| 主权项 |
一种单电机驱动可爬行的弹跳机器人，其特征是由机架、电源模块、传感装置、控制装置、驱动机构、弹跳机构和爬行机构组成，机架用于安装固定所述模块、装置和机构，电源模块为传感装置、控制装置和驱动机构供电，传感装置、控制装置、驱动装置依次连接；机架面向机器人前进方向的端面为前端面，相对的另一端为后端面；所述的弹跳机构包括弹跳齿轮、弹跳单向轴承、圆柱凸轮、滚轮、滑块、挡板、滑轮、滑块滑轮连接件、拉绳、并脚、一对扭力弹簧、扭簧轴、一对扭簧轴套、前端面轴承和后端面轴承，前端面轴承安装在机架的前端面上，后端面轴承安装在机架的后端面上，圆柱凸轮通过前端面轴承和后端面轴承与机架连接，圆柱凸轮上设有封闭的具有急回特性往复运动的螺旋线槽，升程的螺旋线螺距随着升程逐渐变小，回程的螺旋线直接穿过升程的螺旋线槽到达初始位置；弹跳单向轴承内圈过盈配合安装在圆柱凸轮靠近机架后端面的一端，弹跳齿轮过盈配合安装在弹跳单向轴承外圈上，弹跳齿轮与驱动机构中的电机齿轮啮合，挡板固定在机架底面上，挡板与机架底面之间形成滑动凹槽，滑块在机架和挡板之间的滑动凹槽中顺着机器人前后两个方向滑动；滚轮为横截面为椭圆形的立体柱子，安装在滑块上，滚轮下表面和滑块贴合，上表面与圆柱凸轮上的螺旋线槽的内表面贴合，其侧面与圆柱凸轮表面螺旋线槽的侧面相切，圆柱凸轮转动带动滚轮顺着螺旋线槽运动，从而带动滑块在滑动凹槽中沿机架的前后两个方向滑动；滑轮通过滑块滑轮连接件与滑块连接，拉绳一端固定在机架的后端面上，绕过滑轮后，另一端固定在并脚上；扭簧轴固定在机架的后端面的外侧，一对扭簧轴套分别固定在扭簧轴的两端，一对扭力弹簧分别套在两个扭簧轴套上，扭力弹簧的一个力臂固定在机架的后端面上，另外一个力臂固定在并脚上；所述爬行机构包括爬行齿轮、爬行单向轴承、传动轴、前驱动杆、后驱动杆、一对圆盘凸轮、一对前腿、一对后腿、支腿连杆、一对扭簧，传动轴安装在机架的前后端面之间并左右居中，爬行单向轴承内圈过盈配合安装在传动轴靠近机架后端面一端，并与后端面内侧贴合，爬行齿轮过盈配合安装在爬行单向轴承外圈上，爬行齿轮与驱动机构中的电机齿轮啮合，驱动机构的直流电机通过电机齿轮和爬行齿轮带动传动轴转动，前驱动杆和后驱动杆套接固定在传动轴上，并随传动轴的转动而转动，前驱动杆和后驱动杆在圆周相位上呈相差90度十字交叉；所述前腿和后腿上各设有一个机架连接轴和一个传动连接轴，前腿和后腿的一端通过机架连接轴成对安装在机架左、右端面上，并可在竖直平面内以机架连接轴为轴心摆动，前腿和后腿的另一端触地，支持机器人站立；所述圆盘凸轮设有一个圆心孔和一个偏心孔，通过所述圆心孔分别套接固定在前腿的机 架连接轴上，两个前腿随两个圆盘凸轮的转动而摆动，所述偏心孔套接在前腿的传动连接轴上；两个圆盘凸轮上分别设有一对凸块，所述一对凸块的位置分别对应前驱动杆和后驱动杆，前驱动杆和后驱动杆转动时拨动所述凸块，带动圆盘凸轮转动，且前驱动杆或后驱动杆拨动一个圆盘凸轮转动的同时，拨动另一个圆盘凸轮以相反方向转动；位于机架同一端面的前腿与后腿通过支腿连杆连接，支腿连杆的两端套接在传动连接轴上，构成销轴连接，支腿连杆与前腿的连接点在前腿与机架连接轴的下方，支腿连杆与后腿的连接点在后腿与机架连接轴的上方；所述一对扭簧分别套在一对前腿的连接轴上，扭簧的一个力臂安装在前腿上，另外一个力臂安装在机架上；所述驱动机构包括直流电机和电机齿轮，直流电机安装固定在机架内部，电机齿轮安装在直流电机输出轴上，电机齿轮分别与弹跳齿轮和爬行齿轮啮合，爬行齿轮过盈配合套接在爬行单向轴承的外圈，爬行单向轴承内圈过盈配合安装在传动轴上，弹跳齿轮过盈配合套接在弹跳单向轴承的外圈，弹跳单向轴承的内圈过盈配合安装在圆柱凸轮上，直流电机正转时带动弹跳齿轮转动，从而带动弹跳单向轴承内圈转动，弹跳单向轴承内圈与圆柱凸轮过盈配合连接，驱动弹跳机构实现弹跳运动，此时爬行单向轴承空转；相反，直流电机反转时带动爬行齿轮转动，驱动机器人实现爬行运动，而弹跳轴承空转；所述传感装置包括一个倾角传感器和两个红外传感器，倾角传感器安装在机架后端顶部，与机架上表面贴合，用于感知机器人机体的倾角，两个红外传感器安装在机架前部，一个红外传感的面向机器人的前进方向，用于感知机器人前进方向上是否有障碍物，一个红外传感的方向面向机架内侧的爬行机构，用于感知爬行机构中的前驱动杆和后驱动杆转动的角度位置。 |
