跳跃机器人的能量存储与释放装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种适用于跳跃机器人的能量存储与释放装置，包括齿轮、齿条、电磁离合器以及带棘轮电磁铁的棘轮机构。机器人跳起后电磁离合器吸合，电机驱动齿轮齿条运动牵引上下基板而压缩弹性元件，棘轮机构有效锁定被压缩的弹性元件，完成能量补给与存储。机器人着陆后二次起跳时，棘轮电磁铁控制棘轮机构的棘轮与棘爪分离，压缩弹性元件回位，完成能量的释放。能量存储释放装置设计简单合理，响应快，可控性强，可保证机器人的多次连续跳跃，实现弹跳高度和弹跳距离的控制。
【专利说明】跳跃机器人的能量存储与释放装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机械式能量储存与释放装置，具体为一种用于跳跃机器人的能量存储与释放装置。
【背景技术】
[0002]目前，国际上对于跳跃机器人的研究尚处于研究性阶段，国内对该种机器人也有少许研究。能量存储与释放装置是跳跃机器人必不可少的部分。浙江大学提出的《单腿跳跃机器人机构》实用新型专利(专利申请号为201220505549.2)，其能量存储与释放效果为:膝关节弯曲时压缩弹簧，将重力势能转化为弹簧的弹性势能，为伸展运动蓄积能量。但该储能机构复杂，且能量不可控。
[0003]哈尔滨工程大学提出的《仿生蝗虫跳跃机器人》发明专利(专利申请号为:200710072236.2)，通过绳索牵拉形式进行能量储存与释放，但是该种装置效率不高。
[0004]西北工业大学提出《弹跳机器人的能量储存于释放装置》发明专利(专利申请号:200910218806.7)，采用小功率电机作驱动完成弹簧的拉伸实现能量存储，利用舵机驱动棘爪完成能量的锁定与释放。
【发明内容】
[0005]本实用新型提出了一种适用于跳跃机器人的能量储存与释放装置，主要解决弹跳机器人的能量补给，能量吸收，能量锁存，能量释放与可控等问题。
[0006]跳跃机器人的能量存储与释放装置，包括上基板、下基板、齿轮、齿条和电磁离合器、带棘轮电磁铁的棘轮机构，弹性元件、离合器电磁铁，以及均匀支撑在上基板和下基板之间的弹性元件。
[0007]所述齿轮通过轮架与下基板固连，齿条固连于上基板并与齿轮啮合。
[0008]所述电磁离合器的左、右齿形盘分别同轴连接储能电机输出轴和齿轮的转轴。
[0009]所述电磁离合器的右齿形盘设有离合器电磁铁和回位弹簧。
[0010]所述棘轮机构设于齿轮转轴一端，棘轮与齿轮同轴连接，棘轮机构的棘爪与棘轮的结合与分离受控于棘轮电磁铁。
[0011]所述弹性元件为压缩弹簧和活塞杆。
[0012]本实用新型具有以下的有益效果。
[0013]本实用新型的能量储存与释放装置设计结构简单合理，响应快，可控性强，可保证机器人的多次连续连续跳跃，保证机器人的起跳初始速度可控，实现弹跳高度和弹跳距离的控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本能量储存与释放装置的立体图。
[0015]图2为能量储存与释放装置的顶视图。
[0016]图3为图1中电磁离合器与棘轮机构示意图。
[0017]图号标识:1、上基板；2、下基板；3、压缩弹簧；4、活塞杆；5、齿轮；6、齿条；7、轮架；8、储能电机；11、电磁离合器；12、棘轮机构；13、棘轮电磁铁；14、回位弹簧；15、离合器电磁铁。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图所实施方式对本实用新型的技术方案作进一步说明。
[0019]本实用新型跳跃机器人的能量储存与释放装置包括:齿轮5、齿条6、电磁离合器11、带棘轮电磁铁的棘轮机构12、储能电机8、压缩弹性元件，所述齿轮5通过轮架7安装于下基板2,齿条6固连于上基板I并与齿轮5哨合。
[0020]所述电磁离合器11的左、右齿形盘分别同轴连接储能电机8输出轴和齿轮5转轴。
[0021]所述离合器的右齿形盘设有离合器电磁铁15和回位弹簧14。
[0022]所述储能电机8设于离合器11转轴一端与齿轮5转轴同轴。
[0023]所述棘轮机构12设于齿轮5转轴一端，棘轮机构12的棘爪与棘轮的结合和分离受控于棘轮电磁铁13。
[0024]所述压缩弹性元件为压缩弹簧3和活塞杆4，压缩弹簧3的两端分别与上、下基板连接，活塞杆4套入压缩弹簧3内，活塞杆4两端分别与上、下基板连接。活塞杆4对上下基板的运动起定位作用。
[0025]该装置可不断对机器人充能、储能和实现能量释放的控制。
【权利要求】
1.跳跃机器人的能量存储与释放装置，包括上基板(I)、下基板(I)、齿轮(5 )、齿条(6 )和电磁离合器(11 )、带棘轮电磁铁(13)的棘轮机构(12)，回位弹簧(14)、离合器电磁铁(15)，以及均匀支撑在上基板(I)和下基板(2 )之间的弹性元件，所述齿轮(5 )通过轮架(7 )与下基板(2)固连，所述齿条(6)固连于上基板(I)并与齿轮(5)啮合。
2.根据权利要求1所述的跳跃机器人的能量存储与释放装置，其特征在于:电磁离合器(11)的左、右齿形盘分别同轴连接储能电机(8)输出轴和齿轮(5)的转轴。
3.根据权利要求2所述的跳跃机器人的能量存储与释放装置，其特征在于:电磁离合器(11)的右齿形盘设有离合器电磁铁(15)和回位弹簧(14)。
4.根据权利要求1所述的跳跃机器人的能量存储与释放装置，其特征在于:棘轮机构(12)设于齿轮(5)转轴一端，棘轮与齿轮(5)同轴连接。
5.根据权利要求1所述的跳跃机器人的能量存储与释放装置，其特征在于:棘轮机构(12)的棘轮与棘爪的吸合和分离受控制于棘轮电磁铁(13)。
6.根据权利要求1?4中任一项所述的跳跃机器人的能量存储与释放装置，其特征在于:各弹性元件为压缩弹簧(3)和活塞杆(4)。
【文档编号】B62D57/02GK204137152SQ201420383331
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年7月12日 优先权日:2014年7月12日
【发明者】庄未, 黄渭, 李胜勇, 黄用华, 罗嘉欣, 毛甲琦, 刘夫云, 黄美发, 钟永全 申请人:桂林电子科技大学