一种不倒翁弹跳机器人的制作方法

本发明涉及机器人技术领域，具体地说，涉及一种不倒翁弹跳机器人。

背景技术

不倒翁因为其力学原理而在人们的生产生活中有广泛的应用，利用不倒翁原理制作的玩具给人们带来了乐趣，但是，目前的不倒翁玩具只是简单利用了不倒翁形体特征，趣味性不高。

发明专利cn107469361a提出“一种不倒翁玩具小鸟”，其包括底壳、面壳、配重块、翅膀扇动机构、摆动机构以及驱动机构，所述驱动机构驱动所述翅膀扇动机构的同时驱动所述摆动机构摆动，该发明专利提出实现不倒翁玩具小鸟的翅膀扇动与身体摆动的动作，并未提及到不倒翁的弹跳动作，使玩具小鸟仅作为一种娱乐玩具。

但采用不倒翁机构并在不倒翁壳内增加弹跳机构，使弹跳机器人弹跳后能迅速恢复起跳姿态，在此基础上给不倒翁玩具增加声光系统，不但提高了不倒翁机器人的趣味性，而且利用不倒翁弹跳机器人快速恢复姿态的特性，对未来研发出性能更优的弹跳机器人提供一定的研究价值。

技术实现要素：

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种不倒翁弹跳机器人。该机器人利用不倒翁的形状特征，使机器人在弹跳落地后不需借助其它辅助机构并快速恢复身体姿态，从而实现连续向前弹跳；机器人在壳体内安装声光控制系统与感应系统，从而实现机器人在感应系统的辅助下开启声光功能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括壳体、弹跳机构、驱动机构、闪光灯、发声器、传感器、电路板、电源和控制系统；所述壳体为薄璧椭圆形结构，上下两部分扣合固定安装，壳体内上部分为空腔体，壳体内下部分的底部有配重块与壳体固连为一体，壳体外璧底部中间部位为圆盘状凹槽，所述配重块中间部位有盲孔，配重块中心轴线与壳体竖直中心轴线之间设置10～30°夹角；

所述弹跳机构包括弹跳腿、安装架、压簧、绞线，所述弹跳腿为中空圆柱体，弹跳腿分为上下两部分,弹跳腿下部分为空心圆柱固定在壳体内底部配重块中间的盲孔内，弹跳腿上部分为以空心圆柱轴向均分切割成四个立柱，四个立柱两两之间的距离大于小齿轮与卷线轮厚度之和，弹跳腿上部分与安装架配合安装；

所述安装架为t形状立体结构，安装架中间部位有圆孔，安装架纵向开有相通的凹槽，横向两端有对称凹槽，其中一端部凹槽与中间圆孔相通，安装架与弹跳腿通过齿轮轴配合，同轴安装，安装架沿着弹跳腿表面上下滑动，所述压簧嵌套在弹跳腿上位于安装架的下面，压簧一端固定在壳体内底部配重块中间的盲孔内，另一端与安装架固连，当安装架压缩压簧后带动壳体起跳时，机器人实现连续向前弹跳，所述绞线一端固定在壳体内底部配重块中间的盲孔内，另一端与驱动机构上的卷线轮固连；

所述驱动机构包括减速电机、不完全齿轮、小齿轮、卷线轮、齿轮轴、电机输出轴，减速电机位于安装架一端凹槽内，不完全齿轮固定在减速电机的电机输出轴上，电源固定在安装架另一端凹槽内，所述小齿轮与齿轮轴固连位于安装架上，不完全齿轮与小齿轮啮合，所述卷线轮位于小齿轮一侧，且与小齿轮同轴安装，并且固连在卷线轮上的绞线与弹跳腿底部连接；所述闪光灯、发声器分别固定在壳体内配重块的上部，位于弹跳机构一侧，电路板位于弹跳机构另一侧，电路板用于控制电路安装，控制机器人弹跳、驱动、闪光、感应和发声。

所述传感器位于壳体底部与地面接触部分的圆盘状凹槽内，当机器人着地时，传感器将数据传输给控制系统并发出指令，开启闪光灯和发声器，当机器人起跳离开地面时，传感器将数据传输给控制系统，关闭闪光灯和发声器，机器人落地接触地面时，传感器将数据传输给控制系统，重开启闪光灯和发声器。

有益效果

本发明提出的一种不倒翁弹跳机器人，其利用不倒翁的形状特征，在壳体内增加弹跳机构，使机器人在弹跳落地后不借助其它辅助装置快速恢复身体姿态，从而实现连续弹跳。机器人在壳体内安装声光控制系统与感应系统，从而实现机器人在感应系统的辅助下开启声光功能。

本发明的弹跳机构利用电机驱动齿轮，齿轮带动卷线轮，卷线轮拉动绞线，压缩压簧，齿轮啮合运动到不完全齿轮缺齿处，安装架拉动压簧，压簧能量释放，从而实现机器人起跳。

本发明采用的弹跳机构因为将弹跳腿设置有倾斜角度，安装架与弹跳腿同轴安装，所以压簧在释放能量同时带动机器人沿设定角度起跳，从而实现机器人向前连续起跳。

本发明机器人利用不倒翁壳体的形体特征能使机器人在弹跳落地后快速恢复姿态，从而在不需要辅助机构的情况下实现机器人的连续弹跳，并且利用机器人壳体外表面的卡通与动物形象增加机器人的趣味性。

本发明利用闪光灯、发声器以及控制电路来控制该机器人的声光效果，并通过感应系统实现机器人与地面接触时声光功能开启，离开地面时声光功能关闭，从而增加机器人娱乐性。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种不倒翁弹跳机器人作进一步的详细说明。

图1为本发明不倒翁弹跳机器人结构示意图。

图2为图1的剖面视图。

图3为图2局部放大图。

图4为图2去掉安装架与驱动机构后的剖面图。

图5为安装架与驱动机构示意图。

图6为安装架与驱动机构俯视图。

图7为安装架轴测图。

图8为驱动机构示意图。

图9为不完全齿轮示意图。

图中

1.壳体2.配重块3.盲孔4.弹跳腿5.安装架6.压簧7.绞线8.空心圆柱9.立柱10.电源11.减速电机12.不完全齿轮13.小齿轮14.卷线轮15.圆孔16.电机输出轴17.齿轮轴18.安装孔19.闪光灯20.发声器21.传感器22.电路板

具体实施方式

本实施例是一种不倒翁弹跳机器人。

参阅图1～图9，本实施例不倒翁弹跳机器人，由壳体、弹跳机构、驱动机构、闪光灯19、发声器20、传感器21、电路板22、电源10和控制系统组成；其中，壳体1为薄璧椭圆形结构，上下两部分扣合固定安装；壳体1内上部分为空腔体，壳体1内下部分的底部有配重块2与壳体1固连为一体，壳体1外璧底部中间部位为圆盘状凹槽。配重块2中间部位有盲孔，配重块2中心轴线与壳体1竖直中心轴线之间设置10～30°夹角。

弹跳机构包括弹跳腿4、安装架5、压簧6、绞线7，弹跳腿4为中空圆柱体，弹跳腿4分为上下两部分,弹跳腿下部分为空心圆柱8固定在壳体1内底部配重块2中间的盲孔内，并与盲孔内壁间隙配合，间隙大小满足压簧能嵌套在空心圆柱上。弹跳腿4上部分为以空心圆柱8轴向均分切割成四个立柱9，四个立柱两两之间的距离大于小齿轮与卷线轮厚度之和，弹跳腿4上部分与安装架5配合安装。

安装架5为t形状立体结构，安装架5中间部位有圆孔，安装架5纵向开有相通的凹槽，安装架5横向两端有对称凹槽，其中一端部凹槽与中间圆孔相通，安装架5与弹跳腿通过齿轮轴配合同轴安装，安装架5沿着弹跳腿表面上下滑动。压簧6嵌套在弹跳腿4上位于安装架5的下面，压簧6一端固定在壳体1内底部配重块2中间的盲孔3内，另一端与安装架5固定连接。当安装架5压缩压簧6后带动壳体1起跳时，机器人实现连续向前弹跳。绞线7一端固定在壳体1内底部配重块2中间的盲孔3内，绞线7另一端与驱动机构上的卷线轮14固连。

驱动机构包括减速电机11、不完全齿轮12、小齿轮13、卷线轮14，齿轮轴17、电机输出轴16，减速电机11位于安装架5一端凹槽内，不完全齿轮12固定在减速电机11的电机输出轴16上，电源10固定在安装架另一端凹槽内。小齿轮13与齿轮轴17固连，且位于安装架5上的安装孔18内，不完全齿轮12与小齿轮13啮合。卷线轮14位于小齿轮13一侧，且与小齿轮13同轴安装，并且固连在卷线轮14上的绞线与弹跳腿4底部连接。

本实施例中，闪光灯19和发声器20固定安装在壳体1内底部配重块2的上部位于弹跳机构一侧，电路板位于弹跳机构另一侧，电路板22用于控制电路安装控制机器人弹跳、驱动、闪光、感应和发声。

本实施例中，传感器位于壳体1与地面接触部分的圆盘状凹槽内，当机器人着地时，传感器将数据传输给控制系统并发出指令，开启闪光灯和发声器，当机器人起跳离开地面时，传感器将数据传输给控制系统，关闭闪光灯和发声器，机器人落地接触地面时，传感器将数据传输给控制系统，重开启闪光灯和发声器。

本实施例工作过程

机器人放置在工作环境中，开启机器人的控制开关；首先机器人壳体底部的传感器21感应到机器人与地面的接触状态，传感器将数据传输给控制系统，经过数据处理后控制系统向闪光灯和发声器发出指令，使得机器人发出声光效果；同时，控制系统启动机器人驱动机构上的减速电机11，从而带动固定在减速电机输出轴上的不完全齿轮12转动，不完全齿轮与小齿轮13啮合传动，不完全齿轮带动小齿轮转动；因为小齿轮与卷线轮14固定在同一个齿轮轴17上，所以，小齿轮13带动卷线轮转动，卷线轮14的转动使得固定在其上面的绞线7开始缠绕在卷线轮上，从而拉动安装架5向下移动，安装架5压缩压簧6并开始存储能量。当不完全齿轮12与小齿轮13啮合到缺齿处时，此时弹性势能瞬间释放，安装架5拉动压簧6带动机器人起跳。由于机器人的弹跳腿4与地面设置有一定的倾斜角度，从而使得压簧6拉动机器人以抛物线的方式向前起跳，在机器人起跳的同时，传感器21离开地面，传感器将数据传输给控制系统，关闭闪光灯和发声器；在机器人落地的同时，传感器21感应到与地面接触时，传感器将数据传输给控制系统，重开启闪光灯和发声器。随着机器人落地摇摆并恢复稳定姿态的同时，机器人伴随着声光效果，使得机器人具有趣味性。