一种机器人弹跳机构及其工作方法.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CN107826173A(43)申请公布日2018.03.23(21)申请号201711059006.6(22)申请日2017.11.01(71)申请人齐鲁工业大学地址250353山东省济南市大学路3501号(72)发明人乔晋崴刘娜(74)专利代理机构济南金迪知识产权代理有限公司37219代理人叶亚林(51)Int.Cl.B62D57/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种机器人弹跳机构及其工作方法(57)摘要本发明涉及一种机器人弹跳机构及其工作方法。本发明所述机器人弹跳机构，利用弹簧片储能，实现弹簧片的缓慢卷起和突然释放，通过板簧片敲打地面获得反作用力以完成弹跳运动。本发明所述机器人弹跳机构，可实现有目的的弹跳运动，行程长短可控，过程中通过棘轮棘爪结构辅助弹簧片储能，安全可靠，而且释放过程可通过电机控制实现随之停止，便于其扩展应用于建筑工地用卷扬机等场合。CN107826173ACN107826173A权利要求书1/1页1.一种机器人弹跳机构，其特征在于，包括收放装置和弹簧片；所述收放装置包括支架和电机；所述电机的外侧壁上依次套接设置有套筒、端齿轮和卷筒；所述套筒上还套接设置有使端齿轮复位的弹簧；所述电机通过套筒与支架固定连接；所述端齿轮的外侧壁上设置有花键，端部设置有两个斜滑槽；所述电机的转轴上设置有与所述斜滑槽相配合的拨动轮；所述卷筒与所述套筒转动连接；所述卷筒的内侧壁上设置有凸台，所述凸台上设置有与所述花键相配合的花键槽，所述卷筒的外侧壁上缠绕设置有缆绳；所述缆绳的自由端与所述弹簧片固定连接；所述套筒与所述端齿轮之间设置有单向旋转系统。2.根据权利要求1所述的机器人弹跳机构，其特征在于，所述单向旋转系统的具体结构如下：所述套筒的外侧壁上沿着圆周方向固定多个同向棘爪；所述端齿轮的内侧壁上设置有与所述棘爪相配合的棘齿。3.根据权利要求2所述的机器人弹跳机构，其特征在于，所述棘爪通过销钉固定设置在所述套筒的外侧壁上。4.根据权利要求1所述的机器人弹跳机构，其特征在于，两个斜滑槽反对称设置；滑动槽的一侧为垂直面，另一侧为小角度周向斜坡。5.根据权利要求1所述的机器人弹跳机构，其特征在于，所述卷筒内侧面的花键槽为轴向不完全花键槽。6.根据权利要求1所述的机器人弹跳机构，其特征在于，所述拨动轮包括与斜滑槽啮合的拨动轮齿。7.根据权利要求1所述的机器人弹跳机构，其特征在于，所述卷筒通过轴承转动设置在所述套筒的外侧壁上。8.一种如权利要求1-7任意一项所述机器人弹跳机构的工作方法，其特征在于，包括步骤如下：1)电机正向旋转，拨动轮带动端齿轮正向转动，端齿轮内侧壁上的棘齿与所述套筒的外侧壁上的棘爪相对滑动；端齿轮外侧壁上的花键与卷筒内侧壁上的花键槽配合，带动所述卷筒正向转动；所述卷筒通过缠绕缆绳将弹簧片拉弯，逐步完成储能过程；2)电机反向转动，所述拨动轮带动端齿轮反向转动；端齿轮内侧壁的棘齿与所述套筒的外侧壁上的棘爪啮合，端齿轮不旋转；拨动轮上的拨动轮齿沿端齿轮端面的小角度周向斜坡滑动的同时推动端齿轮产生轴向位移，压缩弹簧，同时端齿轮外侧壁的花键沿卷筒的内侧壁的花键槽滑动；此过程中缆绳保持绷紧状态不动；3)当端齿轮外侧壁上的花键滑出卷筒内侧壁的轴向不完全花键槽时，卷筒失去平衡，弹簧片储存的能量被瞬间释放，通过缆绳拉动卷筒快速旋转。9.根据权利要求8所述的机器人弹跳机构的工作方法，其特征在于，弹簧片储存的能量被瞬间释放后，所述花键旋转至相应的花键槽位置，所述弹簧回弹，将所述花键弹回相应的花键槽内，整个弹跳机构恢复初始状态。2CN107826173A说明书1/3页一种机器人弹跳机构及其工作方法技术领域[0001]本发明涉及一种机器人弹跳机构及其工作方法，属于机器人机构的技术领域。背景技术[0002]现有技术中多数机器人的运动形式主要是轮式、履带及多足式，这些设备在地势平坦的陆地较为高效，但难以跨越高凸起类障碍，机器人所能跨越障碍的高度受到行走单元尺寸、重心位置及其与地形之间的摩擦等多种因素的影响，如轮式机器人只能通过比其驱动轮半径矮的障碍物。[0003]弹跳功能对提高机器人的运动性能和环境适应能力很有意义，通过弹跳运动，机器人可以跨越低矮障碍和台阶，与行进运动相互配合，能够适应更多的地形情况。现有技术中虽然已经有关于弹跳机器人的研究，例如，中国专利CN107021143A公开了一种仿蝗虫跳跃机器人；但是以该仿蝗虫跳跃机器人为代表的现有技术中跳跃机器人的弹跳结构大都结构比较复杂，应用范围比较小。发明内容[0004]针对现有技术的不足，本发明提供一种机器人弹跳机构。[0005]本发明提供一种上述机器人弹跳机构的工作方法。[0006]发明