专利名称：一种可实现跳跃动作的机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机器人装置，具体来说，涉及一种可实现跳跃动作的机器人。
背景技术：
近几年来，研究人员设计了许多跳跃机器人。对于机器人的跳跃，需要先进行储能，然后瞬间释放能量，从而使能量转化为重力势能。目前现有的跳跃机器人主要分为三大类基于弹簧的设计，基于气动的设计以及基于燃烧推进的设计。对于基于弹簧的设计而言，初始时弹簧处于未压缩状态，然后由驱动机构压缩弹簧，从而使能量从驱动机构转化成弹簧的弹性势能。之后，跳跃机制使弹性势能瞬间释放，使弹簧对地面产生推力，从而使机器人起跳。对于基于气动的设计而言，机器人往往包括一个储气罐和一个气 缸。储气罐中的空气突然释放，使气缸冲击地面，从而使机器人起跳。对于基于燃烧推进的设计而言，当燃烧室点火时活塞冲击地面从而使机器人起跳。基于弹簧的设计相比于另外两种设计方法，更加容易实现，且更加节约成本。
发明内容技术问题本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可实现跳跃动作的机器人，该机器人可以完成跳跃动作，且结构简单。技术方案为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种可实现跳跃动作的机器人，该机器人包括本体和两个跳跃足，每个跳跃足的顶部设有一根连杆，跳跃足位于本体的下方，且跳跃足和本体之间通过弹跳装置连接；所述的弹跳装置包括导轨、底座、左斜杆、右斜杆、电机、齿轮组、滑轮、缆绳、弹力触发保持器、偏心轮、偏心轮连杆和扭簧；其中，所述的底座和导轨上设有同轴线的通孔，且底座的顶面设有凹口，导轨固定连接在本体的内部，导轨位于底座的上方，跳跃足位于底座的下方；跳跃足的连杆的下部穿过底座的通孔，并且与底座固定连接，连杆的上部穿过导轨的通孔；所述的电机、齿轮组和弹力触发保持器固定连接在导轨上；电机通过转轴与齿轮组连接，齿轮组通过转轴分别与滑轮和偏心轮连接，滑轮和底座之间通过缆绳连接，偏心轮与偏心轮连杆的一端连接，弹力触发保持器位于导轨的下方，且弹力触发保持器的球形销与底座的凹口相对应；所述的左斜杆的上端和右斜杆的上端均与导轨可滑动连接，左斜杆的下端和右斜杆的下端均与底座可转动连接；扭簧分别位于左斜杆的两端和右斜杆的两端。进一步，所述的可实现跳跃动作的机器人，还包括侧杆转轴和侧杆，侧杆转轴固定连接在导轨上，侧杆与侧杆转轴可转动连接，侧杆的一端与偏心轮连杆的一端连接，侧杆的另一端位于本体的外侧。进一步，所述的侧杆转轴为两根，每根侧杆转轴上分别连接一根侧杆，且两根侧杆转轴位于导轨的前侧和后侧，两根侧杆位于本体的前侧和后侧；所述的本体的前侧和后侧均为平面，本体的左侧、右侧和顶面均为弧面。进一步，所述的可实现跳跃动作的机器人，还包括动力源和两个电动螺旋浆，该两个电动螺旋浆横向固定连接在底座的下方，动力源固定连接在本体内部，且动力源通过导线分别与两个电动螺旋浆连接。有益效果与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果I.可以实现跳跃动作，且结构简单。本实用新型提供的机器人包括本体和跳跃足，跳跃足和本体之间通过弹跳装置连接。通过设置弹跳装置来实现机器人的跳跃。弹跳装置包括导轨、底座、左斜杆、右斜杆、电机、齿轮组、滑轮、缆绳、弹力触发保持器、偏心轮、偏心轮连杆和扭簧。机器人的构造简单。整个跳跃过程包括了弹力加载阶段、弹力保持阶段和弹力释放阶段。弹力加载阶段左斜杆和右斜杆向下移动，使得固定在左斜杆和右斜杆两端的扭簧存储弹力。弹力保持阶段弹力触发保持器的球形销落入底座顶面的凹口时，电机暂停运行，进入弹力保持阶段。弹力释放阶段电机再次运行使得球形销重新回位弹力触发保持器中，然后电机停止运行，使得储存在扭簧中的弹力释放，机器人实现跳跃动作。2.适应复杂路况，可实现机器人从摔倒状态转为站立状态，以实现姿态调整。本实用新型中的机器人还设置侧杆转轴和侧杆。侧杆与侧杆转轴可转动连接，并且侧杆的一端与偏心轮连杆的一端连接，侧杆的另一端位于本体的外侧。这样，在弹力加载阶段的同时，电机通过齿轮组带动偏心轮转动，偏心轮通过偏心轮连杆对侧杆的一端施加动力，侧杆绕侧杆转轴转动，从而使位于本体外侧的侧杆支撑地面，从而使机器人站立起来。通过设置侧杆转轴和侧杆，可以实现机器人在复杂地面的跳跃。当机器人跳跃后摔倒，启动侧杆，可以让机器人从摔倒姿势转为站立姿势，以实现下一次的跳跃。3.无论以何种姿势摔倒，机器人都能够实现站立。本实用新型的侧杆转轴为两根，两根侧杆转轴位于导轨的前侧和后侧，两根侧杆位于本体的前侧和后侧；本体的前侧和后侧均为平面，本体的左侧、右侧和顶面均为弧面。在机器人跳跃后，如果本体的左侧、右侧和顶面先着地，那么因为机器人的本体的左侧、右侧和顶面均为弧面，所以最终着地的会是机器人的本体的前侧和后侧。利用位于本体前侧的侧杆，或者利用位于本体后侧的侧杆，均可以实现站立。这样就确保了无论机器人以何种姿势摔倒，它都能够实现站立。4.在机器人跳跃摔倒时，可调整机器人下一次的起跳方向。本实用新型的机器人，还包括动力源和两个电动螺旋浆。当机器人跳跃摔倒，平躺在地面时，两个电动螺旋浆能够分别产生推力。当一个电动螺旋浆转动而另一个电动螺旋浆不动时，机器人将向一个方向转动，从而实现机器人方向的改变。当机器人方向改变后，利用侧杆转轴和侧杆，实现机器人站立，最后完成跳跃动作。
图I是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型的弹跳装置的左前侧视角的立体结构示意图。图3是本实用新型的弹跳装置的右前侧视角的立体结构示意图。图4是本实用新型的机器人摔倒状态的示意图。图5是本实用新型的机器人站立过程中的示意图。图6是本实用新型的机器人站立状态的示意图。[0024]图中有1.本体，2.跳跃足，201.连杆，3.弹跳装置，301.导轨，302.底座，303.左斜杆，304.右斜杆，305.电机，306.齿轮组，307.滑轮，308.缆绳，309.弹力触发保持器，310.偏心轮，311.偏心轮连杆，4.侧杆转轴，5.侧杆，6.电动螺旋浆。
具体实施方式
[0025]
以下结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细的说明。如图I至图3所示，本实用新型的一种可实现跳跃动作的机器人，包括本体I和两个跳跃足2。跳跃足2位于本体I的下方。每个跳跃足2的顶部设有一根连杆201，且跳跃足2和本体I之间通过弹跳装置3连接。机器人依靠弹跳装置3对跳跃足2提供弹跳动力来实现跳跃动作。弹跳装置3包括导轨301、底座302、左斜杆303、右斜杆304、电机305、齿轮组306、滑轮307、缆绳308、弹力触发保持器309、偏心轮310、偏心轮连杆311和扭簧。底座302和导轨301上设有同轴线的通孔。底座302的顶面设有凹口。导轨301固定连接在本体I的内部，导轨301位于底座302的上方，跳跃足2位于底座302的下方。底座302和本体I之间没有固定连接关系。跳跃足2的连杆201的下部穿过底座302的通孔，并且与底座302固定连接，连杆201的上部穿过导轨301的通孔。连杆201与导轨301之间没有固定连接关系。这样，连杆201对导轨301的上下运动起限位作用。电机305、齿轮组306和弹力触发保持器309固定连接在导轨301上。电机305通过转轴与齿轮组306连接。齿轮组306通过转轴分别与滑轮307和偏心轮310连接。滑轮307和底座302之间通过缆绳308连接，偏心轮310与偏心轮连杆311的一端连接。弹力触发保持器309位于导轨301的下方，且弹力触发保持器309的球形销与底座302的凹口相对应。左斜杆303的上端和右斜杆304的上端均与导轨301可滑动连接，左斜杆303的下端和右斜杆304的下端均与底座302可转动连接。扭簧分别位于左斜杆303的两端和右斜杆304的两端。该结构的机器人实现跳跃的过程包括弹力加载阶段、弹力保持阶段和弹力释放阶段。弹力加载阶段的过程是电机305通过齿轮组306带动滑轮307转动，滑轮307收紧缆绳308，导轨301相对于底座302向下移动。因为导轨301和本体I固定连接，所以本体I相对于底座302向下移动。左斜杆303的下端和右斜杆304的下端分别绕底座302转动，左斜杆303的上端和右斜杆304的上端分别沿着导轨301向两侧滑动。由于左斜杆303的两端和右斜杆304的两端分别装有扭簧，因此左斜杆303和右斜杆304在转动的过程中，扭簧存储弹力。在扭簧存储弹力的同时，弹力触发保持器309会随着导轨302相对于底座302向下移动。当弹力触发保持器309中的球形销落入底座302顶面的凹口时，电机305暂停运行。此时，整个机器人进入弹力保持阶段，即起跳预备阶段。在弹力保持阶段，机器人起跳所需的能量已经存储在扭簧中，要使机器人起跳的话，只需将卡在凹口中的球形销移开，扭簧存储的能量即可释放。弹力释放阶段的过程是进入弹力保持阶段后，电机305再次运行，继续通过齿轮组306带动滑轮307转动，收紧缆绳308，从而使弹力触发保持器309相对于底座302继续向下移动。卡在凹口中的球形销随着使弹力触发保持器309的移动，退回弹力触发保持器309中。此时，电机305停止运行。储存在扭簧中的弹力释放，导轨301相对于底座302向上移动。因为导轨301和本体I固定连接，所以本体I相对于底座302向上移动，即机器人实现跳跃动作进一步，为了保证该结构的机器人可以实现连续跳跃，在跌倒时仍然能够站立，该结构的机器人还包括侧杆转轴4和侧杆5，侧杆转轴4固定连接在导轨301上，侧杆5与侧杆转轴4可转动连接，侧杆5的一端与偏心轮连杆311的一端连接，侧杆5的另一端位于本体I的外侧。通过设置侧杆转轴4和侧杆5，可以实现机器人姿态调整，即从摔倒状态调整为站立状态。如图4至图6所示，机器人姿态调整的过程是在弹力加载阶段的同时，电机305通过齿轮组306带动偏心轮310转动，偏心轮310带动偏心轮连杆311向上移动，偏心轮连杆311对侧杆5的一端施加动力，侧杆5绕侧杆转轴4转动，从而使位于本体I外侧的侧杆5 一端的能够向两侧展开。侧杆5支撑地面，从而使机器人站立起来，最终保持跳跃足2位于下方的状态。进一步，为确保无论以何种姿势摔倒，机器人都能够实现站立，所述的侧杆转轴4为两根，每根侧杆转轴4上分别连接一根侧杆5，且两根侧杆转轴4位于导轨301的前侧和后侧，两根侧杆5位于本体I的前侧和后侧；所述的本体I的前侧和后侧均为平面，本体I的左侧、右侧和顶面均为弧面。在机器人跳跃后，如果本体的左侧、右侧和顶面先着地，那么因为机器人的本体的左侧、右侧和顶面均为弧面，所以最终着地的会是机器人的本体的前侧和后侧。利用位于本体I前侧的侧杆5，或者利用位于本体I后侧的侧杆5，均可以实现站立。这样就确保了无论机器人以何种姿势摔倒，它都能够实现站立。进一步，所述的可实现跳跃动作的机器人，还包括动力源和两个电动螺旋浆6，该两个电动螺旋浆6横向固定连接在底座302的下方，动力源固定连接在本体I内部，且动力源通过导线分别与两个电动螺旋浆6连接。通过启动动力源，可以让电动螺旋浆6工作。设置动力源和两个电动螺旋浆6，是为了改变机器人的跳跃方向。当机器人平躺在地面时，两个电动螺旋浆6能够分别产生推力。当一个电动螺旋浆转动而另一个电动螺旋浆不动时，机器人将向一个方向转动，从而实现机器人方向的改变。当机器人方向改变后，利用侧杆转轴4和侧杆5，可以实现机器人站立，最后完成跳跃动作。此外，当两个电动螺旋浆6同时转动时，还能够使机器人向前运动。
权利要求1.一种可实现跳跃动作的机器人，其特征在于该机器人包括本体(I)和两个跳跃足(2)，每个跳跃足(2)的顶部设有一根连杆(201)，跳跃足(2)位于本体(I)的下方，且跳跃足(2)和本体(I)之间通过弹跳装置(3)连接； 所述的弹跳装置(3)包括导轨(301)、底座(302)、左斜杆(303)、右斜杆(304)、电机(305)、齿轮组(306)、滑轮(307)、缆绳(308)、弹力触发保持器(309)、偏心轮(310)、偏心轮连杆(311)和扭簧；其中， 所述的底座(302)和导轨(301)上设有同轴线的通孔，且底座(302)的顶面设有凹口，导轨(301)固定连接在本体(I)的内部，导轨(301)位于底座(302)的上方，跳跃足(2)位于底座(302)的下方；跳跃足(2)的连杆(201)的下部穿过底座(302)的通孔，并且与底座(302)固定连接，连杆(201)的上部穿过导轨(301)的通孔； 所述的电机(305)、齿轮组(306)和弹力触发保持器(309)固定连接在导轨(301)上；电机(305 )通过转轴与齿轮组(306 )连接，齿轮组(306 )通过转轴分别与滑轮(307 )和偏心轮(310)连接，滑轮(307)和底座(302)之间通过缆绳(308)连接，偏心轮(310)与偏心轮连杆(311)的一端连接，弹力触发保持器(309)位于导轨(301)的下方，且弹力触发保持器(309)的球形销与底座(302)的凹口相对应； 所述的左斜杆(303)的上端和右斜杆(304)的上端均与导轨(301)可滑动连接，左斜杆(303)的下端和右斜杆(304)的下端均与底座(302)可转动连接；扭簧分别位于左斜杆(303)的两端和右斜杆(304)的两端。
2.按照权利要求I所述的可实现跳跃动作的机器人，其特征在于还包括侧杆转轴(4 )和侧杆(5 )，侧杆转轴(4 )固定连接在导轨(301)上，侧杆(5 )与侧杆转轴(4 )可转动连接，侧杆(5)的一端与偏心轮连杆(311)的一端连接,侧杆(5)的另一端位于本体(I)的外侧。
3.按照权利要求2所述的可实现跳跃动作的机器人，其特征在于所述的侧杆转轴(4)为两根，每根侧杆转轴(4)上分别连接一根侧杆(5)，且两根侧杆转轴(4)位于导轨(301)的前侧和后侧，两根侧杆(5)位于本体(I)的前侧和后侧；所述的本体(I)的前侧和后侧均为平面，本体(I)的左侧、右侧和顶面均为弧面。
4.按照权利要求1、2或3所述的可实现跳跃动作的机器人，其特征在于还包括动力源和两个电动螺旋浆(6)，该两个电动螺旋浆(6)横向固定连接在底座(302)的下方，动力源固定连接在本体(I)内部，且动力源通过导线分别与两个电动螺旋浆(6)连接。
专利摘要本实用新型公开一种可实现跳跃动作的机器人，包括本体和两个跳跃足，跳跃足和本体之间通过弹跳装置连接；弹跳装置包括导轨、底座、左斜杆、右斜杆、电机、齿轮组、滑轮、缆绳、弹力触发保持器、偏心轮、偏心轮连杆和扭簧；导轨固定连接在本体的内部，导轨位于底座的上方，跳跃足位于底座的下方；电机与齿轮组连接，齿轮组分别与滑轮和偏心轮连接，滑轮和底座通过缆绳连接，偏心轮与偏心轮连杆的一端连接，弹力触发保持器位于导轨的下方；左斜杆和右斜杆的上端均与导轨可滑动连接，左斜杆和右斜杆的下端均与底座可转动连接；扭簧分别位于左斜杆和右斜杆的两端。该结构的机器人可实现跳跃动作。
文档编号B62D57/04GK202358216SQ201120509138
公开日2012年8月1日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者包宇庆, 高丙团 申请人:东南大学