本技術(shù)涉及一種機(jī)器人，尤其涉及一種仿生青蛙跳躍機(jī)器人。

背景技術(shù)：

1、仿生動(dòng)物學(xué)是仿生學(xué)研究的一大分支，致力于從自然界中的生物體中汲取靈感，將其應(yīng)用于機(jī)器人技術(shù)的研究和設(shè)計(jì)中。通過模仿生物體的結(jié)構(gòu)、功能和行為，研究人員能夠開發(fā)出具有更高適應(yīng)性和靈活性的機(jī)器人系統(tǒng)。

2、青蛙作為一種優(yōu)秀的跳躍動(dòng)物，具有出色的跳躍能力和高效的移動(dòng)方式，青蛙的后腿結(jié)構(gòu)和肌肉系統(tǒng)使其能夠在復(fù)雜的環(huán)境中迅速、靈活地跳躍和移動(dòng)，同時(shí)保持平衡；這種優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)性能激發(fā)了研究人員利用仿生學(xué)原理設(shè)計(jì)出具有類似跳躍特性的機(jī)器人。

3、現(xiàn)有技術(shù)cn202703737u公開了一種仿青蛙跳躍機(jī)器人，通過對(duì)前、后肢驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和前、后肢執(zhí)行機(jī)構(gòu)的合理設(shè)置，提高了機(jī)器人驅(qū)動(dòng)元件的利用率，優(yōu)化了腿部機(jī)械結(jié)構(gòu)，提高了機(jī)器人的仿生程度，增強(qiáng)了機(jī)器人的跳躍能力，提高了機(jī)器人機(jī)械機(jī)構(gòu)的柔性，增強(qiáng)了跳躍過程的姿態(tài)穩(wěn)定性。

4、但是其存在的問題是：現(xiàn)有的仿生青蛙跳躍機(jī)器人采用復(fù)雜的動(dòng)力傳遞系統(tǒng)，存在動(dòng)力傳遞效率低的問題，同時(shí)，在跳躍過程中容易出現(xiàn)姿態(tài)不穩(wěn)定或者落地時(shí)失衡的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)方案，本實(shí)用新型提供一種仿生青蛙跳躍機(jī)器人，以解決現(xiàn)有的仿生青蛙跳躍機(jī)器人存在動(dòng)力傳遞效率低、跳躍和落地不穩(wěn)定的問題。

2、本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：仿生青蛙跳躍機(jī)器人，包括設(shè)有主架體的軀干支架機(jī)構(gòu)，所述主架體上設(shè)有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和曲柄連桿機(jī)構(gòu)，所述主架體的前部和后部分別設(shè)置有前腿機(jī)構(gòu)和后腿機(jī)構(gòu)，所述后腿機(jī)構(gòu)包括上連接部、下連接部、腿桿和腿桿間設(shè)置的拉簧；

3、所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、第一齒輪和第二齒輪；所述電機(jī)的輸出軸連接所述第一齒輪，所述第一齒輪與第二齒輪嚙合，所述第二齒輪中部設(shè)有連接軸桿，所述連接軸桿的兩端貫穿所述上連接部并傳動(dòng)連接所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)；

4、所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)包括曲柄、傳動(dòng)件和連桿，所述連桿包括第一連桿和第二連桿；所述曲柄的中軸與所述連接軸桿傳動(dòng)連接，所述曲柄的曲柄臂通過傳動(dòng)件與所述第一連桿的一端傳動(dòng)連接，所述第一連桿的另一端鉸接所述第二連桿，所述第二連桿的另一端與所述下連接部相鉸接；

5、其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)所述腿桿進(jìn)行外展和內(nèi)收的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以使所述上連接部和下連接部實(shí)現(xiàn)相互靠近或遠(yuǎn)離的直線往復(fù)跳躍運(yùn)動(dòng)。

6、作為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述腿桿包括兩個(gè)大腿桿和兩個(gè)小腿桿，每個(gè)所述大腿桿一端通過銷軸與所述上連接部連接，另一端與所述小腿桿的一端鉸接，每個(gè)所述小腿桿的另一端鉸接在所述下連接部上，所述大腿桿和小腿桿以構(gòu)成能夠外展和內(nèi)收的四桿機(jī)構(gòu)。

7、作為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，兩個(gè)所述大腿桿與兩個(gè)所述小腿桿之間分別設(shè)置有所述拉簧，所述拉簧的彈性伸縮方向與所述腿桿外展和內(nèi)收運(yùn)動(dòng)方向一致。

8、作為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述后腿機(jī)構(gòu)還包括與地面接觸的后腳掌，所述后腳掌鉸接在所述下連接部的底部，所述下連接部向所述上連接部方向靠近或遠(yuǎn)離的跳躍運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)所述后腳掌同步運(yùn)動(dòng)。

9、作為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述前腿機(jī)構(gòu)包括大臂桿、小臂桿和前腳掌，所述大臂桿一端通過銷軸與所述主架體連接，另一端通過轉(zhuǎn)軸連接所述小臂桿，所述小臂桿的另一端連接所述前腳掌。

10、作為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述大臂桿與所述小臂桿之間設(shè)置有減震彈簧，所述減震彈簧用于緩沖所述大臂桿與小臂桿之間在運(yùn)動(dòng)過程產(chǎn)生的沖擊和震動(dòng)。

11、作為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電機(jī)為減速電機(jī)；所述第一齒輪和第二齒輪嚙合連接構(gòu)成減速齒輪組；所述減速齒輪組降低所述電機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)速，并提高輸出軸扭矩。

12、作為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述上連接部的內(nèi)側(cè)設(shè)有連接塊，所述連接塊底部與所述主架體固定連接，所述連接塊上部設(shè)有用于所述連接軸桿貫穿設(shè)置的通孔。

13、作為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述后腿機(jī)構(gòu)的還設(shè)置有導(dǎo)桿，所述導(dǎo)桿設(shè)置在所述腿桿的內(nèi)側(cè)，所述導(dǎo)桿一端固定連接在所述下連接部上，另一端沿豎直方向貫穿所述連接塊設(shè)置。

14、作為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述小臂桿與所述前腳掌的連接端設(shè)有球接頭，所述小臂桿通過所述球接頭與所述前腳掌形成球面副連接。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

16、1、本實(shí)用新型通過設(shè)置軀干支架機(jī)構(gòu)、前腿機(jī)構(gòu)、后腿機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和曲柄連桿機(jī)構(gòu)，完成對(duì)仿生青蛙機(jī)器人模型的建立，并且該仿生青蛙跳躍機(jī)器人具有較高的動(dòng)力傳遞效率，首先，電機(jī)通過齒輪和曲柄連桿機(jī)構(gòu)的配合，實(shí)現(xiàn)了高效率的動(dòng)力轉(zhuǎn)換和傳遞，能夠?qū)㈦姍C(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有效轉(zhuǎn)化為腿部的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；其次，后腿機(jī)構(gòu)中腿桿的外展和內(nèi)收動(dòng)作，配合與運(yùn)動(dòng)方向一致的拉簧，不僅增強(qiáng)了運(yùn)動(dòng)的自然性和流暢性，而且通過彈性元件的能量存儲(chǔ)和釋放，進(jìn)一步提高了動(dòng)力的利用效率。

17、2、本實(shí)用新型利用生物體的柔性在受到?jīng)_擊的時(shí)候，能夠規(guī)避傷害提供動(dòng)力的同時(shí)，又具有足夠剛度完成運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，在所述大臂桿與所述小臂桿之間設(shè)置有減震彈簧，減震彈簧能夠吸收和緩沖這些沖擊力，減少機(jī)器人身體的震動(dòng)和不穩(wěn)定性，使得機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)和可控，提高了機(jī)器人的穩(wěn)定性；即所述前腿采用具有冗余度的柔性機(jī)構(gòu)，即能夠降低運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的沖擊，又能夠提高整體的穩(wěn)定性。

18、本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案及其有益效果將會(huì)在下面的具體實(shí)施方式中結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)的說明。

技術(shù)特征：

1.仿生青蛙跳躍機(jī)器人，其特征在于，包括設(shè)有主架體的軀干支架機(jī)構(gòu)，所述主架體上設(shè)有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和曲柄連桿機(jī)構(gòu)，所述主架體的前部和后部分別設(shè)置有前腿機(jī)構(gòu)和后腿機(jī)構(gòu)，所述后腿機(jī)構(gòu)包括上連接部、下連接部、腿桿和腿桿間設(shè)置的拉簧；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生青蛙跳躍機(jī)器人，其特征在于：所述腿桿包括兩個(gè)大腿桿和兩個(gè)小腿桿，每個(gè)所述大腿桿一端通過銷軸與所述上連接部連接，另一端與所述小腿桿的一端鉸接，每個(gè)所述小腿桿的另一端鉸接在所述下連接部上，所述大腿桿和小腿桿以構(gòu)成能夠外展和內(nèi)收的四桿機(jī)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿生青蛙跳躍機(jī)器人，其特征在于：兩個(gè)所述大腿桿與兩個(gè)所述小腿桿之間分別設(shè)置有所述拉簧，所述拉簧的彈性伸縮方向與所述腿桿外展和內(nèi)收運(yùn)動(dòng)方向一致。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的仿生青蛙跳躍機(jī)器人，其特征在于：所述后腿機(jī)構(gòu)還包括與地面接觸的后腳掌，所述后腳掌鉸接在所述下連接部的底部，所述下連接部向所述上連接部方向靠近或遠(yuǎn)離的跳躍運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)所述后腳掌同步運(yùn)動(dòng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生青蛙跳躍機(jī)器人，其特征在于：所述前腿機(jī)構(gòu)包括大臂桿、小臂桿和前腳掌，所述大臂桿一端通過銷軸與所述主架體連接，另一端通過轉(zhuǎn)軸連接所述小臂桿，所述小臂桿的另一端連接所述前腳掌。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的仿生青蛙跳躍機(jī)器人，其特征在于：所述大臂桿與所述小臂桿之間設(shè)置有減震彈簧，所述減震彈簧用于緩沖所述大臂桿與小臂桿之間在運(yùn)動(dòng)過程產(chǎn)生的沖擊和震動(dòng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生青蛙跳躍機(jī)器人，其特征在于：所述電機(jī)為減速電機(jī)；所述第一齒輪和第二齒輪嚙合連接構(gòu)成減速齒輪組；所述減速齒輪組降低所述電機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)速，并提高輸出軸扭矩。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生青蛙跳躍機(jī)器人，其特征在于：所述上連接部的內(nèi)側(cè)設(shè)有連接塊，所述連接塊底部與所述主架體固定連接，所述連接塊上部設(shè)有用于所述連接軸桿貫穿設(shè)置的通孔。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的仿生青蛙跳躍機(jī)器人，其特征在于：所述后腿機(jī)構(gòu)的還設(shè)置有導(dǎo)桿，所述導(dǎo)桿設(shè)置在所述腿桿的內(nèi)側(cè)，所述導(dǎo)桿一端固定連接在所述下連接部上，另一端沿豎直方向貫穿所述連接塊設(shè)置。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的仿生青蛙跳躍機(jī)器人，其特征在于：所述小臂桿與所述前腳掌的連接端設(shè)有球接頭，所述小臂桿通過所述球接頭與所述前腳掌形成球面副連接。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種機(jī)器人，尤其涉及一種仿生青蛙跳躍機(jī)器人；所述仿生青蛙跳躍機(jī)器人包括設(shè)有主架體的軀干支架機(jī)構(gòu)，所述主架體上設(shè)有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和曲柄連桿機(jī)構(gòu)，所述主架體的前部和后部分別設(shè)置有前腿機(jī)構(gòu)和后腿機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)所述腿桿進(jìn)行外展和內(nèi)收的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以使所述上連接部和下連接部實(shí)現(xiàn)相互靠近或遠(yuǎn)離的往復(fù)跳躍運(yùn)動(dòng)；本技術(shù)以解決現(xiàn)有的仿生青蛙跳躍機(jī)器人存在動(dòng)力傳遞效率低、跳躍和落地不穩(wěn)定的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：杜文俊,陳吉垠,王茁,廖清政,沈煜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：文華學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：20240403
技術(shù)公布日：2024/12/30