[发明专利]基于电容的磁阻式跳跃机构

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种机器人的跳跃机构。

背景技术

跳跃机器人具有可通过复杂地形、活动范围大、适应能力强等优点，成为机器人领域研究开发的热点。按照机器人实现跳跃方式的不同，机器人可以分为间歇式跳跃机器人和连续性跳跃机器人；按照跳跃足的多少，可将机器人分为单足跳跃机器人和多足跳跃机器人；按照机械结构的不同，可以分为伸缩筒型机器人和关节型跳跃机器人。

最早的跳跃机器人是1980年MIT研制的一种单足跳跃机器人，之后比较有代表性的跳跃机器人包括NASA的三代跳跃机器人、弓形单足跳跃机构、摆动关节跳跃机构以及各种仿生跳跃机器人。国内仿生跳跃机器人的研究还处于起步阶段，对于这一领域的研究内容主要集中于运动学、动力学、速度和力的传递性能以及其他有关仿生跳跃机器人的运动性能方面的研究。目前比较有代表性的是仿蝗虫、袋鼠、蛙机器人等方面的研究。

跳跃机器人的驱动方式直接影响跳跃机器人的性能以及结构，目前已经实现的驱动方式主要有：(1)弹力机构驱动，是指利用特定机械机构产生的弹力来实现跳跃。这是一种较易实现的跳跃式机器人构建方法，可以采用的弹性构件包括弹簧、弹性杆等。简单的跳跃机器人多采用这种构建方法。(2)内能和化学能驱动，是指利用液压、气动的内能和燃烧爆炸的化能而构建的跳跃机构，具有体积小、驱动力大和能量密度高等优点。这种构建方法可以在提升跳跃能力的同时，减小跳跃机器人的体积，从而大大增加跳跃机器人的活动范围。

但是目前大多数以弹力机构或者内能和化学能驱动的跳跃机器人都只能一直进行跳跃，而不能完成只在有需要时跳跃，其他时候非跳跃前进的目的，效率较低，灵活性能不佳，难以在复杂地形下进行运动，无法最大程度地适应各种环境下的工作，仿生的目的实现不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现仅在有需要时才进行跳跃的跳跃机构。

为了实现以上目的，本发明提供了一种基于电容的磁阻式跳跃机构，包括跳跃机构、电容、变压器和电磁铁以及第一开关；

电容、电磁铁以及第一开关之间串联形成回路，变压器与电源串联连接后，与电容的两端或电磁铁的两端相连接；

电磁铁设于电磁铁筒体内；电磁铁筒体设于基座上；

跳跃机构包括第一连杆和第二连杆；第一连杆的下端铰接于电磁铁的拉力端，第一连杆的上端与第二连杆的上端铰接，两根第二连杆的相交点通过一根转轴铰接于电磁铁筒体外表的一点上，且位于同一侧的两组第一连杆、第二连杆相对于该侧的中心轴轴对称；电磁铁用于改变第一连杆、第二连杆之间的夹角角度。

作为优选的，第二连杆的上端部呈“7”字形。

作为优选的，还包括伸缩杆；

伸缩杆包括外杆和内杆，内杆柱状表面设有的外螺纹，与外杆内表面设有的内螺纹相匹配，内杆固定于基座上，外杆固定于电磁铁筒体两侧；第一电机转动，通过传动轮传动内杆使内杆转动，进而使内杆相对于外杆伸缩。

作为优选的，还包括同步轮；

同步轮同步两组伸缩杆中内杆的旋转。

作为优选的，还包括爬行机构；爬行机构包括位于左侧的前足、后足和位于右侧的前足和后足；爬行机构的左侧结构与右侧结构相同；

前足的顶端与第三连杆的一端、曲柄相铰接，第二电机带动曲柄转动，前足的竖直方向上设有滑槽，限位杆水平贯穿于两根前足的滑槽中，并固定于基座上；第三连杆的另一端与后足的中央部相铰接，后足的顶端水平设有限位螺丝，限位螺丝铰接固定于基座上；

第二电机转动时，位于左侧的曲柄与位于右侧的曲柄错位旋转。

作为优选的，靠近前足的第二连杆的底部包覆有橡胶套。

作为优选的，靠近后足的第二连杆的底部安装有滚轮。

作为优选的，第一电机设有单刀双掷开关，拨动单刀双掷开关，控制第一电机正向或反向转动。

在本发明中，机器人整体结构精简，质量较轻，机动性能良好，两种运动方式互不干扰并且能够在有需要时进行自如的切换。爬行时平稳前进，速度适中，抗干扰能力较强；跳跃可以很快完成，跳起高度适中，既能越过一般障碍物，又不会在落下时损伤爬行结构。机器人落下后，可以进行爬行或是再次跳跃，集中了连续跳跃和间歇跳跃的功能。