[发明专利]一种不倒翁式软体跳跃机器人

说明书

一种不倒翁式软体跳跃机器人，属于跳跃机器人领域。解决了现有的软体机器人的瞬时加速度较低、陆地跳跃能力差和运动方向可控性差的问题。本发明包括软体燃爆腔、底座、电池、支撑立柱、控制面板、重心调整装置和气体存储及传输装置和圆环形结构；本发明一方面运用了燃爆放能原理、软体燃爆腔膨胀的方式实现能量的释放，能够将化学能在短时间内转换为机械能，可实现机器人较大的瞬时加速度，具有较强的跳跃能力；另一方面利用软体燃爆腔的超弹性特点，实现跳跃后的自动复位功能。本发明可应用于复杂陆地环境的勘测、灾后搜救等场合。

技术领域

本发明属于跳跃机器人领域。

背景技术

软体跳跃机器人在机器人领域有着广泛的研究前景。相比传统刚性机器人，软体机器人具有更高的复杂环境适应能力、更高的仿生潜力、更高的轻量化潜力和更高的人机交互安全性。

现有的软体弹跳机器人包括化学放能反应驱动的仿青蛙水下软体机器人、柔性燃爆压裂装置及钻井管串、以及一种基于磁编程温敏水凝胶的磁驱动跳跃软体机器人。这些软体机器人的主要缺点是瞬时加速度较低、陆地跳跃能力差、运动方向可控性差等。因此，以上问题亟需解决。

发明内容

本发明目的是为了解决现有的软体机器人的瞬时加速度较低、陆地跳跃能力差和运动方向可控性差的问题，本发明提供了一种不倒翁式软体跳跃机器人及控制方法。

一种不倒翁式软体跳跃机器人，机器人整体呈不倒翁形态，机器人包括软体燃爆腔、底座、电池、支撑立柱、控制面板、重心调整装置和气体存储及传输装置和圆环形结构；且由下至上依次为：软体燃爆腔、底座和支撑立柱，底座固定在软体燃爆腔上，圆环形结构的下端面固定在底座上表面，多个支撑立柱的一端均固定在圆环形结构的上端面上，且沿其圆环形结构的周向方向均匀设置，多个支撑立柱的另一端固定在一起；软体燃爆腔、底座、圆环形结构和多个支撑立柱合围成椭球型结构；

控制面板、重心调整装置、气体存储及传输装置和电池均固定在底座上表面，电池用于给控制面板、重心调整装置和气体存储及传输装置进行供电；

重心调整装置，用于根据控制面板发出的调整控制指令调整机器人跳跃姿态和跳跃方向；

气体存储及传输装置，用于存储燃料气体，还用于根据控制面板发出的传输控制指令，将其存储的燃料气体泵入软体燃爆腔；

软体燃爆腔，用于对其内部的燃料气体进行点燃，燃料气体燃爆使软体燃爆腔膨胀对地面做功，实现机器人的跳跃。

优选的是，重心调整装置包括两个滑轮、低端配重铅块、低端长臂锥齿轮、固定轴、低端锥齿轮、低端舵机、两个轴套、高端长臂锥齿轮、高端锥齿轮、高端舵机、舵机支架和高端配重铅块；

圆环形结构的内壁面设有导轨；

舵机支架固定在底座上，低端舵机和高端舵机均固定在舵机支架的竖梁上，且高端舵机位于低端舵机的上方；低端舵机的输出轴与低端锥齿轮固定连接，高端舵机的输出轴与高端锥齿轮固定连接；低端舵机和高端舵机均用于接收控制面板发出的调整控制指令；

固定轴的顶端固定在舵机支架的横梁上，其底端悬空；固定轴垂直于底座；

低端长臂锥齿轮上的锥齿轮通过一个轴套与固定轴转动连接，高端长臂锥齿轮上的锥齿轮通过另一个轴套与固定轴转动连接；

低端长臂锥齿轮上的齿轮与低端锥齿轮啮合，且低端长臂锥齿轮上的齿轮轴线与低端锥齿轮轴线垂直；

高端长臂锥齿轮上的齿轮与高端锥齿轮啮合，且高端长臂锥齿轮上的齿轮轴线与高端锥齿轮轴线垂直；

低端长臂锥齿轮的悬臂和高端长臂锥齿轮的悬臂的自由端上均设有一个滑轮，该滑轮与圆环形结构内壁面上的导轨滑动连接；低端长臂锥齿轮的悬臂上固定低端配重铅块，高端长臂锥齿轮的悬臂上固定一个高端配重铅块；