跳跃行走软机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种跳跃行走软机器人。该跳跃行走软机器人包括双腿组件(1)和两个舵机(2)；双腿组件包括支撑架(11)以及两个软腿(12)；两个软腿分别装配在支撑架的两侧，两个软腿在支撑架的两侧呈对称布置；单个软腿与支撑架装配的结构形式为：软腿的驱动端处固定设置有滑块(13)，滑块装配在支撑架的滑槽中，软腿的固定端与支撑架的固定连接，软腿的行走端朝向下方；两个舵机分别对应双腿组件中的两个软腿，单个舵机的动力输出端通过中间传动机构与所对应的软腿的驱动端驱动连接；基于滑块与滑槽配合构成的竖直导向机构，舵机能够驱动软腿的驱动端上下位移移动。本发明专利技术的跳跃行走软机器人能够实现稳定可靠的跳跃式的行走动作。机器人能够实现稳定可靠的跳跃式的行走动作。机器人能够实现稳定可靠的跳跃式的行走动作。

【技术实现步骤摘要】
跳跃行走软机器人


[0001]本专利技术涉及一种软体机器人，尤其涉及一种跳跃行走软机器人。

技术介绍

[0002]软体机器人是一种典型的柔性系统，通常会发生较大的整体运动和较大的结构变形。与传统的刚性机器人相比，软体机器人具有更好的安全性和更高的环境兼容性，因此软机器人在工业、勘探、医疗、深海等领域具有广阔的应用前景。
[0003]目前的问题在于：
[0004]目前的软机器人大多通过气动来实现驱动，这种驱动方式需要通过充放气实现致动器的变形，这个过程耗时较长，因此严重影响了软机器人的驱动速度，无法实现快速灵活的跳跃式行走动作。同时采用气动的致动器需要更多的附加致动设备，提高了机器人的系统复杂性，而且气动可能产生的密封、漏气等问题将影响机器人的行走稳定性和连贯性。
[0005]一般情况下，机器人除了需要完成前进运动，还需要能够完成返回运动。现有的机器人大多需要通过转弯以实现返回运动，这种方式不仅增加了控制难度，而且控制过程中将耗费较多时间，效率较低。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种跳跃行走软机器人，该跳跃行走软机器人能够实现稳定可靠的跳跃式的行走动作。
[0007]为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种跳跃行走软机器人，包括双腿组件和两个舵机；所述双腿组件包括支撑架以及两个软腿；所述支撑架设置有两条竖立的滑槽；软腿具有驱动端、固定端以及行走端；两个软腿分别装配在支撑架的两侧，两个软腿在支撑架的两侧呈对称布置；单个软腿与支撑架装配的结构形式为：软腿的驱动端处固定设置有滑块，所述滑块装配在支撑架的滑槽中，软腿的固定端与支撑架固定连接，软腿的行走端朝向下方；所述两个舵机分别对应双腿组件中的两个软腿，单个舵机的动力输出端通过中间传动机构与所对应的软腿的驱动端驱动连接；基于滑块与滑槽配合构成的竖直导向机构，舵机能够驱动软腿的驱动端上下位移移动。
[0009]进一步地，所述跳跃行走软机器人所包括的双腿组件的数量为两组，两组双腿组件并排设置并连结在一起；单组双腿组件中的两个软腿分别作为第一软腿和第二软腿；两组双腿组件中的第一软腿处于同一侧，两组双腿组件中的第二软腿处于同一侧；所述两个舵机分别作为第一舵机和第二舵机，所述第一舵机对应两组双腿组件中的第一软腿，所述第二舵机对应两组双腿组件中的第二软腿。
[0010]进一步地，所述滑块与滑槽之间设置有交错嵌入结构。
[0011]进一步地，所述中间传动机构，其具体实现的结构形式为：包括曲柄连杆件和连杆组件；所述连杆组件的两端分别与两个软腿的驱动端装配在一起，所述曲柄连杆件的曲柄
端与舵机的动力输出端装配在一起，曲柄连杆件的连杆端与连杆组件的中部铰接在一起。
[0012]进一步地，所述连杆组件由两根连杆以及两个套装块组装构成。
[0013]进一步地，在曲柄连杆件的连杆端与连杆组件的铰接处设置有两个限位螺母，两个限位螺母装配在连杆组件的连杆上，并且分别位于曲柄连杆件的连杆端的两侧。
[0014]进一步地，通过控制双腿组件的两个软腿的驱动相位差来实现机器人的定向行走动作。
[0015]在本专利技术的跳跃行走软机器人中，设置有双腿组件和舵机，在双腿组件中设置有对称布置的软腿，在舵机的驱动下，软腿能够做出躯腿收脚的动作，通过步态设计，即，设定合适的驱动相位差，就可实现定向行走。采用舵机并配置竖直导向机构来驱动软腿做躯腿收脚的动作，从而能够实现较为快速的跳跃式的行走。在滑块与滑槽之间设置有交错嵌入结构，连杆组件由两根连杆以及两个套装块组装构成，在曲柄连杆件的连杆端与连杆组件的铰接处设置有两个限位螺母，这些做法有利于提升机器人整体结构的稳定性，进而提升机器人行走动作的稳定性，行走步态的可重复性较好。跳跃行走软机器人行走方向的改变是通过改变两侧软腿驱动相位差来实现的，因此，切换行走方向的速度较快，而且实现起来十分简单。
[0016]本专利技术的跳跃行走软机器人相对现有技术，其有益效果在于：
[0017]1)通过设定合适的软腿驱动相位差，可实现定向行走；
[0018]2)能够实现跳跃式的行走动作，有利于减小了与地面可能的摩擦能量消耗，有效地提高能量转化，从而提高行走效能；
[0019]3)机器人整体结构稳定可靠，行走动作具有较好的稳定性，行走步态的可重复性较好；
[0020]4)切换行走方向的速度较快，切换控制效率较高，切换前后行走稳定可靠。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的跳跃行走软机器人的轴测视图；
[0022]图2为本专利技术的跳跃行走软机器人的主视图；
[0023]图3为本专利技术的跳跃行走软机器人侧视图；
[0024]图4为本专利技术的跳跃行走软机器人的俯视图；
[0025]图5为图4中虚线方框处的放大示意图；
[0026]图6为本专利技术的跳跃行走软机器人的行走过程示意图；
[0027]图7为本专利技术的跳跃行走软机器人的数据采集图；
[0028]图8为本专利技术的跳跃行走软机器人的行走历程曲线图。
具体实施方式
[0029]下面用具体实施例对本专利技术作进一步说明：
[0030]本实施方式提供了一种跳跃行走软机器人，该跳跃行走软机器人能够实现稳定可靠的跳跃式的行走动作。
[0031]参见图1、图2、图3和图4，本实施方式的跳跃行走软机器人，其主要包括双腿组件1和舵机2。
[0032]所述双腿组件1的数量为两组，就单组双腿组件1而言，其包括支撑架11以及两个软腿12。
[0033]所述支撑架11整体外形呈立柱型，在支撑架11的上部的内侧设置有两条竖立的(垂直方向)滑槽，这两条滑槽并列设置，两条滑槽分别对应两个软腿12。
[0034]所述两个软腿12的结构相同，就单个软腿12而言，整个软腿12是采用特定的具有弹性的软材料制成，诸如橡胶、硅胶、水凝胶，等等，凡是可以完成弹性运动的弹性体聚合物均可采用。
[0035]软腿12具有三个端部，这三个端部分别称其为驱动端、固定端以及行走端。
[0036]更具体地，软腿12是由一长一短两根主条组合构成，两根主条的末端固定连接在一起，构成了整个软腿12的行走端，长主条的没有连接的一端作为整个软腿12的驱动端，短主条的没有连接的一端作为整个软腿12的固定端，在两根主条之间还设置有强化弹性的筋结构，当将软腿12的驱动端与固定端之间压缩靠近，软腿12的行走端会朝向短主条的一侧位移。
[0037]为便于描述，在本实施方式中，将双腿组件1所述包括的两个软腿12分别称其为第一软腿和第二软腿。需要说明的是，在这里区分第一软腿和第二软腿，目的是为了便于描述，然而双腿组件1中的两个软腿12是镜像对称的，也就是说，第一软腿和第二软腿是可以互换身份的。
[0038]在本实施方式中，两个软腿12分别装配在支撑架11的前后两侧，并且，两个软腿12在支撑架11的前后两侧呈对称布置。直观来看，呈展开的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跳跃行走软机器人，其特征在于：包括双腿组件(1)和两个舵机(2)；所述双腿组件(1)包括支撑架(11)以及两个软腿(12)；所述支撑架(11)设置有两条竖立的滑槽；软腿(12)具有驱动端、固定端以及行走端；两个软腿(12)分别装配在支撑架(11)的两侧，两个软腿(12)在支撑架(11)的两侧呈对称布置；单个软腿(12)与支撑架(11)装配的结构形式为：软腿(12)的驱动端处固定设置有滑块(13)，所述滑块(13)装配在支撑架(11)的滑槽中，软腿(12)的固定端与支撑架(11)固定连接，软腿(12)的行走端朝向下方；所述两个舵机(2)分别对应双腿组件(1)中的两个软腿(12)，单个舵机(2)的动力输出端通过中间传动机构与所对应的软腿(12)的驱动端驱动连接；基于滑块(13)与滑槽配合构成的竖直导向机构，舵机(2)能够驱动软腿(12)的驱动端上下位移移动。2.根据权利要求1所述跳跃行走软机器人，其特征在于：所述跳跃行走软机器人所包括的双腿组件(1)的数量为两组，两组双腿组件(1)并排设置并连结在一起；单组双腿组件(1)中的两个软腿(12)分别作为第一软腿和第二软腿；两组双腿组件(1)中的第一软腿处于同一侧，两组双腿组件(1)中的第二软...

【专利技术属性】
技术研发人员：武廷科，刘铸永，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：