用于弹跳机器人的运动姿态调节装置的制造方法_2

文档序号:9228129阅读:来源:国知局
图;
图14为本发明具有弹跳距离和高度调节方案四的机器人结构示意图;
图15为本发明弹跳距离和高度调节方案一调节效果仿真图;
图16为本发明弹跳距离和高度调节方案二调节效果仿真图;
图17为本发明弹跳距离和高度调节方案三调节效果仿真图;
图18为本发明弹跳距离和高度调节方案四调节效果仿真图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图,对本发明的工作原理和工作过程作进一步详细说明。
[0020]本发明一种微型弹跳机器人的运动姿态调节装置,其中运动姿态调节包括弹跳距离和高度调节、航向调节以及复位调节等。
[0021]参照图1、图2、图3和图4,一种微型弹跳机器人的运动姿态调节装置,包括机体1_1、杆腿电机1_2、杆腿齿轮一 1-3、杆腿齿轮二 1-4、单向轴承1_5、滚轮1-6、杆腿连接件1-7、杆腿1-8、倾角传感器1-9、以及控制模块1-10,机体1-1包括机架1_1_1、弹跳机构1-1-2、大腿1-1-3、大腿辅助腿1-1-4、小腿1-1-5、第一连接件1_1_6、第二连接件1_1_7和螺检1-1-8,弹跳机构1_1_2设置在机架1-1-1上,大腿1-1-3的上端与机架后下角部位转动副连接,大腿辅助腿1-1-4的上端与机架右下角转动副连接,小腿1-1-5包括两根平行的杆子,分别套接固定在第一连接件1-1-6上,其右端部分别套接固定在第二连接件1-1-7上,第一连接件1-1-6还与大腿1-1-3的下端转动副连接,第二连接件1-1-7还与大腿辅助腿1-1-4的下端转动副连接,螺栓1-1-8位于小腿1-1-5两跟杆子之间并与其平行,且一端套接在第一连接件1-1-6上,另一端套接在第二连接件上1-1-7,并可以相对于第一连接件1-1-6和第二连接件1-1-7转动。机架1-1-1、大腿1-1-3、大腿辅助腿1_1_4和小腿1_1_5组成四杆机构。机体1-1外部轮廓不规则,使得弹跳机器人落地只可能左侧面着地或者右侧面着地,便于自复位调节。杆腿电机1-2安装在第一连接件1-1-6上部中间部位;杆腿齿轮一 1-3安装在杆腿电机1-2输出轴上;杆腿齿轮二 1-4安装在所述螺栓1-1-8上与其固接,并与杆腿齿轮一 1-3啮合;单向轴承1-5内圈固接在螺栓1-1-8上;滚轮1-6固定在单向轴承1-5的外圈上,滚轮1-6外圈凸出于第一连接件和第二连接件形成的支撑面,从而可以接触到地面。杆腿连接件1-7固定在螺栓1-1-8伸出第二连接件1-1-7的部位上。杆腿1-8 一端固定在杆腿连接件1-7上,当螺栓1-1-8绕轴转动时,杆腿1-8可以在弹跳机器人前端面360度摆动。倾角传感器1-9安装在机体1-1顶部与地面平行;控制模块1-10实现传感器数据处理和各种运动控制。
[0022]参照图1、图3、图4和图14,弹跳机构1_1_2包括弹跳电机1_1_2_1、齿轮箱1-1-2-2、凸轮1-1-2-3和扭力弹簧1-1-2-4,弹跳电机1_1_2_1和齿轮箱1_1_2_2安装在机架1-1-1右侧面上,凸轮1-1-2-3安装在机架1-1-1左右侧面之间,凸轮外轮廓与大腿上端相切,所述的扭力弹簧1-1-2-4安装在机架1-1-1和大腿1-1-3的转动轴上。
[0023]参照图5和图6,展开式自复位和连续式航向调节机构的工作过程为:当微型弹跳机器人摔倒后,通过倾角传感器1-9检测出其向左侧还是右侧摔倒的信息,如果弹跳机器人向其左侧摔倒如附图5中的状态2-1,则控制模块1-10控制杆腿电机1-2转动,杆腿电机1-2通过杆腿齿轮一 1-3和杆腿齿轮二 1-4带动螺检1_1_8转动,固定在螺检1-1-8端部的杆腿1-8在弹跳机器人前端面向左侧摆动,经过状态2-2、状态2-3、状态2-4,直到杆腿1-8将弹跳机器人支撑站立起来的状态2-5,在自复位过程中倾角传感器1-9不断检测机器人身体的倾角,直到弹跳机器人接近站立姿态时停止杆腿电机1-2转动的转动,弹跳机器人在重力作用下最终实现自复位,如果弹跳机器人向右侧摔倒,则控制杆腿1-8向相反方向摆动最终实现弹跳机器人的自复位;当弹跳机器人完成自复位后开始航向调节,控制模块1-10控制杆腿电机1-2转动,使得单向轴承1-5可以带动滚轮1-6连续转动,从附图6中的状态3-1,经过状态3-2、状态3-3、状态3-4、状态3_5和状态3_6,直到状态3_1,实现在平面内连续360度航向调节。
[0024]参照图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13和图14,一种基于结构参数的弹跳高度和距离调节机构,包括四种方案的调节机构,分别为调节方案一机构、调节方案二机构、调节方案三机构和调节方案四机构;
参照图7和图8,调节方案一机构包括小腿一 4-1、足4-2、第三连接件4-3、第四连接件4_4、螺母一 4_5、螺检1-1-8、驱动电机一 4_6、驱动齿轮一 4_7和驱动齿轮二 4_8。小腿一
4-1为两根螺杆;足4-2具有两个轴线平行的螺纹孔,分别与小腿一 4-1的两根螺杆的一端连接;第三连接件4-3上有两个轴线平行的孔,分别套接并在小腿一 4-1的两根螺杆的中间部位,第三连接件4-3同时与大腿1-1-3的底端转动副连接;第四连接件4-4上有两个轴线平行的孔,分别套接于小腿一 4-1两根螺杆的另外一端,并通过螺母一 4-5固定在两根螺杆上,保证第三连接件4-3与两根螺杆只有转动副而无移动副,第四连接件4-4还与大腿辅助腿1-1-4转动副连接;螺栓1-1-8穿过第三连接件4-3和第四连接件4-4的中间部位,并与其固接,保证第三连接件4-3和第四连接件4-4之间相对位置固定;驱动电机一 4-6包括两个,分别固定在第三连接件4-3的两端;驱动齿轮一 4-7包括两个,分别安装在两个驱动电机一 4-6的输出轴上;驱动齿轮二 4-8固接在小腿一 4-1的两根螺杆上,并与两个驱动齿轮一 4-7分别啮合;调节方案一机构的工作过程为:两个驱动电机一 4-6同步转动驱动小腿一 4-1的两根螺杆相对于足4-2转动,推动足沿着小腿一 4-1轴线平动,从而调节小腿一
4-1位于第三连接件与足之间的距离,而该距离的大小会影响该弹跳机器人的弹跳高度和距离,因此调节方案一机构可以实现弹跳机器人的弹跳高度和距离调节。
[0025]参照图9和图10,调节方案二机构包括小腿二 5-1、第五连接件5-2、第六连接件
5-3、螺母二5-4、驱动电机二 5-5、驱动齿轮三5-6和驱动齿轮四5_7,小腿二 5_1为两根螺杆;第五连接件5-2套接在小腿二上,第五连接件5-2同时与大腿1-1-3的底端转动副连接;第六连接件5-3上有两个轴线平行的螺纹孔,分别套接于小腿二 5-1两根螺杆的一端,当螺杆相对于第六连接件5-3转动时可以调节第五连接件5-2与第六连接件5-3之间的距离,第六连接件5-3还与大腿辅助腿1-1-4转动副连接;螺母二 5-4固定在小腿二 5-1的两根螺杆上位于第五连接件5-2的两边,保证第五连接件5-2与两根螺杆只有转动副而无移动副;驱动电机5-5 二包括两个,分别固定在第五连接件5-2的两端;驱动齿轮三5-6包括两个,分别安装在两个驱动电机二 5-5的输出轴上;驱动齿轮四5-7固接在小腿二 5-1的两根螺杆上,并与两个驱动齿轮三5-6分别啮合;调节方案二机构的工作过程为:两个驱动电机二 5-5同步转动驱动小腿二 5-1的两根螺杆相对于第六连接件5-3转动,推动第六
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