一种基于液压驱动的机器人弹跳机构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103287522A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103287522103287522A(43)申请公布日2013.09.11(21)申请号201310240834.5(22)申请日2013.06.17(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人葛文杰谈效龙孟祥艳寇鑫徐升(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人陈星(51)Int.Cl.B62D57/02(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称一种基于液压驱动的机器人弹跳机构(57)摘要本发明公开了一种基于液压驱动的机器人弹跳机构，通过液压缸推动双边齿条，驱使带齿连杆、第二连杆、第三连杆组成的五杆机构重心下移，同时拉伸弹簧储存弹性势能；控制液压缸回油，使弹簧瞬间释放带动整个机构跳跃，运动可靠性高。该弹跳机构将弹簧的线性力转换成非线性弹跳动力，使得在位移相同的条件下能够存储更多的能量。该弹跳机构利用液压驱动可以直接把液压缸安装在驱动关节处避免了减速器的使用，使机器人结构更加简洁；若与移动方式相结合可以显著地提高机器人的越障能力和活动范围。弹跳机构采用齿条齿轮啮合形式传递运动与动力，具有工作可靠，使用寿命长，结构紧凑，传动精度高，传递功率大的特点。CN103287522ACN1032875ACN103287522A权利要求书1/1页1.一种基于液压驱动的机器人弹跳机构，包括液压装置，其特征在于:还包括液压缸、连接座、连接架、带齿连杆、转轴、双边齿条、销轴、第二连杆、连接轴、第三连杆、弹簧，液压装置安装在机器人的身体上；液压缸位于液压装置下面与液压装置通过连接座相连接，液压缸连接法兰与连接架固连，双边齿条位于连接架中间部位，液压缸下端与双边齿条上端凹槽配合安装；两个带齿连杆的不完全齿轮端位于连接架内双边齿条的两边通过转轴与连接架连接，两个带齿连杆的不完全齿轮与双边齿条啮合；第二连杆与第三连杆分别与两个带齿连杆另一端通过销轴铰接，第二连杆与第三连杆的另一端通过连接轴铰接形成五杆机构，两根弹簧的两端分别与两个销轴两端固连。2.根据权利要求1所述的基于液压驱动的机器人弹跳机构，其特征在于:所述带齿连杆一端是不完全齿轮，中心有通孔，另一端是中间凹空的两个对称圆弧形，中心有通孔，连杆杆身上开有长槽孔。3.根据权利要求1所述的基于液压驱动的机器人弹跳机构，其特征在于:所述第二连杆一端是圆弧形，中心有通孔，圆弧厚度是连杆厚度的一半，另一端是中间凹空的两个对称圆弧形，中心有通孔，连杆杆身上开有长槽孔。4.根据权利要求1所述的基于液压驱动的机器人弹跳机构，其特征在于:所述第三连杆两端是对称圆弧形，中心有通孔，圆弧厚度是连杆厚度的一半，连杆杆身上有长槽孔。2CN103287522A说明书1/3页一种基于液压驱动的机器人弹跳机构技术领域[0001]本发明属于机器人与自动控制领域，具体地说，涉及一种基于液压驱动的机器人弹跳机构。背景技术[0002]当前，移动机器人应用十分广泛，特别是较为危险或人们不易到达的环境，诸如军事侦察、反恐活动以及对外星球的探索等；这些场合一般地势较为复杂，存在各种障碍物，要求机器人具有较强的自主运动能力越过障碍物体。而当前机器人的运动方式主要是多轮驱动和仿生的步行或爬行，对于一些较高的障碍物,上述机器人的运动形式难以逾越或越障能力较差。国内也有一些机器人其弹跳机构是采用电机驱动，在专利ZL201923237中公开了一种基于电机驱动的机器人弹跳机构，该机构主要通过电机带动中心圆柱凸轮转动，凸轮外表面有螺旋型凹槽，凹槽受力会向下移动，带动机构重心下移，拉伸弹簧使机器人跳跃；但该机器人使用了凸轮机构增加了控制的复杂性，及运动规律不确定性，而且电机驱动装置功率/质量比小，负重能力差。在专利CN101058036中公开了一种前面有支撑机构，后面有起跳机构的仿蝗虫跳跃机器人，但该机器人能量利用率低，跳跃高度不能调节。发明内容[0003]为了避免现有技术的不足，本发明提出一种基于液压驱动的机器人弹跳机构；该弹跳机构采用液压驱动可以直接把液压缸安装在驱动关节处，避免了减速器的使用，使机器人结构更加简捷；采用齿轮齿条啮合形式传递运动与动力，具有传动精度高、易于控制，能量利用率高、传递功率大的特点。[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括液压装置，其中还包括液压缸、连接座、连接架、带齿连杆、转轴、双边齿条、销轴、第二连杆、连接轴、第三连杆、弹簧，液压装置安装在机器人的身体上；液压缸位于液压装置下面与液压装置通过连接座相连接，液压缸连接法兰与连接架固连，双边齿条位于连接架中间部位，液压缸下端与双边齿