CN221233921U - 一种仿生跳跃青蛙机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种仿生跳跃青蛙机器人，包括机器人主体、电推杆、卡爪以及前后腿组件。本实用新型的有益效果是：设置有后小腿、后大腿以及前腿，采用了青蛙腿部结构的仿生设计，使其在跳跃时具备自然、高效的运动能力，采用电推杆驱动，电推杆的杆身固定连接在电推杆座内，并设置有导杆，导杆位于电推杆座与推块之间的杆身上套设有弹簧，能够实现精确的控制，并具有较大推力和拉力，采用卡头与卡爪相配合，且卡爪的活动爪之间通过弹力绳进行张力拉动，通过可靠的释放机构设计，电动推杆的拉力直接作用在弹簧上，传动效率高，减少能量传递的路径，能储存更多势能使机器人跳的更远。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机器人，具体为一种仿生跳跃青蛙机器人，属于仿生机器人技术领域。
背景技术
为了在条件恶劣、环境复杂等未知环境下代替人类完成工作任务，仿生跳跃青蛙机器人因其可以跨越障碍、躲避危险，且具有爆发性强、弹跳性能高和灵活性好等特点，受到了国内外各个研究机构的高度关注。
但因其涉及仿生学、机械学、控制等多种学科领域，因此研制难度较大。在现有技术中，如公告号为CN113120106B所公开的一种燃爆驱动刚柔耦合仿青蛙机器人，运用了氢气和氧气的燃爆放能原理、软体燃爆腔和刚体活塞式约束结合的方式实现能量的释放，能够将化学能在短时间内转换为机械能，可实现机器人较大的瞬时加速度，同时通过刚性活塞式约束，实现对软体燃爆腔膨胀方向的控制，从而使机器人的跳跃方向和姿态受到控制。但现有仿生跳跃青蛙机器人大都整体机构复杂、重量较大，导致仿生程度低、可靠性不足，限制了其应用场合。
实用新型内容
本实用新型针对以上问题，以跳跃性能为前提，设计了一种结构简单、可靠性高的电推杆驱动仿生跳跃青蛙机器人。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种仿生跳跃青蛙机器人，包括机器人主体、电推杆、卡爪以及前后腿组件，机器人主体上固定安装有电推杆座，电推杆的杆身固定连接在电推杆座内，前后腿组件包括后腿和前腿，前后腿组件活动连接在机器人主体的前后端；
卡爪安装在推块上，推块转动连接在前后腿组件的两个后腿之间，卡爪包括呈对称状设置的活动爪，电推杆的推动杆前端固定套设有卡头，且电推杆的推动杆在推出状态下，卡头卡放在卡爪的活动爪内。
作为本实用新型再进一步的方案：后腿包括后小腿和后大腿，后小腿与后大腿之间通过长销轴转动连接，两个后大腿的另一端通过后腿销轴与机器人主体的后端两侧转动连接，两个后小腿通过推轴与推块相连接。
作为本实用新型再进一步的方案：电推杆座还活动贯穿连接有导杆，导杆的底端与推块固定连接，导杆位于电推杆座与推块之间的杆身上套设有弹簧。
作为本实用新型再进一步的方案：卡爪的活动爪底端通过转轴与推块呈转动连接，两个活动爪的中间部位连接有弹力绳。
作为本实用新型再进一步的方案：卡头上开设有环形状的卡槽。
作为本实用新型再进一步的方案：电推杆的外筒上固定套设有锥套，且锥套的底端设置有锥面。
作为本实用新型再进一步的方案：前腿通过前腿销轴与机器人主体的前端两侧转动连接。
本实用新型的有益效果是：
1）设置有后小腿、后大腿以及前腿，采用了青蛙腿部结构的仿生设计，使其在跳跃时具备自然、高效的运动能力；
2）采用电推杆驱动，电推杆的杆身固定连接在电推杆座内，并设置有导杆，导杆位于电推杆座与推块之间的杆身上套设有弹簧，能够实现精确的控制，并具有较大推力和拉力；
3）采用卡头与卡爪相配合，且卡爪的活动爪之间通过弹力绳进行张力拉动，通过可靠的释放机构设计，电动推杆的拉力直接作用在弹簧上，传动效率高，减少能量传递的路径，能储存更多势能使机器人跳的更远。
附图说明
图1为本实用新型整体后视结构示意图；
图2为本实用新型整体前视结构示意图；
图3为本实用新型电推杆结构示意图；
图4为本实用新型卡爪结构示意图；
图5为本实用新型卡爪与活动爪卡扣状态结构示意图；
图6为本实用新型电推杆拉动推块移动状态结构示意图；
图7为本实用新型后腿弯曲蓄力状态结构示意图。
图中：1、机器人主体，2、电推杆，3、电推杆座，4、锥套，5、卡头，6、卡爪，6-1、活动爪，6-2、弹力绳，6-3、转轴，7、推块，8、弹簧，9、导杆，10、推轴，11、后小腿，12、长销轴，13、后大腿，14、后腿销轴，15、前腿，16、前腿销轴，17、卡槽。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1，如图1至图7所示，一种仿生跳跃青蛙机器人，包括机器人主体1、电推杆2、卡爪6以及前后腿组件，机器人主体1上固定安装有电推杆座3，电推杆2的杆身固定连接在电推杆座3内，前后腿组件包括后腿和前腿15，前后腿组件活动连接在机器人主体1的前后端；
卡爪6安装在推块7上，推块7转动连接在前后腿组件的两个后腿之间，卡爪6包括呈对称状设置的活动爪6-1，电推杆2的推动杆前端固定套设有卡头5，且电推杆2的推动杆在推出状态下，卡头5卡放在卡爪6的活动爪6-1内。
实施例2，本实施例中除包括实施例一中的所有技术特征之外，还包括：后腿包括后小腿11和后大腿13，后小腿11与后大腿13之间通过长销轴12转动连接，两个后大腿13的另一端通过后腿销轴14与机器人主体1的后端两侧转动连接，两个后小腿11通过推轴10与推块7相连接，当电推杆2带动推块7进行移动时，后小腿11与后大腿13之间进行弯折动作，即能够实现后腿的弯曲，以模拟青蛙跳跃前的后腿部位动作。
电推杆座3还活动贯穿连接有导杆9，导杆9的底端与推块7固定连接，导杆9位于电推杆座3与推块7之间的杆身上套设有弹簧8，可在电推杆2带动推块7进行移动时，后小腿11与后大腿13之间呈弯曲状，此时导杆9也随着推块7进行移动，弹簧8处于被压缩状态，进而模拟青蛙跳跃前的蓄力动作。
实施例3，本实施例中除包括实施例一中的所有技术特征之外，还包括：卡爪6的活动爪6-1底端通过转轴6-3与推块7呈转动连接，两个活动爪6-1的中间部位连接有弹力绳6-2，以使两个活动爪6-1在初始状态为闭合状，进而可在卡头5与活动爪6-1接触时，卡头5能够将活动爪6-1向两外侧推动，而两个活动爪6-1在弹力绳6-2的作用下，具有向内侧收紧的作用力，以使卡头5能够卡放在活动爪6-1内。
卡头5上开设有环形状的卡槽17，以确保卡头5能够卡放在活动爪6-1内时，活动爪6-1能够卡扣在卡槽17处，进而能够形成对卡头5的牢固卡扣。
实施例4，本实施例中除包括实施例一中的所有技术特征之外，还包括：电推杆2的外筒上固定套设有锥套4，且锥套4的底端设置有锥面，可在电推杆2将活动爪6-1拉到与锥套4接触时，在锥套4的锥面作用下，开始将活动爪6-1向两外侧方向推动，继续拉动卡爪6，当活动爪6-1从卡槽17内滑出时，电推杆停止运动，通过推块7和推轴10，后腿迅速向下弹出，这样仿生机器人就从原地跳跃出去，重复上述过程，机器人就会不断地向前跳跃。
前腿15通过前腿销轴16与机器人主体1的前端两侧转动连接，以能够在后腿处于弯曲状态或完全打开状态时，前腿15均能进行相应的转动，进而可使前腿15配合后腿的弹跳进行相应的动作，以实现仿生跳跃。
如图5所示，初始时，在弹簧8的作用下，后腿完全打开，此时，操作电推杆2，使卡头5按图示箭头方向移动，当卡头5与活动爪6-1接触时，卡头5开始将活动爪6-1向两侧按图示箭头方向推动，直至活动爪6-1卡在卡槽17内。
如图6所示，活动爪6-1在弹力绳6-2的作用下，向中间摆动，将卡头5卡住，然后操作电推杆2，使卡头5按图示箭头方向移动，通过推块7带动后腿收缩，弹簧8被压缩。
如图7所示，当电推杆2将活动爪6-1拉到与锥桶4接触时，在锥头的锥面作用下，开始将活动爪6-1向两侧按图示箭头方向推动，继续拉动卡爪6，当活动爪6-1从卡槽17内滑出时，电推杆停止运动，通过推块7和推轴10，后腿迅速向下弹出，这样仿生机器人就从原地跳跃出去，重复上述过程，机器人就会不断地向前跳跃。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种仿生跳跃青蛙机器人，包括机器人主体（1）、电推杆（2）、卡爪（6）以及前后腿组件，其特征在于：所述机器人主体（1）上固定安装有电推杆座（3），所述电推杆（2）的杆身固定连接在电推杆座（3）内，所述前后腿组件包括后腿和前腿（15），所述前后腿组件活动连接在机器人主体（1）的前后端；
所述卡爪（6）安装在推块（7）上，所述推块（7）转动连接在前后腿组件的两个后腿之间，所述卡爪（6）包括呈对称状设置的活动爪（6-1），所述电推杆（2）的推动杆前端固定套设有卡头（5），且电推杆（2）的推动杆在推出状态下，所述卡头（5）卡放在卡爪（6）的活动爪（6-1）内。
2.根据权利要求1所述的仿生跳跃青蛙机器人，其特征在于：所述后腿包括后小腿（11）和后大腿（13），所述后小腿（11）与后大腿（13）之间通过长销轴（12）转动连接，两个所述后大腿（13）的另一端通过后腿销轴（14）与机器人主体（1）的后端两侧转动连接，两个所述后小腿（11）通过推轴（10）与推块（7）相连接。
3.根据权利要求1所述的仿生跳跃青蛙机器人，其特征在于：所述电推杆座（3）还活动贯穿连接有导杆（9），所述导杆（9）的底端与推块（7）固定连接，所述导杆（9）位于电推杆座（3）与推块（7）之间的杆身上套设有弹簧（8）。
4.根据权利要求1所述的仿生跳跃青蛙机器人，其特征在于：所述卡爪（6）的活动爪（6-1）底端通过转轴（6-3）与推块（7）呈转动连接，两个所述活动爪（6-1）的中间部位连接有弹力绳（6-2）。
5.根据权利要求4所述的仿生跳跃青蛙机器人，其特征在于：所述卡头（5）上开设有环形状的卡槽（17）。
6.根据权利要求1所述的仿生跳跃青蛙机器人，其特征在于：所述电推杆（2）的外筒上固定套设有锥套（4），且所述锥套（4）的底端设置有锥面。
7.根据权利要求1所述的仿生跳跃青蛙机器人，其特征在于：所述前腿（15）通过前腿销轴（16）与机器人主体（1）的前端两侧转动连接。
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