[发明专利]储能可调的齿轮-五杆仿生弹跳机构

权利要求书

1.一种储能可调的齿轮-五杆仿生弹跳机构，包括姿态调整机构、能量存储机构和锁定-释放机构，分别实现姿态调整，能量储存和控制起跳的功能，其特征在于：

a.姿态调整机构包括伺服电机(3)、姿态调整舵机(9)、丝杠(19)、复位弹簧挡块(41)、复位弹簧(38)、深沟球轴承(13)、埋头螺钉(14)、曲柄(8)、摇杆(10)、小锥齿轮(11)、大锥齿轮(7)、传动轴(35)、轴承(44)和一对直齿圆柱齿轮(36)和(37)；伺服电机(3)位于躯干(1)一端的端头，并且伺服电机(3)的输出轴轴线平行于躯干(1)的中轴线；伺服电机(3)输出轴经联轴器(5)与丝杠(19)连接；从丝杠(19)的光杠端至螺纹端，依次套装有复位弹簧挡块(41)、复位弹簧(38)、小锥齿轮(11)、丝杠光杠段轴承(16)、螺母(18)和丝杠螺纹段轴承(20)；

b.曲柄(8)、摇杆(10)、小锥齿轮(11)、摇杆转轴(12)、深沟球轴承(13)、埋头螺钉(14)和丝杠(19)的光杠段组成曲柄-滑块机构；埋头螺钉(14)位于小锥齿轮(11)的螺纹孔内，并在导向键槽(15)内滑动；小锥齿轮(11)的连接套外径与深沟球轴承(13)内圈过盈配合；深沟球轴承(13)外圈与摇杆转轴(12)的一端固连；摇杆转轴(12)的另一端和摇杆(10)输出端铰接；摇杆(10)的输入端与位于摇杆(10)上方的曲柄(8)的输出端铰接；曲柄(8)的输入端与位于曲柄(8)上方、与躯干(1)相垂直的舵机(9)的输出轴相连；舵机(9)通过舵机支座(24)与躯干(1)固连；

c.能量储存机构包括躯干(1)、伺服电机(3)、联轴器(5)、螺母(18)、丝杠(19)、支撑轴(21)、大腿(32)、小腿(29)，支撑腿(25)、脚平板(26)、支撑腿转轴(22)、小腿转轴(31)、大腿转轴(33)、支撑腿不完全齿轮转轴(46)、小腿不完全齿轮转轴(47)和储能弹簧(30)；支撑腿不完全齿轮转轴(46)和小腿不完全齿轮转轴(47)分别固定安装在位于脚板(26)一端的两个支座上，并分别与支撑腿和小腿铰接；转轴(33)通过支座(45)与躯干(1)固连，并通过大腿不完全齿轮(37)一端的转轴铰接孔与大腿铰接；螺母(18)与躯干(1)的螺母导向槽(40)滑动配合；支撑轴(21)与螺母(18)过盈配合；支撑腿转轴(22)位于躯干(1)下方，支撑腿转轴(22)的中部与螺母(18)上的铰接孔过盈配合；支撑腿转轴(22)的两端分别与支撑腿(25)一端的铰接孔铰接；机器人的电控装置(17)安装在螺母(18)和丝杠光杠段轴承(16)之间的躯干(1)上；储能弹簧(30)两端分别固定在支撑腿转轴(22)和小腿转轴(31)上；

d.丝杠的螺纹段与螺母组成螺旋副，其螺旋升角为4.5°；螺母材料采用青铜，丝杠材料采用钢，丝杠和螺母之间的当量摩擦角为8.5°；

e.锁定-释放机构包括释放舵机(2)、拨动轴(4)、棘爪(6)、棘轮(34)、拉簧(43)和棘爪支座(42)；大腿转轴(33)固定在躯干(1)下方并与传动轴(35)平行，大腿转轴(33)的轴线和传动轴(35)的轴线所确定的平面垂直于躯干(1)；大腿(32)与大腿转轴(33)在大腿(32)靠近躯干(1)一端铰接；棘轮(34)固定在大腿(32)与大腿转轴(33)铰接端、靠近释放舵机(2)的一侧；沿丝杠(19)的轴线方向，棘爪支座(42)位于舵机(2)和棘轮(34)之间，并与躯干(1)固连；棘爪(6)与棘爪支座(42)通过转轴铰接；棘爪(6)的一端与棘爪支座(42)间连接有拉簧(43)；棘爪(6)另一端位于拨动轴(4)的下方并与拨动轴接触；拨动轴(4)与释放舵机(2)输出轴固连；释放舵机(2)固连在躯干(1)一端的边缘处。

2.如权利要求1所述一种储能可调的齿轮-五杆仿生弹跳机构，其特征在于姿态调整机构中的小锥齿轮(11)连接套上的螺纹孔垂直于小锥齿轮(11)的轴线，并贯通小锥齿轮(11)连接套的壳体；丝杠(19)与联轴器(5)连接端为无螺纹的光杠段，其长度为丝杠长度的1/2；丝杠(19)的光杠段的外圆表面上加工有与其轴线平行的导向键槽(15)；导向键槽(15)的一端与复位弹簧挡块(41)相邻；导向键槽(15)的长度略大于小锥齿轮(11)为实现与大锥齿轮(7)啮合/分离所要沿光杠段移动的距离；