[发明专利]一种内燃机驱动的仿生跳跃机器人

说明书

技术领域

本发明涉及仿生跳跃机器人领域，具体地说，涉及一种内燃机驱动的仿袋鼠腿式跳跃机器人。

背景技术

复杂工作环境下的行进机器人均需解决如何提高地形适应能力的问题。轮式及履带式机器人无法越过沟壑及障碍物；步行及爬行机器人不仅运动缓慢越障能力差，而且自由度多控制复杂；跳跃机器人的立足点不必是连续的，可在能够到达的区域内选择最优支撑点，对于有土石障碍、沟壑、地面松软的情况下均能够工作，地形环境适应能力强。在野外探险和军事活动中，跳跃运动的突然性与爆发性有助于躲避危险，在完成危险任务时更加灵活，因此在反恐、抢险救灾诸多领域，跳跃机器人具有很大的潜力。

目前，行进机器人多采用电机驱动，但同等重量下电机功率较低，动力不足，且电池供电时间有限，难以直接提供瞬间的爆发力，不适合载人负重行进。液压驱动机器人或液压驱动行进装置输出功率大，能够实现大负载行进；例如美国波士顿公司为军方研制的负重运输机器人“BigDog”,可承载40Kg负重攀越35deg的斜坡，以5.3km/h的速度行走；“LS3”可搭载180kg重物连续行走32km；“Wildcat”机器人能够以30km/h在平缓路面飞奔和跳跃，但是液压驱动的缺点在于自身重量大，液压装置复杂，配套装置多，反应时间长，执行速度慢，不适合提供瞬间爆发力。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足,克服其越障能力差、能量利用率低，难以实现载人负重行进、仿生性能差的问题，本发明提出一种内燃机驱动的仿生跳跃机器人，该机器人依靠机构实现力特性变换，仿生程度高，动力充足，地形环境适应能力强。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括传动机构、跳跃机构、控制装置、内燃机、蜗轮蜗杆箱、油箱、车前架、车后架、载物板，车前架和车后架分别与蜗轮蜗杆箱固连，内燃机固定在车前架的上面，载物板与车后架固连，油箱安装在载物板上；

所述传动机构包括小带轮、同步带、大带轮、蜗杆、蜗轮、蜗轮花键轴、曲柄、齿条、第一齿轮、齿条挡板、调节螺栓，小带轮与内燃机输出轴固连，大带轮与控制装置的电磁离合器高速端连接，电磁离合器低速端与蜗杆固连,大带轮与小带轮通过同步带相连；蜗轮与蜗轮花键轴固连,曲柄连接在蜗轮花键轴上，齿条一端通过调节螺栓与曲柄铰接，曲柄上有多个孔位，调节螺栓与曲柄上不同孔位配合调节曲柄长度，齿条与第一齿轮啮合，第一齿轮与前髋关节轴固连，两齿条挡板分别位于第一齿轮两侧；

所述跳跃机构包括前髋关节轴、大腿、前膝关节轴、小腿、踝关节轴、后髋关节轴、跳跃辅助架、后膝关节轴、脚掌、弹簧安装杆、安装杆转轴、弹簧安装轴、弹簧、第二齿轮、齿轮杆，齿轮杆与后髋关节轴铰接，第一齿轮与前髋关节轴连接，两条大腿位于前髋关节轴两端，相对于第二齿轮对称安装，大腿、第一齿轮与第二齿轮同步转动；脚掌采用多片弧形板叠加在脚骨架上，脚骨架固连在跳跃辅助架两侧；小腿一端通过前膝关节轴与大腿铰接，小腿另一端通过踝关节轴与跳跃辅助架铰接；跳跃辅助架与齿轮杆通过后膝关节轴铰接；齿轮杆与第二齿轮啮合，弹簧安装轴连接在弹簧安装杆上，弹簧安装杆与跳跃辅助架通过安装杆转轴铰接，并通过定位销调节与跳跃辅助架的角度；

所述控制装置包括舵机、舵机控制仪、控制电路板、电磁离合器，电磁离合器位于车前架的下面,舵机固定在内燃机侧端，舵机控制仪、控制电路板分别安装在载物板上。

机架、大腿、小腿、跳跃辅助架、齿轮杆长度比例为1:0.6:1.2:0.5:0.8。

有益效果