[发明专利]一种具有爬行能力的仿弹尾虫跳跃机器人

说明书

本发明公开一种具有爬行能力的仿弹尾虫跳跃机器人，包括机身、跳跃机构、辅助起跳机构和爬行机构，跳跃机构包括跳跃旋转轴、基柄和跳板，基柄的一端固定套设在跳跃旋转轴上，另一端通过一连接销与跳板的一端可转动连接，连接销上套设一扭簧；辅助起跳机构包括阻挡杆，阻挡杆安装在机身的中部，起跳之前，跳板的另一端搭放在阻挡杆上方；爬行机构设置在机身的两侧用于实现爬行功能。本发明通过对弹尾虫特有跳跃器官的仿生设计，设置了新型的跳跃机构来实现机器人的高效弹跳功能，辅助跳跃机构可提高跳跃机构的能量利用率，同时采用跳跃机构与爬行机构分离的设计不仅简化了整体结构，同时使得驱动变得简单，适用于复杂地形环境的探测。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种具有爬行能力的仿弹尾虫跳跃机器人。

背景技术

随着技术的发展，机器人技术在各个方面均得到广泛应用，尤其是在星际探测、生命救援和军事侦察等领域，存在各种类型复杂、非结构化的工作环境，这就要求机器人体积小且具有强大的越障能力。

弹跳是自然界中一种很常见的运动方式，像青蛙、袋鼠和蝗虫等，相比于爬行，弹跳具有活动范围广、移动效率高、爆发力强等的特点，因此弹跳功能在机器人领域应用广泛，尤其适合在非结构化的工作环境中加以应用。但是现有的跳跃机器人，不仅结构复杂，能量利用效率较低，而且运动形式较为单一，不能实现连续跳跃，对复杂环境的适应能有较大的限制。

同时，研究者发现，弹尾虫是一种运动能力极强的跳虫，不仅体积小，而且能够依赖腹部末端的弹器进行强而有力的跳跃，一次可跳出几乎身体200倍的距离，越过数倍于自身尺寸的障碍物。因此，如何基于仿弹尾虫跳跃原理，设计一种结构简单、灵活性好、能量利用率高、且兼具跳跃爬行复合运动能力的机器人是本发明亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、灵活性好、能量利用率高的具有爬行能力的仿弹尾虫跳跃机器人。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种具有爬行能力的仿弹尾虫跳跃机器人，包括机身、跳跃机构、辅助起跳机构和爬行机构，所述跳跃机构包括跳跃旋转轴、基柄和跳板，所述跳跃旋转轴安装在所述机身的尾部，所述跳跃旋转轴与第一驱动电机连接，所述基柄的一端固定套设在所述跳跃旋转轴上，所述基柄的另一端通过一连接销与所述跳板的一端可转动连接，且所述连接销上还套设一扭簧，所述扭簧的一端与所述基柄连接，所述扭簧的另一端与所述跳板连接；所述辅助起跳机构包括阻挡杆，所述阻挡杆安装在所述机身的中部，起跳之前，所述跳板的另一端搭放在所述阻挡杆上方；所述爬行机构包括两根以上爬行转轴，每根爬行转轴的两端分别设置一爬行腿，所述爬行腿对称分布在所述机身的两侧，每根所述爬行转轴上均套设有齿轮，相邻所述爬行转轴之间通过爬行齿轮副实现联动，所述齿轮副由第二驱动电机驱动，每根所述爬行腿的底部均设置有一爬行脚。

可选的，还包括齿轮传动机构，所述齿轮传动机构包括跳跃齿轮副和所述爬行齿轮副，所述跳跃齿轮副用于驱动所述跳跃旋转轴转动，所述跳跃齿轮副和所述爬行齿轮副之间通过一驱动齿轮啮合，所述驱动齿轮套设在一驱动转轴上，所述驱动转轴与第三驱动电机连接，通过控制所述第三驱动电机的正转和反转能够分别控制所述跳跃齿轮副和所述爬行齿轮副的运行。

可选的，所述跳跃齿轮副包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮通过第一单向轴承固定套设在所述跳跃旋转轴上，所述第一齿轮通过所述第二齿轮与所述驱动齿轮啮合，当所述第三驱动电机正转时，所述第一齿轮正转，所述跳板在所述基柄的推动作用下与所述阻挡杆之间相对滑动，直至所述跳板的端部脱离所述阻挡杆。