[发明专利]一种跳跃度可调节的电机驱动式单腿跳跃机构

说明书

一种跳跃度可调节的电机驱动式单腿跳跃机构，包括驱动电机、减速器、主动齿轮、从动齿轮、第一传动轴、第二传动轴、电磁离合器、绞盘、提拉绳、平行四边形机构、支撑架、平衡配重块、支脚、支撑铲、同步齿轮组及蓄力弹簧；驱动电机与减速器固连，主动齿轮安装在减速器上，从动齿轮固装在第一传动轴上，两齿轮啮合；第一传动轴通过电磁离合器与第二传动轴相连，绞盘固装在第二传动轴上；平行四边形机构的上角点通过同步齿轮组与支撑架相连，下角点与支脚相连；提拉绳一端与绞盘相连，另一端与支脚相连；蓄力弹簧连接在平行四边形机构的左右角点之间；驱动电机、减速器、平衡配重块及支撑铲均连接在支撑架上，通过平衡配重块调整跳跃机构的重心。

技术领域

本发明属于仿生跳跃机器人技术领域，特别是涉及一种跳跃度可调节的电机驱动式单腿跳跃机构。

背景技术

由于跳跃运动在落地点上具有离散性，且在发力上具有突发性与爆发性的特点，因此在自然界中，许多生物都把跳跃运动作为运动模式，用于逃避敌害或捕食。

为了模仿自然界中以跳跃运动为运动模式的生物，科研人员研发了多种类型的仿生跳跃机器人，根据结构形式的不同，可分为伸缩式、关节腿式、轮滚式及弹性变形式。

伸缩式跳跃机器人也称为弹簧振子倒立摆模型，重量集中在机器人身体的上部，机器人身体的下部为质量近似忽略的弹簧腿，主要靠腿部弹簧沿移动副方向储能产生弹跳动力。

关节腿式跳跃机器人的仿生特性最好，可以较好的模仿人或动物关节，机器人身体的结构部分多采用多连杆铰接结构，并形成一个开链式的仿生结构模型，具有仿生跳跃步态，但控制复杂。

轮滚式跳跃机器人将轮式结构与跳跃运动相结合，在平坦地面上可通过轮式结构来提高机动速度，当遇到障碍物时，则转换成跳跃模式，可满足高效移动和越障要求。

弹性变形式跳跃机器人利用了变形能，并通过变形能的释放实现跳跃，随着各种记忆合金及可变形弹性材料的出现，弹性变形式跳跃机器人成为近几年的研究热点。

但是，尽管上述列举的几种跳跃机器人各自具有特定的优点，但在跳跃性能方面仍比较局限，无法实现跳跃度的任意调节，即使部分跳跃机器人能够实现跳跃度的调节，但此类跳跃机器人的结构却十分复杂，并且能量利用率较低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种跳跃度可调节的电机驱动式单腿跳跃机构，结构简单且能量利用率高，同时具备跳跃度可调节能力。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种跳跃度可调节的电机驱动式单腿跳跃机构，包括驱动电机、减速器、主动齿轮、从动齿轮、第一传动轴、第二传动轴、电磁离合器、绞盘、提拉绳、平行四边形机构、支撑架、平衡配重块、支脚、支撑铲、同步齿轮组及蓄力弹簧；所述驱动电机的电机轴与减速器的动力输入轴相固连，所述主动齿轮固装在减速器的动力输出轴上，所述从动齿轮固装在第一传动轴一端，从动齿轮与主动齿轮相啮合，第一传动轴另一端通过电磁离合器与第二传动轴一端相连，所述绞盘固装在第二传动轴另一端；所述平行四边形机构的一个角点通过同步齿轮组与支撑架相连，同步齿轮组对侧的平行四边形机构的另一个角点与支脚相连，在支脚底部安装有缓冲垫；所述提拉绳一端与绞盘相连，提拉绳另一端与支脚相连；所述蓄力弹簧连接在平行四边形机构的另外两个角点之间；所述驱动电机、减速器、平衡配重块及支撑铲均连接在支撑架上，通过平衡配重块调整跳跃机构的重心，使跳跃机构的重心位于平行四边形机构的上角点与下角点的连线上。

所述支撑架包括转接板、箱式支撑体及盘式支撑体，所述减速器与箱式支撑体之间通过转接板相固连，所述第一传动轴、电磁离合器及第二传动轴位于箱式支撑体内，第一传动轴通过第一轴承与箱式支撑体相连，第二传动轴通过第二轴承与箱式支撑体相连；在所述箱式支撑体内部安装有电流传感器。