本發(fā)明涉及跳躍機(jī)器人，具體的說(shuō)，是一種仿生青蛙跳躍機(jī)器人。。

背景技術(shù)：

1、青蛙作為一種水陸兩棲生物，在自然界中具有出色的適應(yīng)能力和運(yùn)動(dòng)能力。它們可以在陸地和水中自如行動(dòng)，并且能夠利用四肢的柔韌性和肌肉的協(xié)調(diào)性完成各種動(dòng)作。尤其是其跳躍能力更是出類拔萃。這種運(yùn)動(dòng)特性使得青蛙在探索復(fù)雜環(huán)境、捕食和逃避捕食者等方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。若能充分仿生其運(yùn)動(dòng)特性，研制一款具有青蛙的卓越跳躍能力的機(jī)器人，從而充分利用其能力替代人類在狹小或者有障礙環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)，具有重大的意義以及實(shí)用價(jià)值。

2、現(xiàn)有的仿生青蛙跳躍機(jī)器人在設(shè)計(jì)上面臨著多重挑戰(zhàn)。它們多數(shù)依賴于電動(dòng)推桿推動(dòng)彈簧或傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)跳躍。這樣的構(gòu)造不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且涉及的零部件數(shù)量眾多，這無(wú)疑增加了機(jī)器人的制造成本和組裝難度。更重要的是，這種復(fù)雜性直接導(dǎo)致了機(jī)器人在實(shí)際使用中的一系列問題。首先，高能耗是一個(gè)顯著的問題。由于零件眾多，每個(gè)零件傳動(dòng)都需耗能，從而導(dǎo)致每次跳躍都需要消耗大量的電能，這對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間或頻繁跳躍的應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的限制。其次，由于能量在多個(gè)部件之間傳遞時(shí)的損失，機(jī)器人的效率往往較低。此外，復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)更容易受到損壞，無(wú)論是意外的碰撞還是長(zhǎng)時(shí)間的使用磨損，都可能導(dǎo)致機(jī)器人出現(xiàn)故障。維護(hù)這樣一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)不僅需要專業(yè)的知識(shí)，還可能涉及高昂的成本和長(zhǎng)時(shí)間的停機(jī)。不僅如此，這些復(fù)雜的機(jī)構(gòu)還使得機(jī)器人的整體尺寸和重量偏大。這在很大程度上限制了機(jī)器人在狹小空間或需要快速移動(dòng)的環(huán)境中的應(yīng)用。例如，在災(zāi)難救援現(xiàn)場(chǎng)或軍事偵察任務(wù)中，一個(gè)輕便、緊湊的機(jī)器人可能更容易進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域并完成任務(wù)。因此，現(xiàn)有的仿生青蛙跳躍機(jī)器人在設(shè)計(jì)和性能上仍有很大的改進(jìn)空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種仿生青蛙跳躍機(jī)器人，以解決因傳統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)致的零件數(shù)量多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺陷衍生出來(lái)的機(jī)器人動(dòng)作能耗高、效率低的問題。

2、為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)手段：

3、一種仿生青蛙跳躍機(jī)器人，包括：

4、驅(qū)動(dòng)模塊，設(shè)于殼體內(nèi)，包括與所述殼體固定連接的轉(zhuǎn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出端通過(guò)不完全齒輪嚙合連接有伸縮機(jī)構(gòu)，所述伸縮機(jī)構(gòu)的伸縮端從所述殼體的尾端伸出；

5、后肢模塊，包括依次連接的大腿塊、彈性關(guān)節(jié)、小腿塊以及第一支撐塊，所述大腿塊與所述殼體的側(cè)壁鉸接，所述第一支撐塊與所述小腿塊鉸接，所述小腿塊的端部同時(shí)與所述伸縮機(jī)構(gòu)的伸縮端鉸接；

6、前肢模塊，構(gòu)造于所述殼體的外壁。

7、作為優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)包括與所述殼體內(nèi)壁頂面固定連接的電機(jī)盒，所述電機(jī)盒內(nèi)安裝有雙頭轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，所述雙頭轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力輸出端與所述殼體的側(cè)壁垂直設(shè)置，且分別安裝有所述不完全齒輪，所述電機(jī)盒的底面構(gòu)造有穿過(guò)通道，所述不完全齒輪的下方齒體穿過(guò)所述穿過(guò)通道伸出所述電機(jī)盒與所述伸縮機(jī)構(gòu)嚙合。

8、進(jìn)一步的，所述電機(jī)盒的頂端安裝有用于定位所述伸縮機(jī)構(gòu)的安裝板，所述伸縮機(jī)構(gòu)包括一對(duì)滑動(dòng)穿過(guò)所述安裝板的限位桿，所述限位桿的一端伸出所述殼體作為所述伸縮端，兩所述限位桿位于所述殼體內(nèi)的一端均固定安裝在銜接板上，所述電機(jī)盒的下方構(gòu)造有滑動(dòng)板，所述滑動(dòng)板上構(gòu)造有與所述不完全齒輪嚙合的齒條，所述滑動(dòng)板的一端通過(guò)第一連接桿與所述銜接板固定連接，所述滑動(dòng)板的另一端通過(guò)第二連接桿固定連接有抵接板，兩所述限位桿分別滑動(dòng)穿過(guò)所述抵接板，所述限位桿上套設(shè)有第一壓縮彈簧，所述第一壓縮彈簧的兩端分別與所述抵接板以及所述安裝板抵接。

9、更進(jìn)一步的，所述安裝板朝向所述銜接板的一面安裝有減震橡膠塊。

10、更進(jìn)一步的，所述大腿塊和所述小腿塊均為塑料塊，所述彈性關(guān)節(jié)為彈簧鋼。

11、更進(jìn)一步的，所述前肢模塊包括與所述殼體外壁鉸接的第一支撐桿，所述第一支撐桿的底端鉸接有圓弧結(jié)構(gòu)的第二支撐，所述第一支撐桿鉸接在所述第二支撐桿的桿體上，所述第一支撐桿與所述殼體的鉸接端與所述第二支撐桿的頂端通過(guò)第二壓縮彈簧連接，所述第二支撐桿的下游桿體與所述第一支撐桿的桿體通過(guò)第三壓縮彈簧連接。

12、本發(fā)明在使用的過(guò)程中，具有以下有益效果：

13、本發(fā)明的機(jī)器人，采用部分柔順設(shè)計(jì)，即讓后置模塊形成以彈性關(guān)節(jié)組成的柔順設(shè)計(jì)，成功地簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，減少了零件數(shù)量，從而降低了制造裝配成本。同時(shí)，這種設(shè)計(jì)還使得機(jī)器人的動(dòng)作更為流暢，大大提高了其工作效率，降低了能耗。與傳統(tǒng)的仿生青蛙機(jī)器人相比，本發(fā)明的機(jī)器人具有更高的可靠性，維護(hù)起來(lái)也更為方便。

技術(shù)特征：

1.一種仿生青蛙跳躍機(jī)器人，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生青蛙跳躍機(jī)器人，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)（110）包括與所述殼體（200）內(nèi)壁頂面固定連接的電機(jī)盒（111），所述電機(jī)盒（111）內(nèi)安裝有雙頭轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)（112），所述雙頭轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)（112）的動(dòng)力輸出端與所述殼體（200）的側(cè)壁垂直設(shè)置，且分別安裝有所述不完全齒輪（120），所述電機(jī)盒（111）的底面構(gòu)造有穿過(guò)通道，所述不完全齒輪（120）的下方齒體穿過(guò)所述穿過(guò)通道伸出所述電機(jī)盒（111）與所述伸縮機(jī)構(gòu)（130）嚙合。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種仿生青蛙跳躍機(jī)器人，其特征在于，所述電機(jī)盒（111）的頂端安裝有用于定位所述伸縮機(jī)構(gòu)（130）的安裝板（500），所述伸縮機(jī)構(gòu)（130）包括一對(duì)滑動(dòng)穿過(guò)所述安裝板（500）的限位桿（131），所述限位桿（131）的一端伸出所述殼體（200）作為所述伸縮端，兩所述限位桿（131）位于所述殼體（200）內(nèi)的一端均固定安裝在銜接板（132）上，所述電機(jī)盒（111）的下方構(gòu)造有滑動(dòng)板（133），所述滑動(dòng)板（133）上構(gòu)造有與所述不完全齒輪（120）嚙合的齒條（134），所述滑動(dòng)板（133）的一端通過(guò)第一連接桿（135）與所述銜接板（132）固定連接，所述滑動(dòng)板（133）的另一端通過(guò)第二連接桿（136）固定連接有抵接板（137），兩所述限位桿（131）分別滑動(dòng)穿過(guò)所述抵接板（137），所述限位桿（131）上套設(shè)有第一壓縮彈簧（138），所述第一壓縮彈簧（138）的兩端分別與所述抵接板（137）以及所述安裝板（500）抵接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種仿生青蛙跳躍機(jī)器人，其特征在于，所述安裝板（500）朝向所述銜接板（132）的一面安裝有減震橡膠塊（600）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生青蛙跳躍機(jī)器人，其特征在于，所述大腿塊（310）和所述小腿塊（330）均為塑料塊，所述彈性關(guān)節(jié)（320）為彈簧鋼。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生青蛙跳躍機(jī)器人，其特征在于，所述前肢模塊（400）包括與所述殼體（200）外壁鉸接的第一支撐桿（410），所述第一支撐桿（410）的底端鉸接有圓弧結(jié)構(gòu)的第二支撐桿（420），所述第一支撐桿（410）鉸接在所述第二支撐桿（420）的桿體上，所述第一支撐桿（410）與所述殼體（200）的鉸接端與所述第二支撐桿（420）的頂端通過(guò)第二壓縮彈簧（430）連接，所述第二支撐桿（420）的下游桿體與所述第一支撐桿（410）的桿體通過(guò)第三壓縮彈簧（440）連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種仿生青蛙跳躍機(jī)器人，涉及跳躍機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括：驅(qū)動(dòng)模塊，設(shè)于殼體內(nèi)，包括與所述殼體固定連接的轉(zhuǎn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出端通過(guò)不完全齒輪嚙合連接有伸縮機(jī)構(gòu)，所述伸縮機(jī)構(gòu)的伸縮端從所述殼體的尾端伸出；后肢模塊，包括依次連接的大腿塊、彈性關(guān)節(jié)、小腿塊以及第一支撐塊，所述大腿塊與所述殼體的側(cè)壁鉸接，所述第一支撐塊與所述小腿塊鉸接，所述小腿塊的端部同時(shí)與所述伸縮機(jī)構(gòu)的伸縮端鉸接；前肢模塊，構(gòu)造于所述殼體的外壁；以解決因傳統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)致的零件數(shù)量多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺陷衍生出來(lái)的機(jī)器人動(dòng)作能耗高、效率低的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：王旗華,劉志學(xué),楊啟睿,唐旭,黃康
受保護(hù)的技術(shù)使用者：成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9