CN208760758U - 一种弹跳机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种弹跳机器人，包括小车，小车包括车架和四个车轮，车架上设置有气动弹跳机构、电控系统、气路系统、电池及四个电机，电池为四个电机提供电力，四个电机分别驱动四个车轮，气动弹跳机构朝车架前端的上方倾斜设置，气动弹跳机构的伸出端能够穿过车架且与地面相互作用，并带动小车向前跳跃。本实用新型结构简单，控制方便，体积小，重量轻，小车采用四驱的方式，便于灵活控制小车的行驶，能够实现小车的原地转向，气动弹跳机构的弹跳准备时间短，而且不存在液压系统漏油的问题，安全、环保。

Description

一种弹跳机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种弹跳机器人。

背景技术

随着社会地不断进步，传感技术、人工智能以及运动控制技术等高新科技迅速发展，机器人的应用越来越普遍，尤其是适用于复杂地形的智能移动机器人，已在航空、海洋、军事、娱乐、服务等各个领域得到普遍的应用。随着运用领域的逐渐扩大，智能移动机器人面临的运用环境也愈加恶劣，比如在军事侦查、航天事业、海洋开发等领域中面临的地形往往比较险峻，存在各种各样的障碍物及沟壑，甚至存在危险性，这就要求机器人不仅要有高效的处理信息能力、通信能力、自主能力、导航能力等，还要有较强的地面通过能力，自由运动能力和对复杂地形的适应能力。现有的智能移动机器人主要有履带式、车轮式、腿足式、蠕动式等，其中车轮式和履带式只能在相对平坦的地面上运动，遇到高低不平的地形基本无法运动，其他运动形式的机器人虽然具有一定的越障能力，但是复杂的机械结构和大量的关节驱动使得其控制变得非常复杂，遇到较大的障碍物也无法通过。

因此，就出现了具有弹跳运动能力的智能移动机器人，即弹跳机器人，弹跳机器人能够轻松地越过较大的障碍物，甚至能够越过自身尺寸数倍或者数十倍的障碍和沟壑等，有着很强适应能力和很高的工作效率，比如应用在环境恶劣的军事侦查、物资运输、星球探索以及一些救援任务中。目前，现有的小型弹跳机器人大多采用弹簧蓄能的方式实现弹跳，并且弹跳多采用液压或者电机的方式进行驱动，结构复杂，体积大，质量重，而且液压系统还存在漏油的问题。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有弹跳机器人存在的问题，提出一种弹跳机器人。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出如下技术方案：

一种弹跳机器人，包括小车，小车包括车架和四个车轮，车架上设置有气动弹跳机构、电控系统、气路系统、电池及四个电机，电池为四个电机提供电力，四个电机分别驱动四个车轮，气动弹跳机构朝车架前端的上方倾斜设置，气动弹跳机构的伸出端能够穿过车架且与地面相互作用，并带动小车向前跳跃。

本实用新型的有益效果是：结构简单，控制方便，体积小，重量轻，小车的四个车轮分别由四个电机进行驱动，四驱的方式便于灵活控制小车的行驶，能够实现小车的原地转向，当小车在行驶过程中需要跳跃时，气动弹跳机构的伸出端伸出并与地面相互作用，从而对小车产生朝其行驶方向斜上方的作用力，实现小车向前跳跃，小车跳起后至落地前，气动弹跳机构的伸出端缩回到初始位置，保证小车能够平稳落地，并且能够为第二次弹跳做准备，气动弹跳机构的弹跳准备时间短，而且不存在液压系统漏油的问题，安全、环保。

在一些实施方式中，气动弹跳机构包括气缸、V型安装板及储气罐，V型安装板固定在车架上，气缸倾斜固定在V型安装板上，车架上设置有用于气缸活塞杆的伸出端通过的孔体，气缸活塞杆的伸出端连接有顶头，储气罐与气缸固定连接。在使用时，通过V型安装板便于使气缸倾斜设置，充有高压气体的储气罐能够为弹跳提供足够的动力，减少弹跳准备时间，而且便于进行多次弹跳，顶头便于气缸伸出后更好地与地面相互作用，可靠性更高。

在一些实施方式中，气缸与V型安装板通过第一卡箍连接，储气罐与气缸通过第二卡箍连接，结构简单，连接方便。

在一些实施方式中，V型安装板与车架连接的板面上设置有若干长圆孔，长圆孔的长度方向垂直于孔体。在使用时，通过长圆孔便于调整V型安装板与孔体之间的距离，从而能够对气缸的倾斜角度进行调整。

在一些实施方式中，车架上设置有两个用于调整小车行驶方向的红外对管，两个红外对管分别位于车架前端的底部两侧。在使用时，通过两个红外对管能够更好地保证小车的行驶方向，防止小车跑偏。

在一些实施方式中，车架上设置有用于安置电控系统的双层支架，这样能够更加充分地利用空间，安置电控系统更加方便。

在一些实施方式中，电控系统具有Wi-Fi模块，电控系统通过Wi-Fi模块能够与上位机实现无线连接，这样控制更加方便。

在一些实施方式中，电机为直流减速电机，直流减速电机结构紧凑，节省空间，而且提供较低的转速和较大的力矩。

另外，在本实用新型技术方案中，凡未作特别说明的，均可通过采用本领域中的常规手段来实现本技术方案。

附图说明

图1为本实用新型一种弹跳机器人的第一立体结构示意图。

图2为本实用新型图1中A处的局部放大图。

图3为本实用新型一种弹跳机器人的第二立体结构示意图。

附图中标号说明，小车1，车架11，孔体111，车轮12，气动弹跳机构2，气缸21，V型安装板22，长圆孔221，储气罐23，第一卡箍24，第二卡箍25，顶头26，电控系统3，Wi-Fi模块31，气路系统3，电磁阀41，电池5，电机6，红外对管7，双层支架8。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外需要说明的是，术语“上方”、“前端”、“底部”、“两侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例：

一种弹跳机器人，如图1、图3所示，包括小车1，小车1包括车架11和四个车轮12，车架11上设置有气动弹跳机构2、电控系统3、气路系统3、电池5及四个电机6，通常电池5和电机6固定在车架11的底部，电池5为四个电机6提供电力，四个电机6分别驱动四个车轮12，即小车1采用四驱的方式进行驱动，这样便于灵活控制小车1的行驶，而且能够实现小车1的原地转向，气动弹跳机构2朝车架11前端的上方倾斜设置，气动弹跳机构2的伸出端能够穿过车架11且与地面相互作用，并带动小车1向前跳跃，小车1跳跃的路线为一条抛物线，通过调节小车1的行驶速度以及气动弹跳机构2的倾斜角度和推力大小，能够调整小车1跳跃的高度和水平距离。此外，电控系统3由上位机进行控制，电控系统3包括单片机、继电器等模块，单片机通过电机6控制小车1的行驶，单片机通过继电器和气路系统3控制气动弹跳机构2使小车1进行跳跃。

本实用新型在使用时，上位机发送信号给电控系统3的单片机，单片机控制电机6转动并使小车1开始行驶，电机6由电池5持续提供电力，当小车1在行驶到指定位置需要跳跃时，上位机再发送信号给电控系统3的单片机，单片机通过继电器和气路系统3使气动弹跳机构2的伸出端伸出，气动弹跳机构2的伸出端与地面相互作用，从而对小车1产生朝其行驶方向斜上方的作用力，实现小车1向前跳跃，小车1跳起后至落地前，气动弹跳机构2的伸出端缩回到初始位置，保证小车1能够平稳落地，并且能够为第二次弹跳做准备。本实用新型结构简单，控制方便，体积小，重量轻，气动弹跳机构2的弹跳准备时间短，而且不存在液压系统漏油的问题，安全、环保。

进一步地，气动弹跳机构2包括气缸21、V型安装板22及储气罐23，V型安装板22的一个板面固定在车架11上，气缸21倾斜固定在V型安装板22的另一个板面上，通过V型安装板22便于使气缸21倾斜设置，车架11上设置有用于气缸21活塞杆的伸出端通过的孔体111，气缸21活塞杆的伸出端连接有顶头26，顶头26便于气缸21伸出后更好地与地面相互作用，可靠性更高，储气罐23与气缸21固定连接，储气罐23中充有高压气体能够为弹跳提供足够的动力，减少弹跳准备时间，而且便于进行多次弹跳，气缸21与气路系统3的电磁阀41连接并由电控系统3进行控制。在使用过程中，当小车1在行驶到指定位置需要跳跃时，上位机发送信号给电控系统3的单片机，单片机控制继电器闭合使气路系统3的电磁阀41工作，储气罐23中的压缩推动气缸21的活塞杆伸出，顶头26与地面相互作用，从而对小车1产生朝其行驶方向斜上方的作用力，实现小车1向前跳跃，小车1跳起后至落地前，电磁阀41再次工作，气缸21的活塞杆缩回到初始位置，保证小车1能够平稳落地，并且能够为第二次弹跳做准备，更加安全、可靠。

进一步地，气缸21与V型安装板22通过第一卡箍24连接，储气罐23与气缸21通过第二卡箍25连接，结构简单，连接方便。

进一步地，如图2所示，V型安装板22与车架11连接的板面上设置有若干长圆孔221，长圆孔221的长度方向垂直于孔体111，通常V型安装板22的两侧分别设置有长圆孔221，这样V型安装板22与车架11的连接更加稳固。在使用时，通过长圆孔221便于调整V型安装板22与孔体111之间的距离，从而能够对气缸21的倾斜角度进行调整。

进一步地，车架11上设置有两个用于调整小车1行驶方向的红外对管7，两个红外对管7分别位于车架11前端的底部两侧。具体地，红外对管7选择对射型，包括并列的一个红外线发射管和一个红外线接收管，红外线发射管发射出特定频率的红外线，只有当红外线遇到反射物时，红外线接收管收到反射回来的红外线才工作。在使用时，有时地面上会设置有指示线，指示线位于两个红外对管7之间，当小车1行驶方向偏移时，红外对管7的红外线接收管会接收到经过指示线反射回来的红外线，然后反馈信号给控制系统并进行处理，进而调整小车1的行驶方向，防止小车1继续跑偏。

进一步地，车架11上设置有用于安置电控系统3的双层支架8，通常电控系统3包括多个模块，根据实际情况，多个模块分别在双层支架8的上层和下层合理地进行安置，这样能够更加充分地利用空间，减小整体的体积，从而更加方便安置电控系统3。

进一步地，电控系统3具有Wi-Fi模块31，Wi-Fi即WIreless-Fidelity、无线宽带或者无线网，它是一种允许电子设备连接到一个无线局域网的技术。在使用过程中，电控系统3通过Wi-Fi模块31能够与上位机实现无线连接，这样控制更加方便。

进一步地，电机6为直流减速电机，直流减速电机结构紧凑，节省空间，而且能够提供较低的转速和较大的力矩。在使用时，直流减速电机能够为小车1提供较大的行驶动力，更加便于控制。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式，应当理解的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以根据上述说明加以改进或交换，而所有这些改进和交换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种弹跳机器人，其特征在于，包括小车(1)，所述小车(1)包括车架(11)和四个车轮(12)，所述车架(11)上设置有气动弹跳机构(2)、电控系统(3)、气路系统(4)、电池(5)及四个电机(6)，所述电池(5)为四个所述电机(6)提供电力，四个所述电机(6)分别驱动四个所述车轮(12)，所述气动弹跳机构(2)朝所述车架(11)前端的上方倾斜设置，所述气动弹跳机构(2)的伸出端能够穿过所述车架(11)且与地面相互作用，并带动所述小车(1)向前跳跃。

2.根据权利要求1所述的一种弹跳机器人，其特征在于，所述气动弹跳机构(2)包括气缸(21)、V型安装板(22)及储气罐(23)，所述V型安装板(22)固定在所述车架(11)上，所述气缸(21)倾斜固定在所述V型安装板(22)上，所述车架(11)上设置有用于所述气缸(21)活塞杆的伸出端通过的孔体(111)，所述气缸(21)活塞杆的伸出端连接有顶头(26)，所述储气罐(23)与所述气缸(21)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种弹跳机器人，其特征在于，所述气缸(21)与所述V型安装板(22)通过第一卡箍(24)连接，所述储气罐(23)与所述气缸(21)通过第二卡箍(25)连接。

4.根据权利要求2所述的一种弹跳机器人，其特征在于，所述V型安装板(22)与所述车架(11)连接的板面上设置有若干长圆孔(221)，所述长圆孔(221)的长度方向垂直于所述孔体(111)。

5.根据权利要求1所述的一种弹跳机器人，其特征在于，所述车架(11)上设置有两个用于调整所述小车(1)行驶方向的红外对管(7)，两个所述红外对管(7)分别位于所述车架(11)前端的底部两侧。

6.根据权利要求1所述的一种弹跳机器人，其特征在于，所述车架(11)上设置有用于安置所述电控系统(3)的双层支架(8)。

7.根据权利要求1所述的一种弹跳机器人，其特征在于，所述电控系统(3)具有Wi-Fi模块(31)。

8.根据权利要求1至7中任一项权利要求所述的一种弹跳机器人，其特征在于，所述电机(6)为直流减速电机。