專利名稱：仿生青蛙跳躍機器人前腿機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種用于仿生青蛙跳躍機器人前腿機構。
背景技術：
現(xiàn)有的對跳躍機器人進行的研究主要集中在起跳階段部分，對落地階段緩沖涉 及的較少，所設計的機構也以跳躍機構多見。哈爾濱工業(yè)大學研究的仿蛙跳躍機器人將 前腿簡化為被動彈簧片式，用于落地緩沖(Biological Characteristics Analysis and Mechanical Jumping Leg Design for Frog Robot, Jie Zhao, Meng Wang, Xizhe Zang, and Hegao Cai. C. Xiong et al. (Eds.) JCIRA 2008，Part I，LNAI 5314，pp. 1070-1080， 2008.)。青蛙的跳躍過程分為起跳階段、飛行階段、落地緩沖階段。青蛙的前肢較后肢短 小，后肢強壯發(fā)達，適合于采用跳躍方式進行移動。前肢短小，主要作用是在起跳階段撐起 身體前部，可以調節(jié)起跳方向及起跳角度，在落地緩沖階段緩沖著地產(chǎn)生沖擊力。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于仿生青蛙跳躍機器人前腿起跳支撐、角度調節(jié)和 落地緩沖的仿生青蛙跳躍機器人前腿機構。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的包括機座，腿部通過軸連接機座，在機座上面安裝有2部空壓機、2部電磁閥，每部 空壓機與電磁閥的一端通過導氣管連接，電磁閥的另一端通過導氣管與設置于機座下面的 波紋管的一端連接，波紋管的另一端與設置在腿部上的波紋管固定板連接、并且與兩部電 磁閥連接的波紋管分別連接于波紋管固定板的兩側，機座下面設置有限定波紋管位置的滑 槽。本發(fā)明的工作原理是起跳階段，空壓機啟動、電磁閥打開，為波紋管充氣、抽氣。通過調節(jié)2個獨立波紋 管內的氣量，使波紋管長度改變。波紋管在滑槽內推動腿部繞軸轉動，改變腿部和機座間的 夾角，從而調節(jié)機座與地面的角度，完成起跳階段的支撐和起跳角度調節(jié)。之后空壓機、電 磁閥關閉。飛行階段，空壓機啟動、電磁閥打開調節(jié)波紋管內氣量。通過調節(jié)波紋管內的氣量 改變波紋管長度，波紋管在滑槽內推動腿部繞軸轉動，改變機器人前腿和機座間的夾角，從 而使機器人整體處于有利的落地角度。落地緩沖階段，前腿首先觸地。從此刻起空壓機與電磁閥配合，根據(jù)緩沖要求改變 波紋管內的氣量，使波紋管的剛度處于漸變的過程，抵消落地時產(chǎn)生的沖擊力，保證機器人 平穩(wěn)著地。本發(fā)明探索了一種用于跳躍機器人的腿部緩沖調節(jié)機構。提供了一種可實現(xiàn)在起 跳階段撐起機器人身體前部，可以調節(jié)起跳方向及起跳角度，在落地緩沖階段緩沖著地產(chǎn)
3生沖擊力的跳躍機器人前腿機構。以空氣壓縮機、波紋管、電磁閥為主要部件，通過電磁閥 開閉、空壓機對波紋管進行打氣和抽氣來控制機器人腿部起跳階段的角度調節(jié)和落地階段 沖擊力的緩沖。


圖1是本發(fā)明“仿生青蛙跳躍機器人前腿機構”的原理示意圖。圖2是本發(fā)明“仿生青蛙跳躍機器人前腿機構”的局部示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述結合圖1、圖2，仿生青蛙跳躍機器人前腿機構的組成包括機座12、安裝于機座12 上的2部空壓機I 1和II 11、安裝于機座12上的2部電磁閥I 4和II 10、連接空壓機I 1和IIll與電磁閥I 4和II 10的導氣管I 3和II 8、連接空壓機I 1和II 11與導氣管 I 3和II 8的接頭I 2和II 9、波紋管I 7和II 16、連接電磁閥I 4和II 10與波紋管I 7和II 16的導氣管I 5和II 13、連接導氣管I 5和II 13與波紋管I 7和II 16的接頭
I6和II 14、腿部18、位于腿部18的波紋管固定板17、固定于機座12上的滑槽19、連接機 座12和腿部18的軸15。機座12、安裝于機座12上的空壓機I 1、安裝于機座12上的電磁閥I 4、連接空 壓機I 1與電磁閥I 4的導氣管I 3、連接空壓機I 1與導氣管I 3的接頭I 2、連接電磁 閥I 4與波紋管I 7的導氣管I 5、波紋管I 7、連接波紋管I 7與導氣管I 5接頭I 6、波 紋管固定板17、腿部18、連接腿部18與機座12的軸15、安裝于機座12上的滑槽19組成 波紋管緩沖調節(jié)機構I。通過空壓機I 1正反轉和電磁閥I 4的開閉調節(jié)波紋管I 7內氣 量，改變波紋管I 7內的壓強，在滑槽19內移動，推動腿部18繞軸15轉動。機座12、安裝于機座12上的空壓機II 11、安裝于機座12上的電磁閥II 10、連接 空壓機II 11與電磁閥II 10的導氣管II 8、連接空壓機II 11與導氣管II 8的接頭II 9、連接電磁閥II 10與波紋管II 16的導氣管II 13、波紋管II 16、連接波紋管II 16與 導氣管II 13接頭II 14、波紋管固定板17、腿部18、連接腿部18與機座12的軸15、安裝 于機座12上的滑槽19組成波紋管緩沖調節(jié)機構II。通過空壓機II 11正反轉和電磁閥
II10的開閉調節(jié)波紋管II 16內氣量，改變波紋管II 16內的壓強，波紋管II 16在滑槽 19內移動，推動腿部18繞軸15轉動。波紋管緩沖調節(jié)機構I、II推動腿部18繞軸15轉動，實現(xiàn)機器人腿部在起跳階段 對整體的角度調節(jié)和對落地階段產(chǎn)生的沖擊力緩沖。
權利要求
一種仿生青蛙跳躍機器人前腿機構，包括機座，腿部通過軸連接機座，其特征是在機座上面安裝有2部空壓機、2部電磁閥，每部空壓機與電磁閥的一端通過導氣管連接，電磁閥的另一端通過導氣管與設置于機座下面的波紋管的一端連接，波紋管的另一端與設置在腿部上的波紋管固定板連接、并且與兩部電磁閥連接的波紋管分別連接于波紋管固定板的兩側，機座下面設置有限定波紋管位置的滑槽。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種仿生青蛙跳躍機器人前腿機構。包括機座，腿部通過軸連接機座，在機座上面安裝有2部空壓機、2部電磁閥，每部空壓機與電磁閥的一端通過導氣管連接，電磁閥的另一端通過導氣管與設置于機座下面的波紋管的一端連接，波紋管的另一端與設置在腿部上的波紋管固定板連接、并且與兩部電磁閥連接的波紋管分別連接于波紋管固定板的兩側，機座下面設置有限定波紋管位置的滑槽。本發(fā)明通過電磁閥開閉、空壓機對波紋管進行打氣和抽氣來控制機器人腿部起跳階段的角度調節(jié)和落地階段沖擊力的緩沖。
文檔編號A63H11/18GK101972547SQ20101051193
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權日2010年10月19日
發(fā)明者何蕾, 劉載淳, 夏顯超, 姚建均, 張校東, 李林, 李永輝, 李齊悅, 楊奇, 譚向全, 鄧坤秀, 金錦花 申請人:哈爾濱工程大學