[发明专利]一种迷你弹跳机器人及其弹跳方法

说明书

本发明公开了一种迷你弹跳机器人及其弹跳方法，属于机器人技术领域，包括底板、永磁铁和芯部，底板和永磁铁均为中空结构，能够使线圈架在中空结构中上下运动，同时，线圈架的两端直径不同，使得线圈架不会脱离至底板之外，线圈架外部缠绕有线圈，线圈架的中空结构内设置有芯部。本发明易于微型化，易于组装成紧凑的结构；易于控制，可通过控制电压的大小来调整跳跃高度，本发明的弹跳方法响应速度快，易于实现。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及一种迷你弹跳机器人及其弹跳方法。

背景技术

以往的移动机器人多为多轮或履带式驱动、仿生爬行或步行，难以一次性越过较大的障碍物或沟渠，跳跃是机器人在复杂地形条件下的一种非常有效的运动方式。通过跳跃的运动方式，机器人可以轻松越过比自己高几倍的障碍物。因此，发展了跳跃机器人，最早的弹跳机器人是麻省理工学院的MarcRaibert于1980年研制的单腿弹跳机器人，弹跳机器人从此成为了国内外机器人领域的研究热点，近来研究者发现在空间探索、安全监视或侦察等应用中，由于微型弹跳机器人的体积小，重量轻，这使得它们可以相对容易的完成任务。然而，现有的弹跳机器人设计一般需要复杂的传动机构，导致其体积和质量过大，微小型化较为困难。因此，亟需研究一种体积更小、结构更简单的弹跳机构以实现弹跳机器人的微型化。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种迷你弹跳机器人及其弹跳方法，以解决现有的弹跳机器人因传动结构复杂导致体积和质量过大而难以微型化的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种迷你弹跳机器人，包括底板、永磁铁和芯部，所述永磁铁安装在底板上，所述底板和永磁铁均为上下开口的中空结构，永磁铁的中空部位设置有线圈架，所述线圈架为中空结构，线圈架的中空部位设置有芯部，线圈架的外侧固定有线圈，线圈与外接电源电性连接；所述线圈架的两端分别为大端和小端，靠近底板的一端为小端，小端的直径小于底板的中空部的内径，大端的直径大于底板的中空部的内径。

优选地，所述永磁铁的外侧为S极，内侧为N极。

优选地，所述芯部为T型，芯部的下部直径小于线圈架的中空结构的内径，芯部的顶部直径大于永磁铁的顶部直径。

进一步优选地，所述芯部的下部套接在永磁铁的中空结构内部，顶部通过结构胶粘接在永磁铁的顶部。

优选地，所述永磁铁为中空圆柱体，中空部位的直径大于线圈架的大端直径。

优选地，所述线圈架的结构为工型；所述底板为扁平薄圆环。

优选地，所述线圈由导体及导体外部的绝缘层组成。

优选地，所述芯部和底板由软铁制成；所述线圈架采用环氧板制备而成。

优选地，所述芯部的顶部设有通孔，所述线圈通过导线与外接电源电性连接，导线能够穿过通孔与线圈连接。

本发明公开了一种迷你弹跳机器人的弹跳方法，包括：

起跳阶段：将迷你弹跳机器人置于水平面上，打开线圈上连接的外接电源，外接电源给线圈供电，通电后的线圈在磁场中产生电磁力，该电磁力使永磁铁、芯部和底板均向上运动，此时，线圈和线圈架保持静止；

飞行阶段：当底板运动至与线圈架的大端相接触时，底板带动线圈和线圈架一起向上运动，实现弹跳动作；

回落阶段：在重力作用下，底板带动线圈、线圈架、芯部及永磁铁落地。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：