[发明专利]一种弹性储能释放机构及控制方法

权利要求书

1.一种弹性储能释放机构，其特征在于：包含动力源（4）、传动组件（3）、中间轴（1）、第一棘轮棘爪、第二棘轮棘爪、第一不完全齿轮（7）、第二不完全齿轮（8）、第一齿轮（14）、第二齿轮（13）、扭力弹簧（12）、输出轴（16）、前身板（20）和后身板（21）；

第一棘轮棘爪包含第一棘轮（6）和第一棘爪（5），第二棘轮棘爪包含第二棘轮（9）和第二棘爪（10）；中间轴（1）和输出轴（16）分别可转动地设置在前身板（20）和后身板（21）上，第一棘轮（6）和第一不完全齿轮（7）固连，并通过单向轴承安装在中间轴（1）上，第一棘轮（6）被设置于前身板（20）上的第一棘爪（5）的约束单向传动，第二不完全齿轮（8）和第二棘轮（9）固连，并通过单向轴承安装在中间轴（1）上，第二棘轮（9）被设置于后身板（21）上的第二棘爪（10）的约束单向传动，第一齿轮（14）固装在输出轴（16）上，扭力弹簧（12）和第二齿轮（13）套在输出轴（16）上，扭力弹簧（12）的扭臂定位在第一齿轮（14）和第二齿轮（13）上，传动组件（3）和中间轴（1）的动力由安装在后身板（21）上的动力源（4）提供，第一不完全齿轮（7）与第一齿轮（14）相互作用，实现输出轴（16）的正反转动，第二不完全齿轮（8）与第二齿轮（13）相互作用，实现弹性势能的储存与释放。

2.根据权利要求1所述一种弹性储能释放机构，其特征在于：所述传动组件（3）为齿轮副。

3.根据权利要求2所述一种弹性储能释放机构，其特征在于：所述动力源（4）为行星减速机。

4.根据权利要求3所述一种弹性储能释放机构，其特征在于：当第一不完全齿轮（7）与第一齿轮（14）啮合时，将力传递给输出轴（16）实现单向旋转运动。

5.根据权利要求3所述一种弹性储能释放机构，其特征在于：当第二不完全齿轮（8）与第二齿轮（13）啮合时，第二齿轮（13）使扭力弹簧（12）扭转，实现弹性势能的储存与释放。

6.根据权利要求3所述一种弹性储能释放机构，其特征在于：当第一不完全齿轮（7）的无齿部分作用时，第一齿轮（14）无啮合力约束，输出轴（16）实现快速转动。

7.根据权利要求3所述一种弹性储能释放机构，其特征在于：当第二不完全齿轮（8）的无齿部分作用时，第二齿轮（13）无啮合力，扭力弹簧（12）没有被约束。

8.根据权利要求6所述一种弹性储能释放机构，其特征在于：还包含扭盖（11），扭盖（11）固装在输出轴（16）上，扭盖（11）与第一齿轮（14）同步动作，第二齿轮（13）布置在扭盖（11）与第一齿轮（14）之间，扭力弹簧（12）受扭盖（11）约束。

9.根据权利要求6所述一种弹性储能释放机构，其特征在于：所述扭力弹簧（12）为两个单扭簧，一个扭簧的两个扭臂分别定位在第一齿轮（14）和第二齿轮（13）上，另一个扭簧的两个扭臂分别定位在第二齿轮（13）和扭盖（11）上。

10.一种如权利要求1所述弹性储能释放机构的控制方法，其特征在于：所述方法包含如下步骤：动力源（4）提供动力，经传动组件（3）传递给中间轴（1），第一不完全齿轮（7）转动，控制第二不完全齿轮（8）不转动，使第一不完全齿轮（7）与第一齿轮（14）啮合，以齿轮转到无齿区前两个齿的位置为零位，当第一不完全齿轮（7）从啮合到达零位时，确保第一齿轮（14）带动输出轴（16）转动，实现连接输出轴（16）的肢腿（15）收缩，之后，动力源（4）驱动第二不完全齿轮（8）反向转动，使第二不完全齿轮（8）与第二齿轮（13）啮合，控制第一不完全齿轮（7）不转动，当第二不完全齿轮（8）从啮合到达零位时，扭力弹簧（12）被压缩储存弹性势能；然后，动力源（4）驱动第一不完全齿轮（7）转动，使第一不完全齿轮（7）的无齿部分作用，此时，第一齿轮（14）没有啮合力的约束，在扭力弹簧（12）储存的弹性势能作用下，使肢腿（15）迅速伸出，实现陆地跳跃，或者在水下后蹬游动，之后，动力源（4）继续驱动第二不完全齿轮（8）反向转动，使第二齿轮（13）的无齿部分作用，第二齿轮（13）不再压缩扭力弹簧（12），使扭力弹簧（12）结束约束，当动力源（4）驱动第一不完全齿轮（7）转动时，使第一不完全齿轮（7）与第一齿轮（14）啮合，使得肢腿在没有弹簧力的作用下迅速回收，此时，完成一个收腿与伸腿周期，重复以上过程实现连续的跳跃或者游动。