[发明专利]一种具有缓冲性能的仿生蝗虫跳跃机器人

摘要

本发明公开一种具有缓冲性能的仿生蝗虫跳跃机器人，包括躯干结构、驱动模块、跳跃腿模块、缓冲腿模块。驱动模块中的驱动电机及限位凸轮机构可以实现对机器人起跳运动的控制。跳跃腿模块由结构完全相同的两个跳跃腿分支和跳跃腿连接杆组成，跳跃腿连接杆与两侧跳跃腿分支固连，其可在躯干结构中的运动导向槽内运动，从而带动两侧跳跃腿分支完成跳跃动作。缓冲模块包括四个结构完全相同的缓冲腿分支，可实现机器人的着陆缓冲。本发明的跳跃机器人具有可控的跳跃腿运动轨迹和较好的起跳性能，并在着陆时具有良好的缓冲性能和较高的储能能力，可适应崎岖地形和复杂环境，大大提高了机器人的运动范围。

主权项

一种具有缓冲性能的仿生蝗虫跳跃机器人，其特征在于：包括躯干结构(1)、驱动模块(2)、跳跃腿模块(3)、缓冲腿模块(4)；所述躯干结构(1)包括第一躯干连接板(11)、第二躯干连接板(12)、第三躯干连接板(13)、头部连接板(14)和缓冲腿连接板(15)；第一躯干连接板(11)、第二躯干连接板(12)、第三躯干连接板(13)三者之间相互平行且固连，第二躯干连接板(12)置于第一躯干连接板(11)和第三躯干连接板(13)之间；第一躯干连接板(11)与第三躯干连接板(13)结构完全相同且相对于第二躯干连接板(12)安装位置完全对称；头部连接板(14)与第一躯干连接板(11)通过头部连接板第一定位槽(141)与第一躯干连接板第一定位槽(112)之间的定位配合实现固连；头部连接板(14)与第二躯干连接板(12)通过头部连接板第二定位槽(142)与第二躯干连接板第一定位槽(121)之间的定位配合实现固连；头部连接板(14)与第三躯干连接板(13)通过头部连接板第三定位槽(143)与第三躯干连接板第一定位槽(131)之间的定位配合实现固连；缓冲腿连接板(15)与第一躯干连接板(11)通过第一躯干连接板第一凸台(113)实现接触定位，缓冲腿连接板(15)与第三躯干连接板(13)通过第三躯干连接板第一凸台(132)实现接触定位，缓冲腿连接板(15)与第二躯干连接板(12)通过第二躯干连接板第二定位槽(122)实现定位并固连；所述第一躯干连接板(11)上开有运动导向槽(111)，用于限制机器人跳跃腿的运动轨迹；所述驱动模块(2)包括驱动电机(21)、限位凸轮机构(22)；驱动电机(21)与第二躯干连接板(12)相固连，限位凸轮机构(22)与驱动电机(21)相固连，驱动电机(21)可带动限位凸轮机构(22)实现转动；所述跳跃腿模块(3)包括第一跳跃腿分支(31)、第二跳跃腿分支(32)、跳跃腿连接杆(33)；所述第一跳跃腿分支(31)包括第一跳跃腿分支第一连杆(311)、第一跳跃腿分支第二连杆(312)、第一跳跃腿分支第三连杆(313)、第一弹簧(314)；第一跳跃腿分支第一连杆(311)第一跳跃腿分支第二连杆(312)相固连，二者之间的相对位置可根据实际情况预先设定；第一跳跃腿分支第三连杆(313)与第一跳跃腿分支第二连杆(312)铰链连接，二者可实现相对转动；第一弹簧(314)一端与第一跳跃腿分支第一连杆(311)相连，另一端与第一跳跃腿分支第三连杆(313)相连，其连接位置可根据需要进行调节；所述第一跳跃腿分支(31)与第一躯干连接板(11)铰链连接，二者可实现相对转动；所述第二跳跃腿分支(32)与第一跳跃腿分支(31)结构形式及安装方式完全相同；第二跳跃腿分支(32)与第三躯干连接板(13)铰链连接，二者可实现相对转动；第二跳跃腿分支(31)与第一跳跃腿分支(32)相对于第二躯干连接板(12)完全对称；所述跳跃腿连接杆(33)一端与第一跳跃腿分支(31)上的第一跳跃腿分支第三连杆(313)固连，另一端与第二跳跃腿分支(32)在相同的位置固连，保证第一跳跃腿分支(31)与第二跳跃腿分支(32)保持运动同步；跳跃腿连接杆(33)只能在运动导向槽(111)内进行运动，限制了机器人起跳时跳跃腿模块(3)的运动轨迹；所述缓冲腿模块(4)包括第一缓冲腿分支(41)、第二缓冲腿分支(42)、第三缓冲腿分支(43)和第四缓冲腿分支(44)；所述第一缓冲腿分支(41)包括腿部支架(411)、大腿连杆(412)、小腿连杆(413)、第二弹簧(414)、第三弹簧(415)、可伸缩连杆(416)、第四弹簧(417)；腿部支架(411)与躯干结构(1)中的缓冲腿连接板(15)相固连，腿部支架(411)与缓冲腿连接板(15)之间的相对位置可通过改变腿部支架连接孔(4111)与缓冲腿连接板固定槽(151)之间的相对位置而改变；大腿连杆(412)与腿部支架(411)铰链连接，二者可实现相对转动；小腿连杆(413)与大腿连杆(412)铰链连接，二者可实现相对转动；可伸缩连杆(416)可实现自由伸缩，其一端与腿部支架(411)铰链连接，另一端与小腿连杆(413)铰链连接；第二弹簧(414)一端与腿部支架(411)相连，另一端与大腿连杆(412)相连，其连接位置可根据需要进行调节，用于限制大腿连杆(412)相对于腿部支架(411)的运动；第三弹簧(415)一端与大腿连杆(412)相连，另一端与小腿连杆(413)相连，其连接位置可根据需要进行调节，用于限制小腿连杆(413)相对于大腿连杆(412)的相对运动；第四弹簧(417)安装在可伸缩连杆(416)中，用于限制可伸缩连杆(416)的伸缩运动；所述第二缓冲腿分支(42)、第三缓冲腿分支(43)和第四缓冲腿分支(44)与第一缓冲腿分支(41)结构及安装方式完全相同；