該發(fā)明涉及一種機(jī)器人，具體的說是一種可行走及彈跳機(jī)器人，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

機(jī)器人是自動執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，它既可以接受人的控制，又可以運(yùn)行預(yù)先編制的程序，也有可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則行動，他的任務(wù)是協(xié)助或者取代人類的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或者危險的工作，機(jī)器人是高級的，整合控制論、機(jī)械電子、機(jī)算機(jī)、材料和仿生學(xué)的產(chǎn)物。目前在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)甚至軍事等領(lǐng)域中等均有重要的用途，其中越來越多的機(jī)器人用于軍事、醫(yī)學(xué)和工業(yè)。機(jī)器人代替人工完成工作，在一些搶險救援的現(xiàn)場，利用機(jī)器人可以提高工作的效率，保障救援人員的安全性。

移動機(jī)器人當(dāng)前應(yīng)用日益廣泛，而其面臨的環(huán)境也更加惡劣，諸如考古探測、星際探索、軍事偵察以及反恐活動等領(lǐng)域中都期望機(jī)器人代替人發(fā)揮作用。這些場合地勢復(fù)雜，存在各種障礙物，要求機(jī)器人具有很強(qiáng)的自主運(yùn)動能力。當(dāng)前機(jī)器人的主要運(yùn)動方式，如多輪驅(qū)動以及仿生爬行或步行方式在有障礙環(huán)境下滿足不了實際需要，而彈跳機(jī)構(gòu)動作控制簡單，可以越過數(shù)倍甚至數(shù)十倍與自身尺寸的障礙物，適合于多障礙物的環(huán)境，彈跳運(yùn)動可以充分利用這一點，完成高效的運(yùn)動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種可行走及彈跳機(jī)器人，首要解決的技術(shù)問題是在運(yùn)行空間狹窄、高度有限的復(fù)雜地形中，機(jī)器人行走不便，次要技術(shù)問題是在平地時彈跳不穩(wěn)定以及運(yùn)行速度太慢。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

行走及彈跳機(jī)器人，其特征在于，包括固定部分、行走及彈跳執(zhí)行部分、蓄能部分和彈跳觸發(fā)部分，

所述固定部分是用來安裝其他部件的支架，所述支架包括左部分、中部分和右部分，且結(jié)構(gòu)相同的左、右兩部分關(guān)于中間部分對稱設(shè)置，

所述左部分前半部兩側(cè)的側(cè)壁上設(shè)置第一圓孔、第二圓孔和滑槽，其中第一圓孔、第二圓孔和滑槽自上而下布置，所述滑槽自前向后方向設(shè)置，在前半部的內(nèi)腔中設(shè)置有與滑槽同方向設(shè)置的滑塊導(dǎo)軌，

中部分兩側(cè)與左、右部分的后半部進(jìn)行固定連接，在中部分和左、右部分之間形成一個安裝空間，

所述行走及彈跳執(zhí)行部分包括底板、第一拉桿、第二拉桿、第三拉桿和第一滑塊，其中，所述底板前端鉸接連接第一拉桿和第二拉桿，所述第二拉桿后端通過彈簧固定銷軸鉸接連接第三拉桿，所述第三拉桿的端部與支架進(jìn)行鉸接連接，所述第一拉桿具有一個向上折彎的折彎部，在第一拉桿的上端部分別通過活動連接的方式連接一個短桿，所述短桿穿過滑槽后連接第一滑塊，所述第一滑塊中具有一個圓孔，通過直線滑動的方式安裝在滑塊導(dǎo)軌上；

在彈簧固定銷軸和第一拉桿的折彎部之間設(shè)置一彈簧；且：

當(dāng)，第一滑塊處于滑塊導(dǎo)軌前端時，彈簧處拉伸狀態(tài)，且第二拉桿和底板處于重合狀態(tài)；

當(dāng)，第一滑塊處于滑塊導(dǎo)軌后端時，彈簧處于自然收縮狀態(tài)，第二拉桿和底板分離；

在底板的內(nèi)部固定一個驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)的動力輸出軸水平向外設(shè)置，且在動力輸出軸上固定一個車輪；

所述蓄能部分包括蓄電池、電機(jī)、分速器、錐齒輪組和連桿滑塊組件，電機(jī)通過分速器、錐齒輪組將動力輸出至左、右兩部分上的連桿滑塊組件上，所述連桿滑塊組件結(jié)構(gòu)相同且關(guān)于支架中心對稱設(shè)置，所述連桿滑塊組件包括第一連桿、第二連桿、第三連桿和第二滑塊，所述第一連桿一端與錐齒輪組輸出軸活動連接，另一端與所述第二連桿鉸接，所述第三連桿為L型桿件，兩端分別與第二連桿和第二滑塊連接；

所述彈跳觸發(fā)部分包括動力傳遞桿件組、觸發(fā)塊、阻件和舵機(jī)，所述舵機(jī)的動力輸出軸連接所述動力傳遞桿件組，在所述動力傳遞桿件組上設(shè)置有所述觸發(fā)塊，在觸發(fā)塊的上設(shè)有阻擋阻件的三角形塊，所述阻件與所述第二圓孔活動連接。

進(jìn)一步地，所述動力傳遞桿件組由第一桿件、第二桿件和第三桿件組成，所述第一桿件和第二桿件結(jié)構(gòu)相同，且在桿件的兩端分別設(shè)置有圓孔，所述第一桿件一端的圓孔與舵機(jī)的輸出軸連接，另一端與第二桿件的圓孔通過銷連接，所述第二桿件的另一端通過銷與第三桿件連接，所述第三桿件為一長方形長桿，在第三桿件朝向支架的一面上設(shè)置多個有垂直的圓柱結(jié)構(gòu)，圓柱結(jié)構(gòu)用來與觸發(fā)塊連接。

進(jìn)一步地，在觸發(fā)塊上設(shè)置有兩個圓孔，其中一個圓孔用來與第三桿件上的圓柱結(jié)構(gòu)連接，另一個圓孔通過銷活動鏈接在支架上的第一圓孔上，并通過第三桿件帶動。

進(jìn)一步地，所述阻件由中間的圓環(huán)部和分別與圓環(huán)部相切的阻擋部和觸發(fā)部組成，且阻擋部的長方形塊結(jié)構(gòu)要長于觸發(fā)部的長方形塊結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，在支架上設(shè)置鏤空。

進(jìn)一步地，在底板的后端固定一個牛眼萬向輪，朝向底面設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述第一圓孔和第二圓孔為多個，且沿滑槽長度方向設(shè)置。在所述安裝空間外側(cè)覆蓋外殼。

進(jìn)一步地，所述左部分后半部外側(cè)壁上設(shè)置有舵機(jī)動力軸的輸出口，在后半部上壁和后壁上設(shè)置有動作避讓槽，以及在上壁上設(shè)置有容錐齒輪傳動軸輸出的第三圓孔。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明是一種可行走及彈跳機(jī)器人，既發(fā)揮了彈跳式行走的優(yōu)勢，也采用了輪式行走的方式，避免了彈跳機(jī)器人轉(zhuǎn)向不靈活的現(xiàn)象，同時也可在平地快速移動，對于機(jī)器人的躲藏起到做較好的作用，降低了彈跳機(jī)器人運(yùn)行環(huán)境的要求。本發(fā)明的可行走及彈跳機(jī)器人，實現(xiàn)間歇式的跳躍，只要電機(jī)和電能滿足，跳躍能力強(qiáng)，持續(xù)運(yùn)行時間久，對于運(yùn)行中能量轉(zhuǎn)換有一定的收集作用?？捎糜谲娛?、搶險救援、勘探等，因其獨特的運(yùn)動方式，也可用于玩具，激發(fā)孩子們對于機(jī)器人的興趣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明支架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的側(cè)視圖之一。

圖5為本發(fā)明連桿滑塊組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明滑塊連接處的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明動力傳遞桿件組的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明的側(cè)視圖之二。

圖9為圖8中I的局部放大圖。

圖10為圖9中滑塊被阻件阻擋時的示意圖。

圖11為圖10中滑塊被釋放時的示意圖。

圖12為本發(fā)明滑塊所能到達(dá)的位置與彈跳高度關(guān)系的柱狀圖。

圖中：100-支架，110-左部分，111-前壁，112-側(cè)壁，113-鏤空，113’-鏤空，113”-鏤空，114-第一圓孔，115-第二圓孔，116-滑槽，117-舵機(jī)動力軸輸出口，118-動作避讓槽，119-第三圓孔，1110-滑塊導(dǎo)軌，120-中部分，130-右部分，140-外殼，

210-底板，211-銷孔，212-牛眼萬向輪，220-第一拉桿，221-折彎部，222-短桿，230-第二拉桿，240-第三拉桿，250-第一滑塊，260-彈簧，270-車輪，280-驅(qū)動電機(jī)，

310-蓄電池，320-電機(jī)，330-錐齒輪組，340-連桿滑塊組件，341-第一連桿，342-第二連桿，343-第三連桿，344-第二滑塊，350-分速器，360-豎直桿，

410-動力傳遞桿件組，411-第一桿件，412-第二桿件，413-第三桿件，420-觸發(fā)塊，430-阻件，431-阻擋部，432-圓環(huán)部，433-觸發(fā)部，440-舵機(jī)。

具體實施方式

本發(fā)明是一種可行走及彈跳機(jī)器人，具有適應(yīng)性強(qiáng)、跳躍能力強(qiáng)、持續(xù)運(yùn)行時間久以及應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點。

如圖1-圖12，本發(fā)明的一種可行走及彈跳機(jī)器人，包括固定部分、行走及彈跳執(zhí)行部分、蓄能部分和彈跳觸發(fā)部分。

所述固定部分包括支架100和外殼140，是用來安裝其他功能部件的，作為一個承載的載體，整體上看，支架100分為左部分110、中部分120和右部分130三部分，框架結(jié)構(gòu)，其中，左右兩部分關(guān)于中間部分對稱設(shè)置，且結(jié)構(gòu)相同，參考圖3。固定部分，為減輕機(jī)器人的整體自重，優(yōu)先采用鋁合金鈑金件、工程塑料件等輕質(zhì)材料制作。

左部分110，前半部為一個長方體狀，鏤空113，鏤空的存在可以在保證強(qiáng)度的前提下減輕自重，前半部是由前壁111和兩側(cè)的側(cè)壁112組成的，其中兩側(cè)的側(cè)壁相對設(shè)置，在兩側(cè)的側(cè)壁上分別設(shè)置有成對設(shè)置的第一圓孔114、第二圓孔115和滑槽116，其中第一圓孔114、第二圓孔115和滑槽116自上而下布置，第一圓孔114和第二圓孔115為系列孔，多個，沿滑槽116長度方向設(shè)置?；?16自前向后方向設(shè)置。第一圓孔114用來安裝觸發(fā)塊420，第二圓孔115用來安裝阻件430，滑槽116用來安裝短桿222。在前半部的內(nèi)腔中設(shè)置有一個和滑槽同方向設(shè)置的滑塊導(dǎo)軌1110，滑塊導(dǎo)軌1110在內(nèi)腔中居中設(shè)置，用來和第一滑塊250配合并提供導(dǎo)向作用。

左部分110，后半部為一個長方體狀，鏤空113’，鏤空的存在可以在保證強(qiáng)度的前提下減輕自重。后半部是由六個面組成的框架結(jié)構(gòu)，在后半部的外側(cè)壁上設(shè)置有一個舵機(jī)動力軸的輸出口117，在上壁和后壁上設(shè)置有第三連桿343的動作避讓槽118，以及在上壁上設(shè)置有容錐齒輪傳動軸輸出的第三圓孔119。

中部分120是由一個水平板和一個豎直板組成的L形框架結(jié)構(gòu)，鏤空113”，鏤空的存在可以在保證強(qiáng)度的前提下減輕自重。中部分的左右兩側(cè)與左、右部分的后半部進(jìn)行焊接、或者其它方式的固定連接，形成一體，在中部分和左、右部分之間形成一個安裝電機(jī)、蓄電池、舵機(jī)等部件的空間，通過在外側(cè)覆蓋外殼140，對其中的電機(jī)、蓄電池、舵機(jī)等部件進(jìn)行封裝，形成安裝部。

所述行走及彈跳執(zhí)行部分具有行走與彈跳的雙重功能?？梢詧?zhí)行行走動作和彈跳動作。

所述底板210為長板，在底板的前端設(shè)置有兩個銷孔211，通過圓銷分別鉸接的連接第一拉桿220和第二拉桿230，其中第二拉桿230后側(cè)通過彈簧固定銷軸鉸接連接第三拉桿240，第三拉桿240的另一端與支架的左部分或者右部分進(jìn)行鉸接連接。第一拉桿220具有一個向上折彎的折彎部221，在第一拉桿220的上端部分別通過活動連接的方式連接一個短桿222，其中，兩個短桿222對稱設(shè)置，分別穿過滑槽116，之后固定在一個第一滑塊250上。第一滑塊250中具有一個圓孔，通過直線滑動的方式安裝在滑塊導(dǎo)軌1110上。

在彈簧固定銷軸和第一拉桿的折彎部之間設(shè)置一彈簧260。彈簧的作用在于：

當(dāng)，第一滑塊250處于滑塊導(dǎo)軌1110前端時，彈簧260處拉伸狀態(tài)，且第二拉桿230和底板210處于重合狀態(tài)，參考圖4；

當(dāng)，第一滑塊250處于滑塊導(dǎo)軌1110后端時，彈簧260處于自然收縮狀態(tài)，第二拉桿230和底板210分離；

當(dāng)?shù)谝换瑝K250由滑塊導(dǎo)軌1110前端向后端快速滑動時，通過第一拉桿220、底板210、第二拉桿230和第三拉桿240的形變，完成跳躍動作，其中，由于第一、第二拉桿分別與底板鉸接，且在底板前端上配置有車輪270、驅(qū)動電機(jī)280等較重部件，所以在起跳過程中，起跳的作用點主要集中在底板前端，防止起跳過程中的傾覆。

在底板的后端固定一個牛眼萬向輪212，朝向底面設(shè)置,形成后支撐。

在底板的內(nèi)部靠近前端固定一個驅(qū)動電機(jī)280，驅(qū)動電機(jī)280的動力輸出軸水平向外設(shè)置，且在動力輸出軸上固定一個車輪270。

所述蓄能部分包括蓄電池310、電機(jī)320、分速器350、錐齒輪組330和連桿滑塊組件340。電機(jī)320通過分速器350、錐齒輪組330后將動力輸出至支架左、右兩部分的所述連桿滑塊組件340上，所述連桿滑塊組件340結(jié)構(gòu)相同且關(guān)于支架中心對稱設(shè)置，所以在此以作用在支架右部分中的連桿滑塊組件為例進(jìn)行詳細(xì)說明，另一部分則不做贅述。

所述蓄電池310、電機(jī)320和分速器350安裝在支架的中部分120上，通過聯(lián)軸器與輸出軸連接，用來提供動力。

所述錐齒輪組330為動力傳遞裝置，安裝在支架的內(nèi)部，錐齒輪組330中的水平放置的錐齒輪與分速器350的輸出軸連接，豎直放置的錐齒輪則連接一豎直桿360，錐齒輪的轉(zhuǎn)動則帶動豎直桿360的轉(zhuǎn)動，當(dāng)然，也可用其他的動力傳遞裝置。

所述連桿滑塊組件340是用連桿和滑塊來實現(xiàn)轉(zhuǎn)動和移動相互轉(zhuǎn)換的平面連桿組件，所述連桿滑塊組件包括第一連桿341、第二連桿342、第三連桿343和第二滑塊344，參考圖5。

所述第一連桿341水平放置，一端與豎直桿360活動連接，可做除第一連桿341與第二連桿342重合位置至左右各10°的角度外，其他角度的旋轉(zhuǎn)。

所述第二連桿342也為水平放置，比第一連桿341長10-20厘米，第二連桿342一端與第一連桿341的另一端鉸接，通過第一連桿341的轉(zhuǎn)動帶動第二連桿342運(yùn)動，第二連桿342的另一端與第三連桿343的一端鉸接。

所述第三連桿343為一段長桿和一段短桿通過焊接形成的L型桿件，短桿為豎直方向放置，與第二連桿342連接，長桿為水平方向放置，穿過支架的前半部，且平行于滑塊導(dǎo)軌1110，并與第二滑塊344固定連接。

所述第二滑塊344固定在第三連桿343上，由第三連桿343帶動，起到推動第一滑塊250的作用，利用第二滑塊344將第一滑塊250推至滑塊導(dǎo)軌1110的最前端，然后第三連桿343和第二滑塊344一起撤回，第一滑塊250則通過阻件430阻擋，停留在滑塊導(dǎo)軌1110最前端，完成蓄能。

所述彈跳觸發(fā)部分包括動力傳遞桿件組410、觸發(fā)塊420、阻件430和舵機(jī)440。

所述舵機(jī)440內(nèi)有電機(jī)、電路板和減速齒輪，通過減速齒輪進(jìn)行減速，然后將動力輸出，經(jīng)減速齒輪減速后輸出的速度小，可有效控制動力傳遞桿件組410。所述舵機(jī)的動力輸出軸向外放置，并與第一桿件411連接。

所述動力傳遞桿件組410是由第一桿件411、第二桿件412和第三桿件413組成，參考圖7，所述第一桿件411和第二桿件412結(jié)構(gòu)相同，且在桿件的兩端分別設(shè)置有圓孔，第一桿件411一端的圓孔與舵機(jī)的輸出軸連接，另一端與第二桿件412的圓孔通過銷連接，同樣，第二桿件412的另一端通過銷與第三桿件413連接。所述第三桿件413為一長方形長桿，在第三桿件413朝向支架的一面上設(shè)置多個有垂直的圓柱結(jié)構(gòu)，圓柱結(jié)構(gòu)用來與觸發(fā)塊420連接，且圓柱結(jié)構(gòu)的數(shù)量與觸發(fā)塊的數(shù)量對應(yīng)，并可隨第三桿件413一起運(yùn)動。

所述觸發(fā)塊420為一長方形塊，有多個，在觸發(fā)塊420上設(shè)置有兩個圓孔，其中一個圓孔用來與第三桿件413上的圓柱結(jié)構(gòu)連接，另一個圓孔通過銷活動鏈接在支架上的第一圓孔114上，并通過第三桿件413帶動。在觸發(fā)塊420的右下角有一突出的三角形塊，用來阻擋阻件430和觸發(fā)彈跳部分。

所述阻件430固定在支架的第二圓孔115中，其中阻件430由中間的圓環(huán)部432和分別與圓環(huán)部相切的阻擋部431和觸發(fā)部433組成，所述阻擋部431和觸發(fā)部433均為一長方形塊結(jié)構(gòu)，且阻擋部431的長方形塊結(jié)構(gòu)要長于觸發(fā)部433的長方形塊結(jié)構(gòu)，即阻擋部431的長方形塊結(jié)構(gòu)的自重要比觸發(fā)部433的長方形塊結(jié)構(gòu)的自重要重，因此在自然狀態(tài)下，由于受自重，阻擋部431與圓環(huán)部432相切且在圓環(huán)下方，觸發(fā)部433與圓環(huán)部432相切且在圓環(huán)上方。

所述阻件430是與觸發(fā)塊420配合使用的，用來阻擋第一滑塊250和釋放第一滑塊250的構(gòu)件，阻件的工作過程：

當(dāng)?shù)谝换瑝K250被第三連桿343和第二滑塊344推至滑塊導(dǎo)軌1110最前端時，彈簧260被拉伸，然后第三連桿343和第二滑塊344將撤回，第一滑塊250受到彈簧260的拉力也有要撤回的趨勢，此時固定在第一滑塊250上的短桿222將卡在阻件的阻擋部431處，即阻件430受第一滑塊250向后滑動的力量轉(zhuǎn)過一定角度，阻件的觸發(fā)部433卡在觸發(fā)塊420右下角突出的三角形塊上，此時阻件430不再轉(zhuǎn)動，第一滑塊250被阻件擋住，其他阻件仍處于自然狀態(tài)，參考圖10。

當(dāng)動力傳遞桿件組410受舵機(jī)440控制進(jìn)行運(yùn)動時，觸發(fā)塊420受第三桿件413的帶動將轉(zhuǎn)過一定角度，此時被卡住的阻件將不再受觸發(fā)塊的阻擋，其他的阻件也沒有阻擋作用，參考圖11，即第一滑塊250將快速滑至導(dǎo)軌1110的后端，在彈簧260的作用下，整個裝置會跳起，即完成彈跳工作。

設(shè)置多個阻件和觸發(fā)塊的作用：

在彈跳作業(yè)完成后，整個裝置落地，依靠機(jī)器人自重慣性，第一滑塊250會再次向滑塊導(dǎo)軌1110前端滑行，但若沒有外力的施加，第一滑塊將不會滑至滑塊導(dǎo)軌的最前端，在第一滑塊滑至前端與后端之間的某一位置時，都將會有阻件將其阻擋，完成蓄能工作；對應(yīng)的，也會有觸發(fā)塊使阻件的阻擋作用消失，觸發(fā)機(jī)器人的彈跳功能。

當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)動，通過輸出軸將動力送至錐齒輪組330，通過錐齒輪組330齒輪的嚙合

本發(fā)明的工作過程：

安有蓄電池310和電機(jī)320，通過電機(jī)320轉(zhuǎn)動，由聯(lián)軸器與輸出軸連接，將動力傳遞給錐齒輪組330，通過兩齒輪的嚙合，將水平方向軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為豎直方向軸的轉(zhuǎn)動，并將動力傳遞給連桿滑塊組件340。連桿滑塊組件340中的第一連桿341同豎直桿360一起轉(zhuǎn)動，通過鉸接的方式帶動第二連桿342，然后由第二連桿342帶動第三連桿343，使第三連桿343做直線運(yùn)動，第三連桿343與第二滑塊344固定連接，從而使第二滑塊344推動第一滑塊250沿滑塊導(dǎo)軌1110運(yùn)動至滑塊導(dǎo)軌1110的最前端，固定在第一滑塊250上的短桿222帶動第一拉桿220運(yùn)動，從而使彈簧260拉伸，此時撤回第三連桿343和第二滑塊344，因阻件430轉(zhuǎn)過一定角度并受觸發(fā)塊突出三角形塊的阻擋，阻止第一滑塊250撤回，即完成蓄能工作。

控制舵機(jī)440，可使第三桿件帶動觸發(fā)塊轉(zhuǎn)動，使阻件的阻擋作用消失，在彈簧260的作用下，整個裝置會跳起，當(dāng)再次落地時，可通過機(jī)器人的自重慣性及利用蓄能裝置，再次完成蓄能工作。

在平地時，控制行走部分的電機(jī)240會驅(qū)動車輪220轉(zhuǎn)動，當(dāng)控制兩個車輪的電機(jī)速度不同時，就會實現(xiàn)差速轉(zhuǎn)系，完成行走及轉(zhuǎn)向。

上面所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員對本發(fā)明的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)擴(kuò)如本發(fā)明權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。