，所述的棘轮装置13下端连接有大腿12，所述的大腿12下端活动连接有小腿9，所述的小腿9下端连接在设置于脚掌1后端上的安装座20，所述的大腿12与小腿9相连接的左右膝关节处通过连杆11串联，所述的跳跃装置2还包括与棘轮装置13啮合设置于机身5左右两侧的五号齿轮14，所述的五号齿轮14侧面固连有五号电机15，所述的五号电机15的输出轴上连接有丝杆16，所述的丝杆16上设置有螺纹配合的螺母17，所述的螺母17上铰接配合有辅助杆18，所述的辅助杆18下端和小腿9下端的分别连接有相互啮合的不完全齿轮20，所述的左右螺母17之间通过连杆11串联，两根连杆11之间设置有蓄能弹簧10。

优选的，所述的棘轮装置13为内啮式，它包括与大腿12固连的棘轮21，所述的棘轮21与五号齿轮14啮合，所述的棘轮21内齿啮合有铰接在机身5上的棘爪22，所述棘爪22尾端连接有设置在机身5上的释放弹簧24，所述的棘轮装置13还包括设置在机身5上的主动齿轮23，所述的主动齿轮23下方啮合有从动齿轮26，所述的从动齿轮26上固连有与棘爪22配合的凸轮25。

优选的，所述的脚掌1前端设置有起跳转向装置29，所述的起跳转向装置29包括设置在脚掌1上的转向电机27，所述的转向电机27输出轴上套设有滚轮28。

具体使用时，首先设定该仿袋鼠跳跃机器人的程序，之后仿袋鼠跳跃机器人根据地形地貌规划其运动路径，之后转向电机27驱动滚轮28转动，使得脚掌1可绕其后跟原地转动，从而完成起跳方向的调整，之后利用五号电机15反向转动驱动丝杠螺母传动装置，使螺母17朝五号电机15回移，使蓄能弹簧10缩短，并在蓄能弹簧10缩短时其弹性力较小的情况下，利用螺母17的移动作为驱动来拉动大腿12相对机身5逆时针方向转动，并靠棘轮装置13单向锁定大腿12的位置，由于从动齿轮26和五号齿轮14的传动作用，丝杆随大腿12的转动会相对于机身6顺时针转动，当大腿12与丝杆16之间的夹角达到指定值时，五号电机15停止转动，姿态调整过程完成，之后跳跃机构进行能量积蓄，五号电机15正向转动驱动丝杠螺母传动装置，螺母17沿着丝杆远离五号电机15的方向移动，使杆长度增加并同时使跳跃弹簧伸长且蓄能完成，之后准备跳跃时，通过电机驱动主动齿轮23顺时针转动，同时与主动齿轮23啮合的从动齿轮26逆时针转动，并带动与从动齿轮26固连的凸轮25逆时针转动，然后凸轮25与棘爪22配合，使棘爪22与棘轮21瞬间脱开，跳跃装置被释放，蓄能弹簧10开始释放弹性能，驱动跳跃装置的机身5向前上方加速运动，机身5速度达到最大，拉动脚掌1脱离地面，机器人离地跳起，之后机器人作抛物线腾空飞行，之后机器人脚掌1着地完成跳跃过程；机器人在完成一次跳跃过程后若倾倒在地面时，其跳跃装置2处于伸展状态，此时较难翻转机器人使其恢复站立姿态，然后需要机器人在倾倒状态完成调姿与储能过程，此时跳跃装置2处于压缩状态而机身5与脚掌1之间的距离最小，电机3驱动曲柄7通过连杆6推动拨杆4展开，使机器人翻转完成站立姿态的恢复。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为对本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种自动恢复站立的仿袋鼠跳跃机器人，它包括机身（5）、连接在机身（5）下方的跳跃装置（2）和设置在跳跃装置（2）底部的脚掌（1），其特征在于，所述的机身（5）上设置有两套结构相同的曲柄摇杆机构（30），所述的两套曲柄摇杆机构（30）的曲柄（7）通过齿轮相互啮合，所述的机身（5）上设置有与其中一个曲柄（7）配合的电机（3），所述的曲柄（7）上端连接有推拉杆（6），所述的推拉杆（6）另一端连接有拨杆（4），所述的拨杆（4）下端连接有于机身（5）上的转动套杆（8）。

2.根据权利要求1所述的一种自动恢复站立的仿袋鼠跳跃机器人，其特征在于，所述的跳跃装置（2）包括设置在机身（5）左右两侧的棘轮装置（13），所述的棘轮装置（13）下端连接有大腿（12），所述的大腿（12）下端活动连接有小腿（9），所述的小腿（9）下端连接在设置于脚掌（1）后端上的安装座（20），所述的大腿（12）与小腿（9）相连接的左右膝关节处通过连杆（11）串联，所述的跳跃装置（2）还包括与棘轮装置（13）啮合设置于机身（5）左右两侧的五号齿轮（14），所述的五号齿轮（14）侧面固连有五号电机（15），所述的五号电机（15）的输出轴上连接有丝杆（16），所述的丝杆（16）上设置有螺纹配合的螺母（17），所述的螺母（17）上铰接配合有辅助杆（18），所述的辅助杆（18）下端和小腿（9）下端的分别连接有相互啮合的不完全齿轮（19），所述的左右螺母（17）之间通过连杆（11）串联，两根连杆（11）之间设置有蓄能弹簧（10）。

3.根据权利要求2所述的一种自动恢复站立的仿袋鼠跳跃机器人，其特征在于，所述的棘轮装置（13）为内啮式，它包括与大腿（12）固连的棘轮（21），所述的棘轮（21）与五号齿轮（14）啮合，所述的棘轮（21）内齿啮合有铰接在机身（5）上的棘爪（22），所述棘爪（22）尾端连接有设置在机身（5）上的释放弹簧（24），所述的棘轮装置（13）还包括设置在机身（5）上的主动齿轮（23），所述的主动齿轮（23）下方啮合有从动齿轮（26），所述的从动齿轮（26）上固连有与棘爪（22）配合的凸轮（25）。

4.根据权利要求3所述的一种自动恢复站立的仿袋鼠跳跃机器人，其特征在于，所述的脚掌（1）前端设置有起跳转向装置（29），所述的起跳转向装置（29）包括设置在脚掌（1）上的转向电机（27），所述的转向电机（27）输出轴上套设有滚轮（28）。