[发明专利]一种多功能仿生弹跳及行走机器人

摘要

本发明公开了一种多功能仿生弹跳及行走机器人。现有机器人都只能实现单一的弹跳轨迹和弹跳动作，且只能在平坦的地形运动，还远远不能适应自然界中复杂的地形环境。本发明的两个前肢仿生机构对称设置在机器人躯干前部，两个后肢弹跳机构对称设置在机器人躯干后部，且分别与一个弹簧锁解机构连接；弹簧锁解机构可驱动、锁定或解锁后肢弹跳机构；弹簧锁解机构包括主电机、直齿轮三、输入轴、直齿轮四、棘爪、离合器动块、离合器定块、拨叉驱动电机、曲柄二、连杆二和拨叉。本发明不仅可以实现起跳角度调整、弹跳高度调整、连续弹跳和自动复位的基本功能，还能实现仿青蛙弹跳和仿袋鼠弹跳两种弹跳轨迹，并可原地转向和行走，以适应复杂的环境。

主权项

一种多功能仿生弹跳及行走机器人，包括机器人躯干、保护盖、前肢仿生机构、弹簧锁解机构和后肢弹跳机构，其特征在于：所述的保护盖与机器人躯干固定；两个前肢仿生机构对称设置在机器人躯干前部；两个后肢弹跳机构对称设置在机器人躯干后部，且分别通过一个弹簧锁解机构驱动；所述的后肢弹跳机构包括齿轮箱壳体、齿轮箱上盖、齿轮箱下盖、髋关节电机、曲柄一、连杆一、同步齿轮、大腿杆、小腿杆一、小腿杆二、拉簧一、拉簧二、输出轴、滚筒和钢绳；所述齿轮箱壳体的两端分别与齿轮箱上盖和齿轮箱下盖固定；齿轮箱壳体通过轴承支承在机器人躯干上，形成髋关节；所述髋关节电机的底座固定在机器人躯干上，曲柄一固定在髋关节电机的输出轴上，连杆一的两端分别铰接于曲柄一的一端和齿轮箱上盖的边缘；两根齿轮轴对称铰接于齿轮箱上盖上，固定在两根齿轮轴上的两个同步齿轮相啮合；两个同步齿轮均固连有大腿杆，所述小腿杆一的一端与前部的大腿杆通过销轴连接，形成膝关节一；小腿杆一的另一端与小腿杆二的中部用销轴连接，形成踝关节；所述小腿杆二的两端分别与后部的大腿杆和脚掌板用销轴连接，形成膝关节二和跗跖关节；所述拉簧一的两端分别固定在膝关节一和膝关节二处的销轴上；拉簧二的一端固定在踝关节处的销轴上，另一端固定在跗跖关节处的销轴上；所述的输出轴铰接在齿轮箱上盖上，滚筒与输出轴固连；所述钢绳的一端缠绕在滚筒上，另一端固连在踝关节处的销轴上；所述的前肢仿生机构包括肩关节电机、直齿轮一、肩关节轴、前肢大臂、肘关节轴、直齿轮二、肘关节电机、锥齿轮二、锥齿轮一、前肢小臂和前肢脚趾；所述肩关节电机的底座固定在机器人躯干上，直齿轮一与肩关节电机的输出轴固连；所述的肩关节轴通过轴承支承在机器人躯干上；所述前肢大臂的顶端固定在肩关节轴上，底端通过轴承支承有肘关节轴；直齿轮二固连在肩关节轴上，并与直齿轮一啮合；所述肘关节电机的底座固定在前肢大臂的底部，锥齿轮一固连在肘关节电机的输出轴上；锥齿轮二固连在肘关节轴上，并与锥齿轮一啮合；所述前肢小臂的顶端与肘关节轴固定；所述前肢脚趾的顶部与前肢小臂底部的沉头孔通过滑动副连接；缓冲弹簧的一端套在前肢脚趾的顶部，另一端压紧前肢小臂的沉头孔孔底；所述的弹簧锁解机构包括主电机、直齿轮三、输入轴、直齿轮四、棘爪、离合器动块、离合器定块、拨叉驱动电机、曲柄二、连杆二和拨叉；所述主电 机的底座固定在齿轮箱下盖上，直齿轮三与主电机的输出轴固连；所述的输入轴通过轴承支承在齿轮箱下盖上，直齿轮四、棘轮和离合器定块均固定在输入轴上；直齿轮四与直齿轮三啮合；棘爪轴通过轴承支承在齿轮箱下盖上；所述的棘爪固定在棘爪轴上，并与棘爪啮合；棘爪复位弹簧的一端与棘爪固定，另一端与齿轮箱下盖固定；所述的离合器动块与后肢弹跳机构的输出轴通过花键连接，并与离合器定块嵌合；离合器复位弹簧套在后肢弹跳机构的输出轴上，且设置在离合器动块和齿轮箱上盖之间；电机支撑架的两端分别固定在齿轮箱上盖和齿轮箱下盖上，所述拨叉驱动电机的底座固定在电机支撑架上，曲柄二固连在拨叉驱动电机的输出轴上；所述连杆二的两端分别铰接于曲柄二和拨叉的端部上；拨叉的中部与电机支撑架的支承轴铰接，拨叉的U型叉嵌入离合器动块的环形槽内。