[发明专利]基于脱扣储释能机理的跳跃机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种跳跃机器人，具体来说，是一种基于脱扣储释能机理的跳跃机器人，属于跳跃机器人技术领域。

背景技术

随着现代机器人应用范围的日益广泛和机器人工作环境的日趋恶劣。诸如考古探测、星际探索、军事侦察以及反恐活动等任务，对机器人的性能也提出了更高的要求，其本身应具有较强的地形适应能力及自主运动能力。相对于采用爬行或履带运动方式的移动机器人，跳跃机器人可以轻而易举地跃过比自身尺寸大几倍的障碍物或沟渠，具有运动灵活性高、活动范围广、躲避风险能力强的特点，因此更适合在复杂和不可预测的环境下工作。在跳跃机器人的整个运动过程当中，弹跳机构是整个机器人模型当中最重要也是最关键的机构，它关系到机器人弹跳性能的优劣，进而决定了整个机器人性能的优劣。在现有跳跃机器人的弹跳机构当中，一般采用的方法是利用气缸、弹簧、绳索、活塞、液压缸等装置进而辅之以其他装置来实现跳跃机器人的弹跳动作，或者是根据仿生学原理，模仿各种动物的运动机理进而完成跳跃动作。

现有技术中使用储能弹簧作为弹跳动力的跳跃机器人，其跳跃动力机构的简图如图4所示，该种机构是采用平行四边形的连杆机构，以及水平设置的拉簧，拉簧拉伸时储能，收缩时释能，这种跳跃动力机构具有弹簧能量的利用率低，效率不高，弹跳高度受限的缺点。

发明内容

本发明旨在提供一种操作简单、结构紧凑、稳定性和能量利用率高的跳跃机器人，用以解决以上所述缺陷。

本发明采取以下技术方案：

一种基于脱扣储释能机理的跳跃机器人，包括水平的支撑板4，所述支撑板4下方固定3-4个支撑腿，支撑板4中心处设有弹跳腿，所述弹跳腿包括蹬脚19，蹬脚19上方与弹簧导柱及脱扣杆18连接，弹簧导柱外套设动力弹簧21，动力弹簧下端压住蹬脚19，上端抵住支撑板4，所述脱扣杆18上端设有脱扣触头39，所述弹簧导柱上端设有平钩36；所述支撑板4上固定设有立板1，所述立板1分别与凸轮31，L形连杆30，翘杆34，和脱扣件3铰接；当第一外部动力带动凸轮31顺时针旋转时，压下翘杆34一端，翘杆34绕固定支架旋转，另一端抬起，使平钩36上抬，平钩36连同弹簧导柱带动弹跳腿上抬，弹簧被压缩从而进行储能，直至脱扣触头39锁定到脱扣件3上，动力弹簧21完成能量的储存；弹跳机器人的储能机构用于完成能量的储存和释放，该发明中的脱扣储能机构为压簧式脱扣储能机构，以螺栓连接的形式固定到支撑板4上，保证其与整个机身的稳定性;在机构的脱扣部分，以重力平衡及有效脱扣复位为依据，在脱扣、复位的基础上设计了反面连杆、弹簧复位机构，保证机构在触发脱扣、复位动作时更加地灵活准确;该脱扣储能机构主要包括锁存和脱扣两个状态，锁存状态标志着能量储存过程的完成；脱扣状态下脱扣储能机构主要完成能量的释放。现结合说明书附图对立板1上的脱扣储能机构作详细的说明：

动力凸轮顺时针转动，如图1(a)所示，当主动凸轮刚接触到加载杆BC时，拨动加载杆逆时针转动，加载杆的转动带动加载触头拉动弹簧导柱CH竖直向上运动，弹簧导柱上的储能压簧随之被压缩储能;当弹簧导柱继续向上运动到一定位置时，如图1(b)所示，弹簧导柱CH上的脱扣触头被锁定在摆动杆FG上，弹簧导柱运动停止，压簧储能结束,此为锁存状态;当如图1(c)所示，压簧储能结束后，凸轮脱离加载杆;当动力凸轮继续转动，如图1(d)所示,凸轮接触到脱扣杆DE并拨动其逆时针转动，进而通过连杆EF的作用使得摆动杆FG向右摆动，脱扣触头脱离，机构进行能量的释放，与其相连的蹬脚在弹簧势能的作用下迅速向下运动触地，从而完成整个弹跳动作;如图1(e)所示，动力凸轮继续转动脱离脱扣杆DE，摆动杆在弹簧力的作用下又恢复到初始状态，如图1(f)所示。