一种仿蝗虫弹射机理的跳跃机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种仿蝗虫弹射机理的跳跃机器人。包括机体、与机体前端连接的前腿和与机体后端连接的后腿机构。机体包括电机，减速器，联轴器，传动丝杠，光杠支撑座，丝杠螺母，传动光杠，滚动轴承，支撑杆固定螺钉，双支撑杆，压缩块伸出杆，压缩块，丝杠螺母上滚轮和丝杠螺母上端两拨杆；后腿机构包括连接弹簧支架，弹簧组，倒U形后腿，连接杆件，弹簧压板，压缩块中的弹簧、压缩块上滚轮，第一楔形块，第一楔形块上滚轮，第二楔形块和后腿动力传动杆。通过压缩块使压缩装置完成自动触发的功能，并且在压缩块与后板之间设有弹簧，实现快速释放的功能。本实用新型专利技术作为探测仪器的运动载体，通过添加传感器及控制电路板，实现该机构的远程控制。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种跳跃机器人结构，具体说是涉及一种仿蝗虫弹射机理的跳跃机器人结构。
技术介绍
众所周知，通过千百万年的自然选择和长期进化，自然界中的生物对外界环境产生了极强的适应性，在运动机理、能量传递、信息交换等方面表现出高度的合理性。仿生学与机器人学的融合促进了仿生机器人的发展，使其具有较强的地形适应能力和自主运动性能，因此仿生机器人的研究已成为当前机器人领域的热点，各国的相关科研机构在该方面取得了一些积极的研究进展。NASA研制的第二代蛙形跳跃机器人利用单电机实现了机器人跳跃翻身等一系列动作，提出跳跃机器人最小模型；瑞士洛桑理工大学研制的跳跃机器人，模仿蝗虫腿部跳跃机理，实现了生物体功能仿生；意大利理工学院和浙江大学合作研制的GRILLO II利用四杆机构实现腿部运动与利用高速摄像机获取的叶蝉运动轨迹三维信息相一致，提高了跳跃机器人的弹跳性能。虽然仿生跳跃机器人研究取得了一些积极进展，但该方向在国际上仍处于研究阶段。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种仿蝗虫弹射机理的跳跃机器人，根据蝗虫后腿弹射杠杆效应，利用杠杆配合弹簧结构进行后腿关节的弹性储能；通过电机、丝杠及丝杠螺母、楔形块结构结合腿部转动杆件达到弹射。本技术所采用的技术方案是本技术包括机体、与机体前端连接的前腿和与机体后端连接的后腿机构；其中1)机体包括电机，减速器，联轴器，传动丝杠，光杠支撑座，丝杠螺母，传动光杠， 滚动轴承，支撑杆固定螺钉，双支撑杆，压缩块伸出杆，压缩块，丝杠螺母上滚轮和丝杠螺母上端两拨杆；在机体下板的一端下表面安装前腿，机体下板的一端上表面安装电机，电机通过减速器和联轴器与传动丝杠的一端相连，机体下板的另一端上表面垂直安装机体后板， 传动丝杠的另一端安装在机体后板下端的滚动轴承孔中；丝杠螺母与传动丝杠构成螺旋副，丝杠螺母下端与安装在机体下板的传动光杠中，能沿传动光杠滑动，丝杠螺母沿径向的上端有两根拨杆；机体后板上端安装有与机体下板平行的、并朝向电机方向的机体上板，位于机体上板下部的双支撑杆的一端与机体后板连接，双支撑杆的另一端与机体前板连接； 压缩块的两个孔与双支撑杆构成滑动配合，压缩块能够与安装在机体后板上的弹簧相离合；2)后腿机构包括连接弹簧支架，弹簧组，倒U形后腿，连接杆件，弹簧压板，压缩块中的弹簧、压缩块上滚轮，第一楔形块，第一楔形块上滚轮，第二楔形块和后腿动力传动杆；倒U形后腿跨接在机体上板两侧，机体上板两侧面分别安装连接杆件，两根连接杆件的一端与机体上板固定，另一端与倒U形后腿中部铰接，机体上板上表面安装连接弹簧支架， 弹簧支架与倒U形后腿的顶部杆之间以弹簧组连接，压缩块内部开有阶梯形方孔，阶梯形方孔中安装第一楔形块，压缩块两侧面分别安装伸出杆，每根伸出杆上分别安装压缩块上滚轮，第一楔形块下端安装压缩块上滚轮；第二楔形块安装在机体后板中部，其上表面与安装在丝杠上的丝杠螺母上端两拨杆上表面高度相同，压缩块下表面高于第二楔形块上表面，丝杠螺母上端两拨杆中间的宽度大于第二楔形块的宽度并且小于第一楔形块的宽度， 第一楔形块底端的高度介于第二楔形块上下表面之间。所述的压缩块内部开有阶梯形方孔，第一阶孔尺寸与第一楔形块下端相同，第二阶孔尺寸与第一楔形块上端相同，第三阶孔尺寸与弹簧压板尺寸相同，第一楔形块安装在第一阶孔中，第一楔形块上表面安装两个弹簧，弹簧压板通过螺钉联接固定在第三阶孔中， 从而使第一楔形块和压缩块中的弹簧嵌入压缩块中，用螺钉将弹簧压板固定在压缩块上， 保证第一楔形块作上下移动。所述的第一楔形块的横向长度大于丝杠螺母上两拨杆之间的横向距离，丝杠螺母上两拨杆间横向距离大于第二楔形块的横向距离，从而能保证丝杠螺母在第二楔形块中移动，而第一楔形块随压缩块弹回。本技术具有的有益效果是(1)前腿采用减振弹片，用于实现落地的缓冲吸振功能。( 采用丝杠传动，可以获得较大的轴向力，用较少的零部件实现弹跳，失效率低。(3)触发装置中采用2个楔形块的几何形状配合第一楔形块的移动完成压缩块的弹回，触发方式简单可靠。(4)本机构将电机及减速器置于机体下方，从而降低了机体的重心，提高了机体的稳定性能。(5)机体的后板与压缩块之间的弹簧在触发过程中作用于压缩块的推力使压缩块实现快速释放，从而减少对腿部运动的影响。本技术可以作为探测仪器的运动载体，通过添加传感器及控制电路板，可以实现该机构的远程控制，从而可将该机构应用于地震救灾、环境监测、科学研究、航天军事等领域。附图说明图1是本技术的总体结构示意图。图2是本技术的外形框架示意图。图3是本技术的动力传动机构示意图。图4是本技术的双支撑杆与压缩块装配关系图。图5是本技术的丝杠螺母结构示意图。图6是本技术的压缩块总成示意图。图7是本技术的压缩块总成爆炸图。图8是本技术的压缩块内部结构示意图。4图9是本技术的腿部结构示意图。图10是本技术触发装置示意图。图11是本技术的总体左视图。图12是本技术的丝杠螺母上两杆与两楔形块尺寸关系图。图中100、机体上板，101、机体后板，102、机体下板，103、前腿，104、机体前板， 201、电机，202、减速器，203、联轴器，204、传动丝杠，205、光杠支撑座，206、丝杠螺母，207、 传动光杠，208、滚动轴承，209、支撑杆固定螺钉，210、双支撑杆，211、压缩块伸出杆，212、压缩块，213、丝杠螺母上滚轮，214、丝杠螺母上端两杆，301、连接弹簧支架，302、弹簧组，303、 倒U形后腿，304、连接杆件，305、弹簧压板，306、压缩块中的弹簧，307、压缩块上滚轮，308、 第一楔形块，309、第一楔形块上滚轮，310、弹簧，311、第二楔形块，312、后腿动力传动杆。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。本技术包括机体、与机体前端连接的前腿和与机体后端连接的后腿机构。如图1、图2、图3、图4、图5、图10、图11、图12所示，机体包括电机201，减速器202，联轴器203，传动丝杠204，光杠支撑座205，丝杠螺母206，传动光杠207，滚动轴承 208，支撑杆固定螺钉209，双支撑杆210，压缩块伸出杆211，压缩块212，丝杠螺母上滚轮 213和丝杠螺母上端两拨杆214 ；在机体下板102的一端下表面安装前腿103，机体下板102 的一端上表面安装电机201，电机201通过减速器202和联轴器203与传动丝杠204的一端相连，机体下板102的另一端上表面垂直安装机体后板101，传动丝杠204的另一端安装在机体后板101下端的滚动轴承孔208中；丝杠螺母206与传动丝杠204构成螺旋副，丝杠螺母206下端与安装在机体下板102的传动光杠207中，能沿传动光杠207滑动，丝杠螺母 206沿径向的上端有两根拨杆214 ；机体后板(101)上端安装有与机体下板102平行的、并朝向电机201方向的机体上板100，位于机体上板100下部的双支撑杆210的一端与机体后板101连接，双支撑杆210的另一端与机体前板104连接；压缩块212的两个孔与双支撑杆210构成滑动配合，压缩块212能够与安装在机体后板101上的弹簧310相离本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种仿蝗虫弹射机理的跳跃机器人，其特征在于：包括机体、与机体前端连接的前腿和与机体后端连接的后腿机构；其中：１）机体：包括电机（２０１），减速器（２０２），联轴器（２０３），传动丝杠（２０４），光杠支撑座（２０５），丝杠螺母（２０６），传动光杠（２０７），滚动轴承（２０８），支撑杆固定螺钉（２０９），双支撑杆（２１０），压缩块伸出杆（２１１），压缩块（２１２），丝杠螺母上滚轮（２１３）　和丝杠螺母上端两拨杆（２１４）；在机体下板（１０２）的一端下表面安装前腿（１０３），机体下板（１０２）的一端上表面安装电机（２０１），电机（２０１）通过减速器（２０２）和联轴器（２０３）与传动丝杠（２０４）的一端相连，机体下板（１０２）的另一端上表面垂直安装机体后板（１０１），传动丝杠（２０４）的另一端安装在机体后板（１０１）下端的滚动轴承孔（２０８）中；丝杠螺母（２０６）与传动丝杠（２０４）构成螺旋副，丝杠螺母（２０６）下端与安装在机体下板（１０２）的传动光杠（２０７）中，能沿传动光杠（２０７）滑动，丝杠螺母（２０６）沿径向的上端有两根拨杆（２１４）；机体后板（１０１）上端安装有与机体下板（１０２）平行的、并朝向电机（２０１）方向的机体上板（１００），位于机体上板（１００）下部的双支撑杆（２１０）的一端与机体后板（１０１）连接，双支撑杆（２１０）的另一端与机体前板（１０４）连接；压缩块（２１２）　的两个孔与双支撑杆（２１０）构成滑动配合，压缩块（２１２）能够与安装在机体后板（１０１）上的弹簧（３１０）相离合；２）后腿机构：包括连接弹簧支架（３０１），弹簧组（３０２），倒Ｕ形后腿（３０３），连接杆件（３０４），弹簧压板（３０５），压缩块中的弹簧（３０６）、压缩块上滚轮（３０７），第一楔形块（３０８），第一楔形块上滚轮（３０９），第二楔形块（３１１）和后腿动力传动杆（３１２）；倒Ｕ形后腿（３０３）跨接在机体上板（１００）两侧，机体上板（１００）两侧面分别安装连接杆件，两根连接杆件的一端与机体上板（１００）固定，另一端与倒Ｕ形后腿（３０３）中部铰接，机体上板（１００）上表面安装连接弹簧支架（３０１），弹簧支架（３０１）与倒Ｕ形后腿（３０３）的顶部杆之间以弹簧组（３０１）连接，压缩块（２１２）内部开有阶梯形方孔，阶梯形方孔中安装第一楔形块（３０８），压缩块（２１２）两侧面分别安装伸出杆，每根伸出杆上分别安装压缩块上滚轮，第一楔形块（３０８）下端安装压缩块上滚轮（３０９）；第二楔形块（３１１）安装在机体后板（１０１）中部，其上表面与安装在丝杠上的丝杠螺母（２０６）上端两拨杆（２１４）上表面高度相同，压缩块（２１２）下表面高于第二楔形块（３１１）上表面，丝杠螺母（２０６）上端两拨杆（２１４）中间的宽度大于第二楔形块（３１１）的宽度并且小于第一楔形块　（３０８）的宽度，第一楔形块　（３０８）底端的高度介于第二楔形块（３１１）上下表面之间。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：甄永乾，梅德庆，倪虹，陈子辰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：实用新型
国别省市：86