[实用新型]一种翻滚弹跳复合式移动机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，涉及移动机器人，为一种翻滚弹跳复合式移动机器人。 

背景技术

目前，在移动机器人的运动机构中，普遍采用轮式、履带式和腿式机构。轮式移动机器人具有高速高效、结构简单的优点，缺点是越障能力差，不能适应复杂地形环境；履带式机器人有较好的环境适应能力，设计紧凑，但存在重量大、能耗高、摩擦阻力大的缺点；腿式机器人机动性能好，较好的环境适应能力，但是，需要依靠腿交替支撑实现行走以及保持平衡，运动控制复杂并且难以越过比自身高度更高的障碍或者比自身长度更长的沟壑。相对于采用以上三种运动机构的移动机器人，弹跳机器人可以轻松跃过数倍于自身尺寸的障碍或沟壑，具有较强的越障能力，但是机动性不强。上述传统的移动机器人，运动形式单一，在运动过程中可能会因遇到不可预知障碍而发生倾覆,使机器人丧失移动能力。 

翻滚式机器人是一种具有新颖运动形式的移动机器人，通过自身重心调整以实现翻滚运动，不存在传统的移动机器人难以解决的倾覆问题，有广阔的应用前景，但是，翻滚式机器人的越障能力有限。目前，对翻滚式移动机器人的研究尚不多见，还没有一种以翻滚移动为主，以弹跳运动为辅的环境适应能力强、机动性能高的复合式移动机器人。 

发明内容

针对现有技术的不足与长处，本实用新型的目的在于提供一种翻滚弹跳复合式移动机器人，该机器人既具有翻滚式机器人较好的适应不平整地形的性能，又具有弹跳机器人较高的翻越沟壑或障碍的性能。 

本实用新型的技术方案为：一种翻滚弹跳复合式移动机器人，包括机架、翻滚机构、弹跳机构、传感模块、通信控制模块以及电源模块，机架为左右对称结构，翻转机构设置在机架左右两侧，弹跳机构设置在机架中部，传感模块、通信控制模块和电源模块设置在机身内，传感模块连接通信控制模块，通信控制模块的输出连接至翻转机构和弹跳机构，电源模块向传感模块、通信控制模块和翻转机构供电， 

所述机架包括底板、双通隔离柱及顶板，底板和顶板通过双通隔离柱固定连接； 

所述翻滚机构包括结构相同的两部分，对称固定在底板两侧，每部分包括：翻滚直流电机、翻滚电机架、翻滚传动齿轮、翻转臂固定架和翻转臂，翻滚直流电机通过翻滚电机架固定在底板上，翻转臂固定架固定在顶板或底板上，用于翻滚传动齿轮和翻转臂的位置固定，翻转臂一端固定连接翻滚传动齿轮，翻滚直流电机的输出轴带动翻滚传动齿轮转动，翻滚传动齿轮带动翻转臂转动； 

所述弹跳机构包括弹跳直流电机、弹跳电机架、减速齿轮组、传动齿轮、传动轴、至少一个拉簧、拉簧挂杆、一对弹跳上杆、一对弹跳过渡杆、过渡杆连接轴、一对弹跳下杆、下杆连接轴、拉簧架、固定架组和钢丝绳；弹跳直流电机通过弹跳电机架固定在机架内，固定架组包括两个结构相同的固定架，分别对称固定在顶板与底板之间，所述一对弹跳上杆分别对称铰接在两个固定架上，铰接点位于弹跳上杆的中部，两个弹跳上杆一端分别与拉簧挂杆的两端固定连接，另一端分别与所述一对弹跳过渡杆的一端转动连接，两个弹跳过渡杆另一端分别套接在过渡杆连接轴两端，所述一对弹跳下杆一端分别对称铰接在两个固定架上，另一端分别套接在过渡杆连接轴两端，下杆连接轴连接在两个弹跳下杆与固定架的铰接端之间，弹跳过渡杆、弹跳下杆与过渡杆连接轴的套接通过螺母轴向固定；弹跳直流电机通过减速齿轮组带动传动齿轮和传动轴转动，减速齿轮组的末端齿轮为缺齿齿轮，传动轴架设在顶板和底板之间，钢丝绳一端连接传动轴并缠绕在传动轴上，另一端固接于拉簧挂杆上，拉簧两端分别连接在拉簧挂杆和拉簧架上，拉簧架固定在机架内，拉簧初始状态为收缩状态。 

翻滚机构中，所述翻滚传动齿轮包括第一直齿圆柱齿轮和第二直齿圆柱齿轮，翻滚直流电机输出轴上套接第一直齿圆柱齿轮，翻转臂固定架设有定位凸台，翻转臂一端设有安装孔，第二直齿圆柱齿轮和翻转臂的安装孔套接在翻转臂固定架的定位凸台上，第一直齿圆柱齿轮与第二直齿圆柱齿轮相啮合，以定位凸台为轴，翻转臂随第二直齿圆柱齿轮的转动而转动，对应第二直齿圆柱齿轮和翻转臂与定位凸台的套接设有固定环及圆轴芯，通过螺丝将固定环轴向固定于翻转臂固定架上，限制翻转臂和第二直齿圆柱齿轮的轴向移动；翻转臂固定架的定位凸台和固定环分别设有至少两个半通孔，所述半通孔在定位凸台和固定环上的位置对称，所述圆轴芯一头插在固定环的半通孔，另一头插在定位凸台的半通孔中，以限制固定环的轴向转动。 

机架为上窄下宽的仿生结构，翻滚机构设置在宽的一端。 

所述缺齿齿轮为缺少六分之一齿的齿轮。