[发明专利]一种轮腿式跑跳机构及扑翼式机器人

说明书

本发明公开了一种轮腿式跑跳机构及扑翼式机器人，其中轮腿式跑跳机包括连接腿、位于连接腿下端的轮轴以及位于轮轴两端的轮腿机构，在所述连接腿上还设置有用于驱动所述轮轴转动的第一驱动机构，其特征在于：所述轮腿机构包括第一半轮、第二半轮以及蓄能部件，所述第一半轮和第二半轮在一端铰接且可绕铰接点打开或闭合，所述蓄能部件在所述第一半轮和第二半轮闭合时蓄能并在第一半轮和第二半轮打开时释放；在所述轮轴上还设置有驱动所述第一半轮和第二半轮闭合的第二驱动机构；所述第一半轮为与所述轮轴固定的固定轮，所述第二半轮为活动轮。本发明公开的机构具有结构简单，适用性良好，可解决扑翼式机器人自主起飞的难题。

技术领域

本发明涉及一种扑翼式搜救机器人的轮腿式跑跳辅助起飞机构，属于仿生学、机械学、机器人学、仪器科学、计算机科学、传感器技术等的交叉领域。

背景技术

由于地球资源的过度开采，环境污染的进一步加剧，近年来各种极端气候天气较多，旱涝灾害、地震、泥石流等自然灾害频发；随着城市发展的步伐加快，城市拥挤等现象较多，楼房坍塌、火灾等人为灾害时有报道；此外，世界局部战争不断，特别是城市巷战、丛林战争等较多。以上这些情况往往造成人员受伤等，为人民生命财产造成损失，需要进行快速救援。而这些情况下，现场环境恶劣危险，人员进入难度大，因此需要一种灵活快捷的无人设备进入，参与现场环境信息的快速获取并参与救援。

扑翼式机器人模仿鸟类和昆虫的飞行运动功能而研制成的，与固定翼和旋翼飞行器相比，具有快速性、敏捷性、高效性等优点，可以广泛应用于军事、农业、林业等领域，也能满足危险环境下的搜救任务需求。然而目前大部分扑翼式机器人往往采用抛投式起飞，或者安装在固定架上实现起飞，这大大限制了其作用的发挥，在搜救任务中可能出现有去无回。如果扑翼式机器人具有自主快速起飞功能，将大大提高其环境适应性，扩大其应用领域。

随着材料科学、机器人学、仪器科学、计算机科学、传感器技术、控制技术、能源技术等的发展，无人飞行器这几年发展较快。因此，应用这些新兴的技术研究开发一种具有自主起飞能力的扑翼式机器人的快速自主起飞辅助机构是本领域技术人员目前需要做的工作之一。

发明内容

技术问题：

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有的扑翼式机器人环境适应性差，无法实现快速自主起飞的缺点，设计一种环境适应性好，能够快速实现起飞的辅助机构。

技术方案：

一种轮腿式跑跳机构，包括连接腿、位于连接腿下端的轮轴以及位于轮轴两端的两个轮腿机构，在所述连接腿上还设置有用于驱动所述轮轴转动的第一驱动机构，其特征在于：所述轮腿机构包括第一半轮、第二半轮以及蓄能部件，所述第一半轮和第二半轮在一端铰接且可绕铰接点打开或闭合，所述蓄能部件在所述第一半轮和第二半轮闭合时蓄能，并在第一半轮和第二半轮打开时释放；在所述轮轴上还设置有驱动所述第一半轮和第二半轮闭合的第二驱动机构；所述第一半轮为与所述轮轴固定的固定轮，所述第二半轮为活动轮。

所述第二驱动机构包括第二驱动电机、摆杆以及拉绳；所述摆杆通过一单向运动方向输出部件与所述第二驱动电机连接，所述拉绳一端连接在所述摆杆上，所述拉绳的另一端与所述活动轮连接。

所述第二驱动机构还包括第二驱动电机架子、两只滑轮、两根滑轮轴；所述第二驱动电机架子固定在所述的轮轴上；所述第二驱动电机固定在所述第二驱动电机架子上；两只滑轮中的一只安装在所述固定轮的中心圆孔中，并且安装在一根滑轮轴上，滑轮轴的轴线平行于轮面；所述拉绳的一端固定在所述活动轮上中间位置，并且绕过第一个滑轮进入到所述轮轴中，所述轮轴为空心管，空心管上有槽形开口，开口位于摆杆下方；两只滑轮中的另一只从槽形口进入，并安装在另一根固定在轮轴内的滑轮轴上，拉绳穿过轮轴的圆管孔，并绕过第二个滑轮后，从槽形口拉出后，末端固定在所述摆杆的末端。

所述蓄能部件为扭簧，该扭簧套在固定轮和活动轮的铰接轴外的扭簧轴上，扭簧的一端设置在固定轮上，扭簧的另一端设置在活动轮上。