[发明专利]折叠式弹跳机器人

说明书

技术领域

本发明涉及弹跳机器人和无线传感器网络技术领域。 

背景技术

移动机器人的发展所要解决的一个突出问题是地形适应能力的提升。轮式机器人和履带式机器人在遇到较自身尺寸大的障碍物或沟壑时往往不能顺利通过。步行和爬行机器人自由度多、控制复杂且运动缓慢，遇到较大障碍物或沟壑时同样无能为力。而弹跳式机器人具有运动范围大、越障能力强和躲避危险快等特点，能够增强机器人的环境适应能力，克服地面崎岖和障碍物阻挡带来的困难。目前的弹跳式机器人还存在弹跳高度低，起跳方向和角度不能调整和运动形式单一等问题。本发明设计了特殊形状的凸轮，获得了一种储存弹性势能，并能瞬间释放的弹跳机构；本发明设计了起跳角度调节机构能够根据实际地形调整起跳角度；本发明将弹跳机构和滚动机构相结合，大大提高了移动机器人的环境适应能力。

 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有弹跳式机器人的不足，设计一种弹跳和滚动运动形式相结合的新式折叠式机器人。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种折叠式弹跳机器人，包括机架以及设置在机架上的弹跳滚动复用机构、起跳角度调节机构、驱动机构、传感单元、通信控制单元和电源模块，所述的弹跳滚动复用机构包括拉簧、右轮、左轮、同步齿轮、右腿、左腿和同步齿轮安装件，所述的拉簧的两端分别挂在左腿和右腿上，在左腿和右腿的下部末端分别安装所述的左轮和右轮，所述的左腿和右腿的上部末端与所述的同步齿轮固定连接；所述的驱动机构包括滚动驱动机构以及弹跳驱动机构，所述的滚动驱动机构与所述的右轮和左轮连接，所述的弹跳驱动机构驱动右腿，并通过同步齿轮使左腿和右腿打开或者折叠。

有益效果  （1）本发明的弹跳与滚动采用同一机构实现，并采用新颖的折叠方式实现弹跳。

（2）本发明设计的凸轮轮廓线以及减速齿轮组减速比能获得较高的弹跳高度。通过减速齿轮组使电机减速获得大扭矩，带动凸轮作用于弹性装置，实现拉簧的拉伸储能和瞬间释放，从而实现弹跳。

（3）本发明将弹跳和滚动相结合。弹跳和滚动运动形式的结合使得机器人能够适应更为复杂的地形环境；在平坦路面采用滚动运动形式能有效节省机器人自身有限的电量。从而解决了当前弹跳机器人运动形式单一以及耗电量大的问题。

（4）本发明的起跳角度调节机构使得机器人可以自主调节起跳角度，从而调节弹跳高度和弹跳距离。

（5）本发明所用的拉簧条数和刚度可以灵活选择。通过分析机器人将要面临的环境，选取最适合路况的拉簧条数和刚度，从而最大限度的节省电量。

附图说明

图1是本发明实施例的机器人系统结构框图。

图2是本发明实施例的机器人弹跳滚动复用机构装配图。

图3是本发明实施例的机器人起跳角度调节机构装配图。

图4是本发明实施例的机器人起跳角度调节机构作用机理图。

图5是本发明实施例的机器人弹跳驱动机构装配图。

图6是本发明实施例的机器人滚动驱动机构装配图。

图7是图2的俯视图。

图8是图7中凸轮与轴承连接示意图。

图9是本发明实施例的机器人空中弹跳姿态示意图。

图10是本发明的系统总体框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的工作原理和工作过程作进一步详细说明。

参照图1，该折叠式弹跳机器人由机架（图2中1所示）、弹跳滚动复用机构、起跳角度调节机构、驱动机构、传感单元、通信控制单元和电源模块组成，其特征是：机架用来固定各机械结构；弹跳滚动复用机构（图2）完成机器人弹跳和滚动功能；起跳角度调节机构（图3）完成起跳角度调节功能；驱动机构分为弹跳驱动机构（图5）和滚动驱动机构（图6）两部分，为机器人的弹跳、滚动以及起跳角度调节提供驱动力；传感器单元用于收集环境信息，并发送该环境信息给通信控制单元；通信控制单元用于接收来自传感单元发送的环境信息和上位机发出的控制命令，控制机器人动作；电源模块为机器人各单元提供所需电源。该机器人采用弹跳和滚动运动形式可以克服路面不平整、障碍物和沟壑阻挡等不利因素，采用无线传感器网络通信技术进行远程监测控制，为实现复杂环境的进入和环境信息监测提供了有力的保障。

参照图2，所述机架由前后端面1组成，构成其他装置的机械安装位置。为了充分利用机器人内部有限的空间，本设计用控制电路板代替前后端面。