一种弹跳扑翼机器人及其弹跳扑翼方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110450950A(43)申请公布日2019.11.15(21)申请号201910650144.4(22)申请日2019.07.18(71)申请人杭州电子科技大学地址310018浙江省杭州市下沙高教园区2号大街(72)发明人许明章佳奇陈国金(74)专利代理机构杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙)33240代理人黄前泽(51)Int.Cl.B64C33/02(2006.01)B62D57/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种弹跳扑翼机器人及其弹跳扑翼方法(57)摘要本发明公开了一种弹跳扑翼机器人及其弹跳扑翼方法.自然界中一些小型昆虫，如蟋蟀，蚱蜢等，用腿部肌肉起跳，在空中用翅膀调整姿态，增强了起跳和落地阶段的稳定性。本发明一种弹跳扑翼机器人，包括机架、弹跳机构、复用驱动机构和扑翼机构。弹跳机构包括四根传动绳和四根弹腿。扑翼机构包括扑翼架、扑翼输入轴、扑翼输入齿轮、第一中间齿轮、第二中间齿轮、第三中间齿轮、扑翼输出齿轮和单侧扑翼组件。复用驱动机构包括弹跳传动组件、扑翼传动组件、动力源组件和传动切换组件。本发明仅使用一个电机驱动就能够完成对弹跳动作和扑翼动作的驱动，有效减轻装置重量，有助于提升弹跳高度。CN110450950ACN110450950A权利要求书1/2页1.一种弹跳扑翼机器人，包括机架、弹跳机构、复用驱动机构和扑翼机构；其特征在于：所述的弹跳机构包括四根传动绳和四根弹腿；四根弹腿的内端均与机架的底部连接；所述的扑翼机构包括扑翼架、扑翼输入轴、扑翼输入齿轮、第一中间齿轮、第二中间齿轮、第三中间齿轮、扑翼输出齿轮和单侧扑翼组件；扑翼架与扑翼顶板固定；轴线水平设置的扑翼输入轴支承在扑翼架的中部；扑翼输入齿轮与扑翼输入轴固定；两个扑翼输出齿轮分别支承的扑翼架的两端；第一中间齿轮、第二中间齿轮及第三中间齿轮均支承在扑翼架上；第一中间齿轮及第二中间齿轮均与扑翼输入齿轮啮合；第三中间齿轮与第二中间齿轮啮合；第一中间齿轮、第三中间齿轮与两个扑翼输出齿轮分别啮合；单侧扑翼组件包括翼板、扑翼杆和翻转块；单侧扑翼组件共有两个；两个单侧扑翼组件与两个扑翼输出齿轮分别对应；翻转块与对应扑翼输出齿轮偏心构成转动副；翼板固定在扑翼杆的外端；扑翼杆翻转块构成滑动副；两个单侧扑翼组件的扑翼杆内端均与扑翼架铰接；所述的复用驱动机构包括弹跳传动组件、扑翼传动组件、动力源组件和传动切换组件；弹跳传动组件包括弹跳传动轴、绞车轴、传动绳、中心输入齿轮、中心输出齿轮、四个绞车齿轮、四个定滑轮和四个绞车齿轮轴；弹跳传动轴支承在机架上；中心输出齿轮及中心输入齿轮均固定在弹跳传动轴上；四根绞车轴均支承在弹跳底板的顶面，且沿中心输出齿轮的周向均布；四个绞车齿轮与四根绞车轴的底端分别固定，且均与中心输出齿轮啮合；四个定滑轮分别支承在机架上；四根绞车轴上均绕置有传动绳；四根传动绳的内端与四根绞车轴分别固定，外端分别绕过四个定滑轮，并与四根弹腿的外端分别固定；所述的扑翼传动组件包括第一扑翼传动轴、第一扑翼齿轮和传动连接组件；第一扑翼传动轴支承的机架上；第一扑翼齿轮固定在第一扑翼传动轴上；第一扑翼传动轴与扑翼输入轴通过传动连接组件传递转矩；所述的动力源组件包括电机、主动轴、第一主动齿轮和第二主动齿轮；主动轴支承在机架的顶部；第一主动齿轮、第二主动齿轮均与主动轴固定；主动轴由电机驱动；所述的传动切换组件包括切换轴、第一切换齿轮、第二切换齿轮、第三切换齿轮、切换环和切换电磁铁；竖直设置的切换轴与机架构成圆柱副；切换环套置在切换轴上，且与切换轴固定；切换电磁铁与机架固定且位于切换环的上方；第一切换齿轮、第二切换齿轮、第三切换齿轮均固定在切换轴上；所述的切换轴处于下极限位置的状态下，第二切换齿轮与第二主动齿轮啮合，第三切换齿轮与中心输入齿轮啮合；切换轴处于上极限位置的状态下，第一切换齿轮与第一主动齿轮啮合，第二切换齿轮与第一扑翼齿轮啮合。2.根据权利要求1所述的一种弹跳扑翼机器人，其特征在于：所述的弹跳机构还包括四个舵机；四根弹腿分别位于机架底部的四个角；四个舵机固定在机架的底部；四个舵机的输出轴与四根弹腿的内端分别固定。3.根据权利要求1所述的一种弹跳扑翼机器人，其特征在于：所述的切换环为磁性材料或永磁体；切换电磁铁采用环形电磁铁，套置在切换轴上。4.根据权利要求1所述的一种弹跳扑翼机器人，其特征在于：所述的弹腿采用的材质为橡胶；所述的弹腿呈C形；弹腿的内端均开设有穿绳孔；位于机架头端、尾端的弹腿开口方向相对设置；所述的传动绳采用钢丝绳；传动绳分别穿过四根弹腿内端的穿绳孔。5.根据权利要求1所述的一种弹跳扑翼机器人，其特征在于：所述的传动连接组件包括2CN110450