[发明专利]一种可重复弹跳的仿生机器人

说明书

本发明涉及一种可重复弹跳的仿生机器人，通过遥控控制减速电机的正反转，通过两个反向的单向轴承，实现机器人弹跳和姿态恢复两种功能，从而实现仿生机器人的可重复弹跳。驱动机构通过单个电机能够实现机器人的弹跳与自复位，实现机器人的可重复弹跳，不仅能够减轻机器人自身重量，而且简化了机器人的驱动系统，使驱动更可控。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种可重复弹跳的仿生机器人，具备姿态平衡、自复位和可重复弹跳能力。

背景技术

机器人可重复弹跳问题一直是技术难点，也是国内外科研人员关注的焦点，机器人如果只是实现单次弹跳，再靠人为扶正姿态，进行下次弹跳，那么它的实际应用价值十分有限，只有通过遥控控制实现机器人的可重复弹跳才能增加弹跳机器人的应用价值，才能更好应用到实际生产生活中。目前，国内外有关可重复弹跳的研究并未取得很好结果，存在不少的缺点和问题。

2013年洛桑联邦理工学院的Mirko Kovaˇc所设计的具有柔性椭球罩的微型跳跃机器人，它利用不倒翁原理，在一个7g的弹跳机构外包裹一个直径120mm的柔性椭球罩，从而使弹跳机构在落地后利用椭球罩恢复姿态稳定，实现可重复弹跳，但是这种设计有两个缺点：一是在弹跳机构外包裹一个大椭球罩使机器人占用空间大，不利于机器人隐藏，并且影响其运动灵活性；二是该跳跃机器人在弹跳时，没有方向性，不能按照指定方向起跳，不利用机器人的路线控制。

已有的中国专利CN102050164A提出“仿生机器人连续跳跃运动机构”与本发明相近。该发明提供一种仿生机器人连续跳跃运动机构，通过安装在机体上的弧形状内齿轮条和安装在电机上的不完全齿轮啮合，使安装电机的电机板转动，进而压缩电机板与机体之间的扭簧，实现弹跳，该机构设计简单，可以实现连续运动，但是该机构弧形状内齿轮条与不完全齿轮配合有难度，并且难以控制起跳方向。

因此，本发明专利针对弹跳机器人可重复弹跳提出设计一种具备弹跳姿态平衡、自复位和可重复弹跳能力的仿生机器人，克服目前可重复弹跳机构的不足，提高弹跳机器人的实用价值。

发明内容

本发明解决的技术问题是：本发明的目的在于提供一种基于蝗虫的生理特点，保持弹跳姿态平衡，落地后通过自复位机构调整姿势，实现可重复弹跳的仿生机器人，从而达到符合要求的跳跃距离、高度以及连续弹跳能力，提高仿生机器人的实用价值。

本发明的技术方案是：一种可重复弹跳的仿生机器人，包括机体、前腿、中腿、弹跳机构、绞线和驱动机构；所述弹跳机构包括上支架、下支架和小腿，其中三者均是由相互平行的两个连接杆组成，且上支架和下支架之间相互铰接，上支架一端、下支架一端分别和小腿进行铰接；上支架一端、下支架一端分别和机体铰接；

所述驱动机构包括减速电机、自复位不完全齿轮、自复位齿轮、弹跳不完全齿轮、弹跳齿轮、卷线轮和单向轴承二，减速电机固定在机体上的电机槽里，所述的自复位不完全齿轮和弹跳不完全齿轮同时安装在减速电机的输出轴上，并且自复位不完全齿轮紧靠减速电机在内，弹跳不完全齿轮在外，所述的自复位齿轮安装在复位轴上并与自复位不完全齿轮啮合，所述的弹跳齿轮安装在弹跳轴上并与弹跳不完全齿轮啮合，所述的单向轴承二安装在卷线轮的中心孔内，所述的弹跳轴穿过卷线轮中心孔的单向轴承二安装在机体的弹跳轴孔内，所述的卷线轮位于机体的下侧并安装在弹跳轴的中间处，绞线一端连接到卷线轮上，另一端连接到下连接杆中间处的安装套上；减速电机通过驱动自复位不完全齿轮和弹跳不完全齿轮带动自复位齿轮和弹跳齿轮转动，从而通过弹跳轴带动卷线轮转动，拉动绞线蓄能，当弹跳不完全齿轮与弹跳齿轮啮合到缺齿部分时开始释能，实现弹跳。

本发明的进一步技术方案是：还包括自复位机构，包括复位杆、拉簧、单向轴承一以及复位轴，所述的复位杆弧长L范围为120-130mm，它的一端为圆环，从圆心开始到复位杆两边的角度α范围为60-70度，所述的单向轴承一安装在圆环内，所述的复位轴穿过单向轴承一水平安装在机体上的复位轴孔内，所述的拉簧套在复位轴上，一端固定在机体上，另一端固定在复位杆上，用来恢复复位杆的位置。