[发明专利]一种双足间歇式跳跃机器人

说明书

一种双足间歇式跳跃机器人，它涉及跳跃机器人机械系统设计领域。本发明解决了现有的跳跃机器人存在结构和控制复杂，效率低下，成本高的问题。本发明的电动机、减速器和电机固定板由上至下顺次连接，驱动系统安装在躯干上部，躯干包括上躯干、下躯干和多个支撑柱，上躯干通过多个支撑柱与下躯干固接，腰部的两个腰部单元分别位于躯干左右两侧，驱动系统中位于中间位置的驱动单元驱动直齿轮传动系统带动两个腰部单元实现转动，腿部的两个腿部单元分别位于腰部两侧，每个腿部单元均为连杆机构，驱动系统中位于两侧的驱动单元驱动锥齿轮传动系统带动两个腿部单元实现跳跃。本发明能够实现一个电动机带动多个自由度，提高了能量利用率。

技术领域

本发明涉及跳跃机器人机械系统设计领域,具体涉及一种双足间歇式跳跃机器人。

背景技术

跳跃机器人利用跳跃运动前进，其越障、适应复杂地形地貌及有效承载能力强，易小型化，在行星表面的低、微重力环境下其移动能力具有明显优势，特别适合用作星面探测机器人或子母式探测车的子体探测系统。

根据跳跃方式不同，跳跃机器人可分为连续式和间歇式跳跃两种。间歇式跳跃机器人较连续式跳跃机器人具有更强的实用性，目前用于行星探测的跳跃机器人多为间歇式跳跃方式。间歇式跳跃机器人不需要时刻保持对机器人位姿的绝对控制，而是进行分段控制，即能量存储装置触发后，位姿调整在各个阶段独立进行，这种方式简化了机器人控制过程。

传统跳跃机器人驱动方式多为“电机+弹簧”驱动，实现跳跃主要依靠于释放储存在弹性元件中的能量，而弹性元件的能量递减特性以及释放装置的不稳定性，使得系统控制复杂、效率低下且储能系统结构复杂。

综上所述，现有的跳跃机器人存在结构和控制复杂，效率低下，成本高的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的跳跃机器人存在结构和控制复杂，效率低下，成本高的问题，进而提供一种双足间歇式跳跃机器人。

本发明的技术方案是：

一种双足间歇式跳跃机器人，它包括躯干、腰部、腿部、驱动系统、直齿轮传动系统和锥齿轮传动系统，驱动系统包括三个驱动单元，每个驱动单元包括电动机、减速器和电机固定板，电动机、减速器和电机固定板由上至下顺次连接，驱动系统安装在躯干上部，躯干包括上躯干、下躯干和多个支撑柱，上躯干通过多个支撑柱与下躯干固接，腰部的两个腰部单元分别位于躯干左右两侧，驱动系统中位于中间位置的驱动单元驱动直齿轮传动系统带动两个腰部单元实现转动，腿部的两个腿部单元分别位于腰部两侧，每个腿部单元均为连杆机构，驱动系统中位于两侧的驱动单元驱动锥齿轮传动系统带动两个腿部单元实现跳跃。

进一步地，直齿轮传动系统包括三个直齿轮，三个直齿轮的上端面分别与三个电机固定板固接，三个直齿轮中位于中间直齿轮分别与两侧直齿轮相啮合，两侧直齿轮分别套装在两个腰部单元上，两侧直齿轮带动两个腰部单元在水平面内实现转动。

进一步地，每个腰部单元包括第一髋关节、第二髋关节和两个第三髋关节，第一髋关节和第二髋关节平行设置，两个第三髋关节沿竖直方向对称设置在第一髋关节和第二髋关节之间，第一髋关节的上部设有用于支撑两侧直齿轮的台肩，第一髋关节插装在上躯干内，第一髋关节通过轴承与上躯干转动连接，第二髋关节插装在下躯干内，第二髋关节通过轴承与下躯干转动连接。

进一步地，锥齿轮传动系统包括两个锥齿轮传动单元，每个锥齿轮传动单元包括第一延长轴、第一挡板和锥齿轮组，锥齿轮组包括第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮，第一延长轴的一端穿过第一髋关节并与两侧减速器输出轴连接实现传动，第一延长轴的另一端嵌入第一锥齿轮内并通过键传动，第一锥齿轮的左右两端分别与第二锥齿轮和第三锥齿轮相啮合，第二锥齿轮和第三锥齿轮的轴端分别插装在两个第三髋关节内并通过轴承与两个第三髋关节转动连接，第一延长轴的轴端处设有第一挡板，第一挡板通过螺钉与第一延长轴固接。