本技術(shù)屬于仿生機器人，具體涉及一種基于仿生蛙腿的機器人。

背景技術(shù)：

1、對于狹隘地帶的勘測，現(xiàn)有的自主探測小車由于自身體積過大無法進入受到限制，迷你無人機由于無法清晰判斷場景中的實地情況，操作危險系數(shù)較高，相較于前面兩種勘測裝置，仿生青蛙的探測裝置具有體積小巧，運動場景范圍廣的特點。

2、公告號為cn102806951b的中國發(fā)明專利公開了一種仿青蛙跳躍機器人，軀干安裝板裝有前、后肢驅(qū)動機構(gòu)，前、后肢驅(qū)動機構(gòu)分別連接有前、后肢執(zhí)行機構(gòu)；前肢驅(qū)動機構(gòu)和后肢驅(qū)動機構(gòu)分別包括輸入軸，輸入軸上裝有第二齒輪、單向軸承、不完全齒輪以及棘輪棘爪，第二齒輪通過齒輪傳動到第二輸出軸，不完全齒輪通過齒輪傳動到第一輸出軸；第一輸出軸的兩端分別裝有第二卷筒，第二卷筒上卷有繩索，第二輸出軸的兩端分別裝有輸出齒輪。通過對前、后肢驅(qū)動機構(gòu)和前、后肢執(zhí)行機構(gòu)的合理設(shè)置，提高了機器人驅(qū)動元件的利用率，優(yōu)化了腿部機械結(jié)構(gòu)，提高了機器人的仿生程度，增強了機器人的跳躍能力，提高了機器人機械機構(gòu)的柔性，增強了跳躍過程的姿態(tài)穩(wěn)定性。

3、上述機器人雖然能實現(xiàn)類似青蛙的跳躍移動方式，但是其驅(qū)動機構(gòu)結(jié)構(gòu)涉及到多種齒輪以及棘輪棘爪的相互配合，整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易制造；且其前肢機構(gòu)僅通過小臂桿作為落地支撐，在崎嶇的路面上容易被卡住。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的是為了解決背景技術(shù)中提及的問題，提供一種基于仿生蛙腿的機器人，結(jié)構(gòu)簡單能快速釋放彈性勢能，實現(xiàn)機器人的跳躍，在崎嶇路面上也不容易被卡住。

2、為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為：

3、一種基于仿生蛙腿的機器人，包括主體，所述主體前端和后端分別設(shè)有兩個前腿機構(gòu)和兩個后腿機構(gòu)，所述后腿機構(gòu)包括固定件和活動板，活動板滑動連接在固定件上；所述活動板設(shè)有驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動活動板升降；

4、所述活動板與固定件之間連接有第一彈簧，當(dāng)活動板上升時壓縮第一彈簧；所述固定件上鉸接有菱形機構(gòu)，所述菱形機構(gòu)接觸的各邊相互鉸接，菱形機構(gòu)最下端的邊鉸接有支撐腳；所述活動板底部設(shè)有連接桿與菱形機構(gòu)的任一條邊鉸接；所述菱形機構(gòu)的底端向后方傾斜。

5、作為優(yōu)選，所述驅(qū)動機構(gòu)包括電機和傳動軸；所述電機設(shè)置在主體上，所述傳動軸轉(zhuǎn)動連接在固定件上；所述電機與兩個傳動軸分別通過皮帶傳動連接；

6、所述傳動軸上設(shè)有環(huán)狀異形凹槽，所述環(huán)狀異形凹槽包括設(shè)置在傳動軸兩側(cè)相互連通的上升槽和下降槽，所述上升槽相對于傳動軸軸線的傾斜角大于下降槽相對于傳動軸軸線的傾斜角；所述傳動軸轉(zhuǎn)動方向與下降槽由頂部至底部的繞向相反；所述活動板設(shè)有與環(huán)狀異形凹槽相匹配的凸柱，所述凸柱卡接在環(huán)狀異形凹槽內(nèi)。

7、作為優(yōu)選，所述固定件自上而下分別設(shè)有橫板一和橫板二，所述傳動軸轉(zhuǎn)動連接在橫板一上；所述橫板一和橫板二之間連接有若干導(dǎo)向桿，所述活動板滑動套裝在導(dǎo)向桿上；所述第一彈簧連接在橫板一和活動板之間；所述橫板二設(shè)有與連接桿相匹配的開口。

8、作為優(yōu)選，所述菱形機構(gòu)包括前后兩個上連桿和前后兩個下連桿，同側(cè)的上連桿和下連桿相互鉸接；兩個下連桿相互鉸接；所述兩個上連桿或兩個下連桿之間連接有彈性件。

9、作為優(yōu)選，所述兩個上連桿各自鉸接在固定件上；左側(cè)的下連桿上設(shè)有通槽，右側(cè)的下連桿通過轉(zhuǎn)軸滑動鉸接在通槽內(nèi)，左側(cè)下連桿底部鉸接有支撐腳。

10、作為優(yōu)選，所述兩個上連桿相互鉸接并通過其鉸接軸鉸接在固定件上；兩個下連桿的鉸接軸鉸接有支撐腳。

11、作為優(yōu)選，所述前腿機構(gòu)包括上關(guān)節(jié)和下關(guān)節(jié)，所述上關(guān)節(jié)設(shè)置在主體底部；下關(guān)節(jié)栓接在上關(guān)節(jié)上；所述下關(guān)節(jié)上轉(zhuǎn)動連接有支撐輪。

12、作為優(yōu)選，所述下關(guān)節(jié)的側(cè)邊設(shè)有凸起邊，下關(guān)節(jié)底部鉸接有v型連接件的一邊，所述v型連接件的另一邊通過第二彈簧與凸起邊連接；所述支撐輪轉(zhuǎn)動連接在v型連接件兩邊的交界處。

13、作為優(yōu)選，所述支撐輪包括安裝架和轉(zhuǎn)輪，所述安裝架呈三角形，轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動連接在安裝架的三個角上；所述v型連接件鉸接在安裝架的中心。

14、作為優(yōu)選，所述主體頂部前方設(shè)有視覺檢測裝置、超聲波探測裝置和控制器，所述視覺檢測裝置、超聲波探測裝置和電機與控制器電性連接。

15、本實用新型的有益效果是：

16、1、本申請?zhí)峁┑臋C器人通過后腿機構(gòu)的傳動軸、活動板和第一彈簧實現(xiàn)彈性勢能的蓄積和釋放，只需要由電機驅(qū)動傳動軸轉(zhuǎn)動，卡接在傳動軸的環(huán)狀異形凹槽內(nèi)的凸柱會隨著傳動軸的轉(zhuǎn)動而升降(因為凸柱卡接早環(huán)狀異形凹槽內(nèi)，傳動軸轉(zhuǎn)動，環(huán)狀異形凹槽會擠壓凸柱使其沿著環(huán)狀異形凹槽進行升降)，進而帶動活動板進行升降，而活動板上升過程中會擠壓第一彈簧蓄積彈性勢能；環(huán)狀異形凹槽的下降槽相對于傳動軸軸線的傾斜角相對與上升槽的傾斜角更小，使得傳動軸在相同的轉(zhuǎn)速下，能使得活動板更快速的下降，實際設(shè)計過程中下降槽的槽線幾乎與傳動軸的軸線平行(僅設(shè)置很小的傾斜角，防止下降槽底部的轉(zhuǎn)角為直角導(dǎo)致凸柱卡死無法隨著傳動軸轉(zhuǎn)動)，能實現(xiàn)彈性勢能的快速釋放，從而實現(xiàn)機器人的瞬間彈跳；整個驅(qū)動機構(gòu)實際就只有電機、傳動軸、活動板和第一彈簧配合就能實現(xiàn)能量的蓄積和釋放，相較于現(xiàn)有青蛙機器人通過多種齒輪相互配合的驅(qū)動結(jié)構(gòu)要精簡的多，容易制造和維修。

17、2、本申請?zhí)峁┑臋C器人前肢機構(gòu)通過三角形的支撐輪作為落地支撐，相較于桿件或者在桿件前增加轉(zhuǎn)輪的方式作為落地支撐，三角形的支撐輪每個角上都轉(zhuǎn)動連接有轉(zhuǎn)輪，且支撐輪本身也可以轉(zhuǎn)動，能避免在崎嶇的路面上，前腳直接卡在路面的坑洼/縫隙中，使得機器人能更穩(wěn)定的進行跳躍移動。

技術(shù)特征：

1.一種基于仿生蛙腿的機器人，其特征在于：包括主體(1)，所述主體(1)前端和后端分別設(shè)有兩個前腿機構(gòu)(2)和兩個后腿機構(gòu)(3)，所述后腿機構(gòu)(3)包括固定件(3-1)和活動板(3-6)，活動板(3-6)滑動連接在固定件(3-1)上；所述活動板(3-6)設(shè)有驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動活動板(3-6)升降；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于仿生蛙腿的機器人，其特征在于：所述驅(qū)動機構(gòu)包括電機(4)和傳動軸(3-4)；所述電機(4)設(shè)置在主體(1)上，所述傳動軸(3-4)轉(zhuǎn)動連接在固定件(3-1)上；所述電機(4)與兩個傳動軸(3-4)分別通過皮帶(5)傳動連接；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于仿生蛙腿的機器人，其特征在于：所述固定件(3-1)自上而下分別設(shè)有橫板一(3-2)和橫板二(3-3)，所述傳動軸(3-4)轉(zhuǎn)動連接在橫板一(3-2)上；所述橫板一(3-2)和橫板二(3-3)之間連接有若干導(dǎo)向桿(3-5)，所述活動板(3-6)滑動套裝在導(dǎo)向桿(3-5)上；所述第一彈簧(3-10)連接在橫板一(3-2)和活動板(3-6)之間；所述橫板二(3-3)設(shè)有與連接桿(3-12)相匹配的開口。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于仿生蛙腿的機器人，其特征在于：所述菱形機構(gòu)包括前后兩個上連桿(3-13)和前后兩個下連桿(3-14)，同側(cè)的上連桿(3-13)和下連桿(3-14)相互鉸接；兩個下連桿(3-14)相互鉸接；所述兩個上連桿(3-13)或兩個下連桿(3-14)之間連接有彈性件(3-9)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于仿生蛙腿的機器人，其特征在于：所述兩個上連桿(3-13)各自鉸接在固定件(3-1)上；左側(cè)的下連桿(3-14)上設(shè)有通槽，右側(cè)的下連桿(3-14)通過轉(zhuǎn)軸滑動鉸接在通槽內(nèi)，左側(cè)下連桿(3-14)底部鉸接有支撐腳(3-11)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于仿生蛙腿的機器人，其特征在于：所述兩個上連桿(3-13)相互鉸接并通過其鉸接軸鉸接在固定件(3-1)上；兩個下連桿(3-14)的鉸接軸鉸接有支撐腳(3-11)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于仿生蛙腿的機器人，其特征在于：所述前腿機構(gòu)(2)包括上關(guān)節(jié)(2-1)和下關(guān)節(jié)(2-2)，所述上關(guān)節(jié)(2-1)設(shè)置在主體(1)底部；下關(guān)節(jié)(2-2)栓接在上關(guān)節(jié)(2-1)上；所述下關(guān)節(jié)(2-2)上轉(zhuǎn)動連接有支撐輪(2-3)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于仿生蛙腿的機器人，其特征在于：所述下關(guān)節(jié)(2-2)的側(cè)邊設(shè)有凸起邊(2-4)，下關(guān)節(jié)(2-2)底部鉸接有v型連接件(2-5)的一邊，所述v型連接件(2-5)的另一邊通過第二彈簧(2-6)與凸起邊(2-4)連接；所述支撐輪(2-3)轉(zhuǎn)動連接在v型連接件(2-5)兩邊的交界處。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于仿生蛙腿的機器人，其特征在于：所述支撐輪(2-3)包括安裝架(2-7)和三個轉(zhuǎn)輪(2-8)，所述安裝架(2-7)呈三角形，三個轉(zhuǎn)輪(2-8)分別轉(zhuǎn)動連接在安裝架(2-7)的三個角上；所述v型連接件(2-5)鉸接在安裝架(2-7)的中心。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于仿生蛙腿的機器人，其特征在于：所述主體(1)頂部前方設(shè)有視覺檢測裝置、超聲波探測裝置和控制器，所述視覺檢測裝置、超聲波探測裝置和電機(4)與控制器電性連接。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┮环N基于仿生蛙腿的機器人，屬于仿生機器人技術(shù)領(lǐng)域，包括主體，所述主體前端和后端分別設(shè)有前腿機構(gòu)和后腿機構(gòu)，所述主體上設(shè)有電機；所述后腿機構(gòu)包括固定件、傳動軸和活動板，所述傳動軸轉(zhuǎn)動連接在固定件上；活動板滑動連接在固定件上；電機與后腿機構(gòu)上的傳動軸傳動連接；所述傳動軸上設(shè)有環(huán)狀異形凹槽，所述活動板設(shè)有與環(huán)狀異形凹槽相匹配的凸柱，所述凸柱卡接在環(huán)狀異形凹槽內(nèi)，所述活動板與固定件之間連接有第一彈簧，所述固定件上鉸接有菱形機構(gòu)，菱形機構(gòu)最下端鉸接有支撐腳；所述活動板底部設(shè)有連接桿與菱形機構(gòu)的任一條邊鉸接；本裝置結(jié)構(gòu)簡單能快速釋放彈性勢能，實現(xiàn)機器人的跳躍，在崎嶇路面上也不容易被卡住。

技術(shù)研發(fā)人員：沐子豪,許江濤,李兆坤
受保護的技術(shù)使用者：南京工程學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：20240430
技術(shù)公布日：2024/12/10