[发明专利]一种基于凸轮突变的仿生青蛙弹跳机器人

权利要求书

1.一种基于凸轮突变的仿生青蛙弹跳机器人，其特征在于，包括壳体、安装在壳体内的跳跃装置、以及用于控制跳跃装置跳跃的控制装置；

所述壳体包括外壳、设于外壳下方的下底板、以及用于连接外壳和下底板的两个侧边挡板；所述外壳通过螺栓与两个侧边挡板固定连接，两个侧边挡板通过螺栓与下底板固定连接；

所述下底板的前端部设有前肢，所述前肢能够实现支撑、缓冲以及转向动作；所述外壳的内侧后端部设有一后盖，所述后盖通过螺栓与两个侧边挡板固定连接；所述后盖的内侧壁与弹簧的一端抵接，所述弹簧的另一端通过螺栓与后肢的上端部连接，当弹簧拉长时能够带动后肢实现蹬地跳跃动作；

所述壳体的前侧面上设有摄像头，所述摄像头能够捕捉到颜色信号并判断跳跃方向；

所述控制装置包括有刷电机、以及与有刷电机电性连接的单片机，所述单片机通过螺栓固定在下底板上，所述有刷电机通过齿轮组件与跳跃装置连接；所述齿轮组件包括与有刷电机输出轴连接的主动齿轮、以及设于主动齿轮一侧并与主动齿轮啮合的从动齿轮，所述侧边挡板的内侧壁上设有一电池盒，所述电池盒通过螺栓与侧边挡板固定连接，所述电池盒内置有电池，用于给机器人提供电源；

所述跳跃装置包括安装在两个侧边挡板之间的凸轮机构和弹簧蓄能弹跳机构，所述弹簧蓄能弹跳机构设于凸轮机构的后侧部；

所述凸轮机构包括与从动齿轮连接的凸轮轴，所述凸轮轴的两端部均通过轴承支座与两个侧边挡板固定连接，所述凸轮轴上中间位置套接一凸轮，所述凸轮的两侧部通过凸轮机构法兰安装有凸轮挡板；

所述弹簧蓄能弹跳机构包括与凸轮轴平行间隔设置的中心旋转轴，所述中心旋转轴的两端部均通过螺栓与两个侧边挡板固定连接，所述中心旋转轴上套接有法兰轴承，通过法兰轴承能够使后肢绕中心旋转轴自由转动；

所述中心旋转轴与凸轮轴之间设有一从动轴，所述从动轴与后肢固定连接，所述从动轴上套接有凸轮从动件，所述凸轮从动件与凸轮抵接；

所述前肢包括左侧前肢和右侧前肢，所述左侧前肢和右侧前肢的结构相同，所述左侧前肢与下底板前侧面上的舵机连接，所述右侧前肢通过第二轴承支座与下底板前侧面连接，且所述左侧前肢与右侧前肢之间设有一前肢连接件；

所述左侧前肢包括左侧上前肢、以及与左侧上前肢连接的左侧下前肢，所述左侧上前肢通过螺钉与舵机臂固定连接，所述舵机臂与舵机连接，由舵机转动控制舵机臂转动带动左侧上前肢摆动并带动左侧下前肢运动。

2.根据权利要求1所述的一种基于凸轮突变的仿生青蛙弹跳机器人，其特征在于，所述左侧上前肢通过销子与左侧下前肢上的方柱连接，所述左侧上前肢和左侧下前肢的连接处均设有用于放置拉簧的弹簧限位凹槽，所述拉簧的两端均分别与第一挂钩和第二挂钩连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于凸轮突变的仿生青蛙弹跳机器人，其特征在于，两个侧边挡板之间还设有两根支撑铜柱，两根支撑铜柱间隔设置，两根支撑铜柱的端部均通过螺栓与两个侧边挡板固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于凸轮突变的仿生青蛙弹跳机器人，其特征在于，所述仿生青蛙弹跳机器人的使用步骤如下：

步骤1、仿生青蛙弹跳机器人启动，摄像头从视野中获得颜色信号，分析颜色信号判断下一步的跳跃方向以及转向调整；

步骤2、根据获得的信号，前肢准备调整方向，凸轮机构为弹簧蓄力，转向姿态调整完成，即前肢摆动完成，准备释放弹簧进行跳跃；

步骤3、弹簧释放，后肢蹬地完成跳跃动作，起跳后，前肢复位，然后仿生青蛙弹跳机器人落地时，前肢在着地时发挥缓冲作用；跳跃完成后，摄像头继续获取前方信号，为下一次跳跃做准备。