[发明专利]一种储能可控的自释放弹跳机构

说明书

本发明一种储能可控的自释放弹跳机构，属于机器人领域；包括电机、机架、离合机构、弹跳机构和储能机构；机架用于安装电机、离合机构、弹跳机构和储能机构，包括左机架、中间机架和右机架；所述左机架、中间机架和右机架为平行且相对设置的3个平板，所述左机架、右机架分别通过支撑螺柱和螺钉平行固定于中间机架的两侧；离合机构安装于左机架和中间机架之间，包括主动部分和从动部分；储能机构与带轴棘轮同轴、安装于中间机架的另一侧，通过电机带动平面蜗卷弹簧储能；弹跳机构安装于中间机架和右机架之间；本发明的离合机构通过电机正反转的方式使滚球体在轨道内运动使棘爪棘轮分离和啮合，实现机器人的弹跳和储能，机器人的操控变得简单易行。

技术领域

本发明属于机器人领域，具体涉及一种储能可控的自释放弹跳机构。

背景技术

跳跃运动是一种要求爆发能力强，能量密度很高的运动。自然界中，很多动物依靠跳跃和其他运动方式(如行走，飞行等)结合以应对复杂的外界环境。动物的跳跃运动给仿生工程领域带来许多灵感，目前关于跳跃的研究主要集中在跳跃机制和弹跳机器人上。

弹跳机器人从能量驱动上大致分为机械弹性能、化学释放能和场力作用能三类。目前大多数跳跃机器人采用的都是弹性元件和锁死机构结合实现间歇式跳跃，极少数可以实现复杂环境下的不同起跳高度的跳跃。

申请号201820557280.X公开了一种依靠缺齿齿轮实现弹跳机器人的连续跳跃的方案，该方案设计的机器人能实现不同起跳角度的跳跃，并且能实现连续起跳。但是该方案使用的缺齿机构限制了机器人只能跳跃固定高度，对于较为平缓的台阶等复杂路面不能根据实际路况跳跃不同的高度，浪费很多能量，并且机器人弹跳高度太高会导致空中姿态不稳定，硬着陆降低了机器人的使用寿命。

申请号201110114993.1公开了一种跳跃度可调的仿生弹跳机构，该机构实现了弹跳机构的高度和起跳角度可调，并且能实现弹跳机器人转向的功能。该机构使用的是变齿轮组实现机器人不同能量的储存，从而实现不同高度跳跃，但是花键轴与齿轮啮合存在啮合不准确的缺点，无法保证精确的变齿轮组过程，并且该机构复杂，控制难度大，固定的3级变齿轮组只能实现三种不同高度的跳跃高度，无法实现连续的变高度跳跃。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种储能可控的自释放弹跳机构，根据实际需求储存能量，实现不同高度弹跳的机器人，该机器人机构设计简单，控制方便，满足不同路况的弹跳需要。

本发明的技术方案是：一种储能可控的自释放弹跳机构，其特征在于：包括电机、机架、离合机构、弹跳机构和储能机构；

所述机架用于安装电机、离合机构、弹跳机构和储能机构，包括左机架、中间机架和右机架；所述左机架、中间机架和右机架为平行且相对设置的3个平板，所述左机架、右机架分别通过支撑螺柱和螺钉平行固定于中间机架的两侧，中间机架上开设的两个通孔分别与右机架上的两个通孔同轴，左机架的中心孔与中间机架、右机架的第一通孔同轴、且3个平板上的通孔位于同一高度；

所述离合机构安装于左机架和中间机架之间，包括主动部分和从动部分，所述主动部分包括主动片、棘爪、滚球体、圆柱拉伸弹簧、轴用弹簧挡圈，从动部分包括带轴棘轮；所述主动片为圆盘结构，其一端面的中心处设置有圆柱凸台，另一端面的外缘设置有圆环凸台、并在端面的对称位置设置有两个圆柱形凸起；所述电机的电机轴依次穿过左机架的中心孔和主动片中心轴处的D形孔，通过安装于电机轴端头处的轴用弹簧挡圈限制轴向位移，由电机驱动主动片旋转，且主动片的圆柱凸台一侧朝向电机；所述棘爪为圆弧结构，其中心处铰接于主动片的圆柱形凸起上，一端为钩头；两个棘爪首尾相接、并位于同一周面上，棘爪另一端分别通过圆柱拉伸弹簧与主动片的圆环凸台内壁连接；两个所述滚球体分别放置在两个棘爪外弧面和主动片的圆环凸台内壁之间，行程在棘爪中心与圆柱拉伸弹簧之间；所述带轴棘轮与主动片同轴，一端为D形截面轴，另一端为棘轮，所述棘轮与两个棘爪的钩头啮合，D形截面轴依次穿过中间机架和右机架的第一通孔，并分别通过轴承连接；