[发明专利]一种具备仿生弹跳越障能力的地面快速移动机器人

说明书

本发明涉及一种具备仿生弹跳越障能力的地面快速移动机器人，具备一定的地面爬行能力和弹跳越障能力，该技术可以为地面移动机器人增加弹跳式越过障碍物的能力，使其能够在具有障碍物的草丛、土地、石滩等多种野外真实场景具备较好的自由移动和避障能力。

技术领域

本发明属于机器人领域，特别涉及一种具备仿生弹跳越障能力的地面快速移动机器人。

背景技术

随着技术的发展，机器人目前在各个方面得到应用，目前跳跃机器人已经有很多研究，也已经申请了很多专利，但是弹跳机器人前进方面单纯依赖跳跃，在前进速度和转向的方面难以有更好的发挥。

已申请公布的中国专利CN201410816643提出“一种多功能仿生弹跳及行走机器人”与本发明相近。该发明可以实现起跳角度调整、弹跳高度调整、连续弹跳和自动复位的基本功能，还能实现仿青蛙弹跳和仿袋鼠弹跳两种弹跳轨迹，该发明提到的可原地转向和行走，因其机构是机器腿结构，行动比较缓慢，且机构个体较大，不能适应野外随时变化的环境，对环境改变做出反应的灵敏性较低。

发明内容

本发明解决的技术问题是：本发明的目的在于针对目前弹跳机器人不能在地面准确的调整起跳位置和起跳方向的问题，而提出的一种在能够进行仿生弹跳的基础上，加入前轮进行导向和地面移动从而实现机器人爬行跳跃的方法。该机器人利用仿生理念，首先设计出可以自复位的仿蝗虫机器人后，在弹跳机构前腿改装成为双电机分别操控轮状腿结构，从而能够在地面自由前进和移动，结合弹跳后腿，能够使实现爬行越障功能。

本发明的技术方案是：一种具备仿生弹跳越障能力的地面快速移动机器人，包括弹跳机构、自复位机构、控制机构和驱动机构；还包括爬行机构，所述爬行机构包括前肢均包括三个Z型仿生腿，且三个Z型仿生腿一端均固连在圆形底座上，整体呈三角分布，圆形底座与机体上驱动机构，减速电机直接固定连接；由单片机分别操控两个腿部电动机的运动，能够实现两个腿的分别转动，从而能够快速在地面转弯。

本发明的进一步技术方案是：所述轮状仿生前肢未与圆形底座连接的一端与地面接触且包裹有橡胶，以增加抓地力。

本发明的进一步技术方案是：所述弹跳机构包括两组相同的组件，包括大腿、小腿、扭簧、绞线和卷线轮；整个腿部由若干金属杆通过连接杆连接构成，大腿有四条金属杆，构成上部支架和下部支架，每个金属杆两端都有U型槽，四个连接杆一端U型头通过铆钉与机体构成活动连接，另一端通过的U型槽上的小孔从而使六条金属杆构成一个整体，在上支架和小腿之间有一个扭簧，扭簧一侧安装在上支架U型内槽的孔，另一侧与小腿固连，扭簧中心被用来固定上支架和小腿的连接杆贯穿,使得扭簧保持在U型槽内转动；小腿根部与身体前部卷线轮通过绞线连接，卷线轮与上减速电机连接，拉动绞线，从而带动腿部收缩。

本发明的进一步技术方案是：所述自复位机构包括复位杆、扭簧、单向轴承一以及复位轴，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。

本发明的进一步技术方案是：所述复位杆弧长L范围为120-130mm，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。

本发明的进一步技术方案是：所述控制系统是由一个单片机组成，此单片机是一个缩小版的开发板，能够同时操控两个微型电机，位于控制机构上，有三个输出端，两个输出端能够分别操纵腿部两个减速电机，另一个输出端能够输出正反两个信号，操控控制系统下侧的减速电机，使其能够正反转，完成跳跃和自复位杆的转动。

发明效果