CN215043245U - 一种仿蟋蟀机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种仿蟋蟀机器人，包括本体和腿；腿至少包含用于支撑该本体并依次配置的前腿、中间腿和后腿，且前腿和后腿朝外倾斜设置，中间腿朝下设置并能够与前腿和后腿组合形成多点支撑；该仿蟋蟀机器人还包括一用于驱动后腿弹力起跳的驱动件；后腿配置成能够在驱动件的驱使下进行弹力蓄能的连杆结构，该连杆结构在驱动件撤销驱使作用后以释放弹力并转化为后腿的跳跃力。与驱动件相联动的后腿被配置成连杆结构，其能够在驱动件的驱使下进行弹性蓄能，并在驱动件撤销驱动作用后，来释放出弹力并转化为后腿的跳跃力，进而以简单的连杆结构来将其弹力转化为带动后腿弹力起跳的跳跃力，方便且实用、结构简单，具有显著的功能和效果。

Description

一种仿蟋蟀机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种仿蟋蟀机器人。

背景技术

昆虫机器人就是模仿自然界中生物的外部形状、运动原理和行为方式的系统，能从事生物特点工作的机器人，具有运动灵活性高、环境适应性强等特点。

目前，仿生昆虫机器人的腿部动作，基本上可分为抬腿和迈腿两个部分，对于采用电机驱动的机器人而言，从机械结构上将旋转运动转化为摆和直线运动。同时，由于腿的运动频率较低，而且腿部的联动也会使体积和尺寸庞大，整体结构会变得复杂化。尤其是，现在对于仿蟋蟀机器人的研究还相对较少，国外也才进入初步阶段。随着机器人技术的发展，机器人已经被广泛使用在复杂的环境当中，这些机器人需要具备对于地形变化的应变能力和越过障碍物的能力，这些显得尤为重要。

需要提到的是，公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种仿蟋蟀机器人，以解决上述问题。

本实用新型采用了如下方案：

本申请提供了一种仿蟋蟀机器人，包括本体和腿；所述腿至少包含用于支撑该本体并依次配置的前腿、中间腿和后腿，且所述前腿和后腿朝外倾斜设置，所述中间腿朝下设置并能够与前腿和后腿组合形成多点支撑；该仿蟋蟀机器人还包括一用于驱动后腿弹力起跳的驱动件；所述后腿配置成能够在驱动件的驱使下进行弹力蓄能的连杆结构，该连杆结构在驱动件撤销驱使作用后以释放弹力并转化为后腿的跳跃力。

作为进一步改进，所述连杆结构包含相互呈一弯折角度的上腿和下腿，且所述下腿为铰接配置在上腿端部的从动杆，所述从动杆在远离其铰接端一侧弹力配置有一足部；其中，所述上腿和从动杆之间连接有主动杆和连杆；所述主动杆与驱动件相联动并铰接配置在上腿中，以沿其铰接端受力转动；所述主动杆与从动杆之间通过所述连杆相联动，且所述连杆在与从动杆的衔接处设有一扭力弹簧。

作为进一步改进，所述连杆其一端铰接在主动杆的端部，其另一端铰接在从动杆的中间段，且所述扭力弹簧配置在连杆与从动杆的铰接位置，并能够在自如状态时提供扭转摆动。

作为进一步改进，所述足部和从动杆之间弹力抵配有一压缩弹簧。

作为进一步改进，所述中间腿配置有一缓冲件，所述缓冲件弹力套设在其腿本体中，以提供减震式的弹力支撑。

作为进一步改进，所述驱动件包含一电机，所述电机的输出轴与主动杆之间以齿轮啮合的方式相传动。

作为进一步改进，所述电机的输出轴与前腿和中间腿相联动，用以驱使各腿部沿其关节处活动。

作为进一步改进，所述本体包含头部、前躯干和后躯干；其中，所述前腿对应配置在前躯干，所述后腿对应配置在后躯干，以及，所述中间腿对应配置在前躯干和后躯干的衔接处。

作为进一步改进，各个腿部以活动关节的形式铰接设置在对应躯干位置，且每一腿部到其足部之间至少设有一活动关节。

根据下文对示例性实施例的描述(参考随附附图)，本实用新型的其它特征将变得显而易见。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例的仿蟋蟀机器人的结构示意图；

图2是图1中在另一视角下的结构示意图；

图3是图2中I处的局部放大示意图，其中，箭头表示主动杆的转动方向；

图4是本实用新型实施例的仿蟋蟀机器人在其他视角下的结构示意图。

图标：1-本体；11-头部；12-前躯干；13-后躯干；2-前腿；3-中间腿；4-后腿；41-上腿；42-下腿；43-主动杆；44-连杆；45-扭力弹簧；5-足部；6-压缩弹簧；7-缓冲件。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

结合图1至图4，本实施例提供了一种仿蟋蟀机器人，包括本体1和腿。其中，腿至少包含用于支撑该本体1并依次配置的前腿2、中间腿3和后腿4，且前腿2和后腿4朝外倾斜设置，中间腿3朝下设置并能够与前腿2和后腿4组合形成多点支撑。优选地，各个不同部位的腿结构均是配置成一对的，适应于蟋蟀等昆虫的仿形设计。该仿蟋蟀机器人还包括一用于驱动后腿4弹力起跳的驱动件。后腿4配置成能够在驱动件的驱使下进行弹力蓄能的连杆结构，该连杆结构在驱动件撤销驱使作用后以释放弹力并转化为后腿4的跳跃力。

上述实施例中，提供了能走能跳的仿蟋蟀机器人，其通过驱动件带动后腿4弹力起跳，来实现昆虫机器人的跳跃活动。其中，前腿2、中间腿3以及后腿4之间相对独立的朝向设置，以确保对机器人本体1的平稳支撑，且至少是六点式的有效支撑。尤其的，与驱动件相联动的后腿4被配置成连杆结构，其能够在驱动件的驱使下进行弹性蓄能，并在驱动件撤销驱动作用后，来释放出弹力并转化为后腿4的跳跃力，进而以简单的连杆结构来将其弹力转化为带动后腿4弹力起跳的跳跃力，方便且实用、结构简单，具有显著的功能和效果。

如图2和图3所示，具体地，连杆结构包含相互呈一弯折角度的上腿41和下腿42，且下腿42为铰接配置在上腿41端部的从动杆，从动杆在远离其铰接端一侧弹力配置有一足部5。其中，上腿41和从动杆之间连接有主动杆43和连杆44。主动杆43与驱动件相联动并铰接配置在上腿41中，以沿其铰接端受力转动。主动杆43与从动杆之间通过连杆44相联动，且连杆44在与从动杆的衔接处设有一扭力弹簧45。

上述连杆结构的工作原理是：主动杆43在驱动件的驱使下产生沿铰接点(位于上腿41一侧)向前摆动的力(如图3箭头方向)，此时在连杆44的作用下从动杆也随着主动杆43摆动而摆动。此时，从动杆和连杆44之间的角度在不断的增大，且主动件向前收缩，在这个过程中扭力弹簧45在不断的储存扭力，并且的，足部5也在不断地被弹力压缩，直至产生向上跳跃的动力。从而，后腿4的跳跃功能主要是扭转弹簧的弹力释放以及足部5受到弹力挤压复位释放后所实现的。

其中，连杆44其一端铰接在主动杆43的端部，其另一端铰接在从动杆的中间段，且扭力弹簧45配置在连杆44与从动杆的铰接位置，并能够在自如状态时提供扭转摆动。具体地，部分上腿41、部分从动杆、以及主动杆43和连杆44构成了四连杆机构，以此来进行动力臂的传递。另外，扭力弹簧45的其中一扭力臂配置在连杆44上，其中另一扭力臂弹力抵接在从动杆上，使得主动杆43和连杆44在驱动件撤销驱动后，通过扭力臂来释放先前的蓄能，并通过连杆、动力臂来将释放的动力传递至上腿41，从而配合足部5的弹力复位，使整个后腿4进行跳跃活动。

特别的，足部5和从动杆之间弹力抵配有一压缩弹簧6。该压缩弹簧6起到在从动杆和连杆44发生摆动时，以沿从动杆的杆体方向对压缩弹簧6进行按压来蓄力，为后腿4起跳提供弹性动力。

如图2所示，中间腿3配置有一缓冲件7，缓冲件7弹力套设在其腿本体中，以提供减震式的弹力支撑。其中，中间腿3的底部配置有对应的足部5，且缓冲件7弹力套接在该足部5和中间腿3的之间，并通过芯轴进行缓冲件7的导向适配。

在另一实施例中，该缓冲件7配置成压缩弹簧6。作为优选的一实施方式中，前腿2对应设有缓冲件7(如图4所示)。且缓冲件7具体是配置在足部5和腿本体之间的关节位置。该关节位置为活动铰接式的连接配合。

另外的，具体地，驱动件包含一电机，电机的输出轴与主动杆43之间以齿轮啮合的方式相传动。以及，电机的输出轴与前腿2和中间腿3相联动，用以驱使各腿部沿其关节处活动。其中，电机输出轴与各腿部之间的联动方式，均为现有技术，因此不再赘述。且上述中的齿轮啮合方式，亦可以是替换为斜齿轮或蜗轮蜗杆的传动方式，在此不做限制。从而，驱动件通过动力传递以改变腿部的角度和前后移动，实现正常的行走。

如图2和图4所示，本体1包含头部11、前躯干12和后躯干13。其中，前腿2对应配置在前躯干12，后腿4对应配置在后躯干13，以及，中间腿3对应配置在前躯干12和后躯干13的衔接处。这样的布设方式，利于腿在本体1上的支撑适配，以提升机器人的稳定性。较佳地，各个腿部以活动关节的形式铰接设置在对应躯干位置，且每一腿部到其足部5之间至少设有一活动关节。该活动关节即为上述中所提及的关节位置，将腿结构配置有多个关节以利于其灵活移动、跳跃控制等，效果尤为显著。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种仿蟋蟀机器人，包括本体和腿；所述腿至少包含用于支撑该本体并依次配置的前腿、中间腿和后腿，且所述前腿和后腿朝外倾斜设置，所述中间腿朝下设置并能够与前腿和后腿组合形成多点支撑；

其特征在于，

还包括一用于驱动后腿弹力起跳的驱动件；所述后腿配置成能够在驱动件的驱使下进行弹力蓄能的连杆结构，该连杆结构在驱动件撤销驱使作用后以释放弹力并转化为后腿的跳跃力。

2.根据权利要求1所述的仿蟋蟀机器人，其特征在于，所述连杆结构包含相互呈一弯折角度的上腿和下腿，且所述下腿为铰接配置在上腿端部的从动杆，所述从动杆在远离其铰接端一侧弹力配置有一足部；其中，

所述上腿和从动杆之间连接有主动杆和连杆；所述主动杆与驱动件相联动并铰接配置在上腿中，以沿其铰接端受力转动；所述主动杆与从动杆之间通过所述连杆相联动，且所述连杆在与从动杆的衔接处设有一扭力弹簧。

3.根据权利要求2所述的仿蟋蟀机器人，其特征在于，所述连杆其一端铰接在主动杆的端部，其另一端铰接在从动杆的中间段，且所述扭力弹簧配置在连杆与从动杆的铰接位置，并能够在自如状态时提供扭转摆动。

4.根据权利要求2所述的仿蟋蟀机器人，其特征在于，所述足部和从动杆之间弹力抵配有一压缩弹簧。

5.根据权利要求1所述的仿蟋蟀机器人，其特征在于，所述中间腿配置有一缓冲件，所述缓冲件弹力套设在其腿本体中，以提供减震式的弹力支撑。

6.根据权利要求2所述的仿蟋蟀机器人，其特征在于，所述驱动件包含一电机，所述电机的输出轴与主动杆之间以齿轮啮合的方式相传动。

7.根据权利要求6所述的仿蟋蟀机器人，其特征在于，所述电机的输出轴与前腿和中间腿相联动，用以驱使各腿部沿其关节处活动。

8.根据权利要求1所述的仿蟋蟀机器人，其特征在于，所述本体包含头部、前躯干和后躯干；其中，

所述前腿对应配置在前躯干，所述后腿对应配置在后躯干，以及，所述中间腿对应配置在前躯干和后躯干的衔接处。

9.根据权利要求8所述的仿蟋蟀机器人，其特征在于，各个腿部以活动关节的形式铰接设置在对应躯干位置，且每一腿部到其足部之间至少设有一活动关节。

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