一种仿蝗虫的弹跳机构制造技术

一种仿蝗虫的弹跳机构，属于机械领域；凸轮与机架间通过转动副连接，连杆与凸轮间通过转动副连接，连杆与连杆通过转动副连接，连杆与棘轮通过高副连接，弹簧片安装在机架上并与连杆保持接触，滚子推杆与凸轮间通过高副连接，棘轮与滚子推杆通过高副连接且通过移动副对滚子推杆起到定位作用，棘轮与机架间通过转动副连接，连杆与棘轮之间通过转动副连接并通过移动副对连杆起定位作用，棘轮周向固定在与机架一体的空心轴上，扭转弹簧一端固定在棘轮的卡槽内，一端固定在空心轴内。本实用新型专利技术利用了凸轮和棘轮的运动特性，把弹性势能转化为弹跳的动能，结构简单、操作方便、具有较好的发展前景。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种弹跳机构，特别是一种仿蝗虫的弹跳机构，属于机械领域。
技术介绍
随着社会的发展，人们越来越意识到节约能源的重要性。但是，现有的大部分机构设计及其实施都是建立在能源消耗基础上的，因此，合理组合利用各构件特性，设计出减少能源消耗的仿生机构显得越来越重要。尤其在许多机构设计中都需要具有较好的弹跳结构，然而关于这方面的研究还比较少，特别是结合生理结构设计出仿生弹跳机构，用于研究或生产实践中更是十分稀少。
技术实现思路
本技术公开一种仿蝗虫的弹跳机构，结合蝗虫的生理结构设计出仿生弹跳机构，利用位于棘轮与机架之间的扭转弹簧发生形变，从而产生弹性势能，并把扭转弹簧的弹性势能转化为弹跳的动能，可以将其用于研究或生产实践中。本技术采用的技术方案包括凸轮I，第一连杆2，第二连杆3，棘轮4，第三连杆5，滚子推杆6，第一定位弹簧片7、第二定位弹簧片8，第一转动副9、第二转动副10、第三转动副11、第四转动副13、第五转动副14，第一移动副16、第二移动副18，第一高副12、第二高副15、第三高副17，机架19和扭转弹簧20 ;凸轮I与机架19间通过第一转动副9连接，第一连杆2与凸轮I间通过第二转动副10连接，第一连杆2与第二连杆3通过第三转动副11连接，第二连杆3与棘轮4通过第一高副12连接，第一定位弹簧片7固定安装在机架上并与第一连杆2保持接触，第二定位弹簧片8安装在机架上并与第二连杆3保持接触，滚子推杆6与凸轮I间通过第三高副17连接，棘轮4与滚子推杆6通过第二高副15连接且通过第一移动副16对滚子推杆6起到定位作用，棘轮4与机架间通过第四转动副13连接，第三连杆5与棘轮4之间通过第五转动副14连接并通过第二移动副18对第三连杆5起定位作用，棘轮4周向固定在与机架19 一体的空心轴上，扭转弹簧20 —端固定在棘轮4的卡槽内，一端固定在与机架19 一体的空心轴内。所述的第一高副12是棘轮4和第二连杆3构成，第二高副15是棘轮4和滚子推杆6构成，第三高副17为凸轮I和滚子推杆6构成。本技术的有益效果结构简单、操作方便、便于拆装、弹跳过程平稳、逼真。附图说明图I为本技术的机构运动简图；图2为本技术的机构连接示意图；图3为本技术的扭转弹簧20和机架19、棘轮4连接的前视示意图；图4为本技术的扭转弹簧20和机架19、棘轮4连接的右视示意图。图中1_凸轮，2-第一连杆，3-第二连杆，4-棘轮，5-第三连杆，6-滚子推杆，7-第一定位弹簧片、8-第二定位弹簧片，9-第一转动副、10-第二转动副、11-第三转动副、12-第一高副、13-第四转动副、14-第五转动副，15-第二高副、16-第一移动副、17-第三高副、18-第二移动副，19-机架，20-扭转弹簧。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如图I所示仿蝗虫的弹跳机构包括凸轮I，第一连杆2，第二连杆3，棘轮4，第三连杆5，滚子推杆6，第一定位弹簧片7、第二定位弹簧片8，第一转动副9、第二转动副10、第三转动副11、第四转动副13、第五转动副14，第一移动副16、第二移动副18，第一高副12、第二高副15、第三高副17，机架19和扭转弹簧20 ;凸轮I与机架19间通过第一转动副9连接，第一连杆2与凸轮I间通过第二转动副10连接，第一连杆2与第二连杆3通过第三转动副11连接，第二连杆3与棘轮4通过第一高副12连接，第一定位弹簧片7固定安装在机架上并与第一连杆2保持接触，第二定位弹簧片8安装在机架上并与第二连杆3保持接触， 滚子推杆6与凸轮I间通过第三高副17连接，棘轮4与滚子推杆6通过第二高副15连接且通过第一移动副16对滚子推杆6起到定位作用，棘轮4与机架间通过第四转动副13连接，第三连杆5与棘轮4之间通过第五转动副14连接并通过第二移动副18对第三连杆5起定位作用，棘轮4周向固定在与机架19 一体的空心轴上，扭转弹簧20 —端固定在棘轮4的卡槽内，一端固定在与机架19 一体的空心轴内。所述的第一高副12是棘轮4和第二连杆3构成，第二高副15是棘轮4和滚子推杆6构成，第三高副17为凸轮I和滚子推杆6构成。自由度计算F=3n-2p-h=6X3-2X7-3=l，自由度为I;其中主动件为棘轮机构，其中n为构件数目，p表示低副数目，h表示高副数目；主动件数目与自由度数目相等，因而本机构具有确定的运动。本技术的工作原理通过手工转动棘轮4，连接于机架19与棘轮4之间的扭转弹簧20受到扭转力矩而发生弹性形变，松开手后，由于扭转弹簧20要恢复弹性形变，而产生的弹性势能转化为棘轮的动能。同时，由凸轮1，第一连杆2，第二连杆3、滚子推杆6构成的复合结构对棘轮4产生紧急制动的作用，由于棘轮4的紧急制动，使棘轮4的动能在瞬间转化为第三连杆5的动能，第三连杆5获得动能，产生一个对地面的作用力，这个瞬间产生的对地面的作用力使整个机构跳起。本技术的紧急制动原理棘轮4通过扭转弹簧20获得动能之后，在棘轮4动能的作用下，使第一连杆2有了运动趋势，通过第三转动副11，使第二连杆3也有了运动趋势，第二连杆3通过第二转动副10使凸轮I有了转动趋势，从而使通过第三高副17与凸轮I接触的滚子推杆6即将进入推程阶段，在滚子推杆6的推程阶段，第二连杆3和滚子推杆6同时对棘轮4机构作，使棘轮紧急制动。本技术的仿生原理蝗虫不仅可以行走，而且可通过弹跳实现快速运动或者逃脱捕食者。在弹跳阶段，后腿中的肌肉、肌腱等弹性储能元件储存弹跳所需能量并在起跳时快速释放，使其获得起跳速度。因而研究蝗虫弹跳过程，将其用于仿蝗虫机器人的研制也具有一定的理论意义和应用价值。本技术是通过具体实施过程进行说明的，在不脱离本技术范围的情况下，还可以对本技术进行各种变换及等同代替，因此，本实用 新型不局限于所公开的具体实施过程，而应当包括落入本技术权利要求范围内的全部实施方案。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仿蝗虫的弹跳机构，其特征在于：包括凸轮（1），第一连杆（2），第二连杆（3），棘轮（4），第三连杆（5），滚子推杆（6），第一定位弹簧片（7）、第二定位弹簧片（8），第一转动副（9）、第二转动副（10）、第三转动副（11）、第四转动副（13）、第五转动副（14），第一移动副（16）、第二移动副(18)，第一高副（12）、第二高副（15）、第三高副（17），机架（19）和扭转弹簧（20）；凸轮（1）与机架（19）间通过第一转动副（9）连接，第一连杆（2）与凸轮（1）间通过第二转动副（10）连接，第一连杆（2）与第二连杆（3）通过第三转动副（11）连接，第二连杆（3）与棘轮（4）通过第一高副（12）连接，第一定位弹簧片（7）固定安装在机架上并与第一连杆（2）保持接触，第二定位弹簧片（8）安装在机架上并与第二连杆（3）保持接触，滚子推杆（6）与凸轮（1）间通过第三高副（17）连接，棘轮（4）与滚子推杆（6）通过第二高副（15）连接且通过第一移动副（16）对滚子推杆（6）起到定位作用，棘轮（4）与机架间通过第四转动副（13）连接，第三连杆（5）与棘轮（4）之间通过第五转动副（14）连接并通过第二移动副(18)对第三连杆（5）起定位作用，棘轮（4）周向固定在与机架（19）一体的空心轴上，扭转弹簧（20）一端固定在棘轮（4）的卡槽内，一端固定在与机架（19）一体的空心轴内。...

【技术特征摘要】
1.一种仿蝗虫的弹跳机构，其特征在于包括凸轮(1)，第一连杆(2)，第二连杆(3)，棘轮(4)，第三连杆(5)，滚子推杆(6)，第一定位弹簧片(7)、第二定位弹簧片(8)，第一转动副(9)、第二转动副(10)、第三转动副(11)、第四转动副(13)、第五转动副(14)，第一移动副(16)、第二移动副(18)，第一高副(12)、第二高副(15)、第三高副(17)，机架(19)和扭转弹簧(20);凸轮(I)与机架(19)间通过第一转动副(9)连接，第一连杆(2)与凸轮(I)间通过第二转动副(10)连接，第一连杆(2)与第二连杆(3)通过第三转动副(11)连接，第二连杆(3)与棘轮(4)通过第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓京，闫正虎，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：实用新型
国别省市：