【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种仿生青蛙弹跳装置，涉及机械仿生领域。
技术介绍
1、目前，连续跳跃仿生机器人的研究较少且处于起步阶段，随着机器人应用范围日益广阔，人们希望机器人有一定的越障能力，能够在典型复杂的环境中工作，包括野外勘探、抢险救援、星球探索等。采用跳跃模式运动的机器人越障能力强，有较强的地形适应能力，可以满足相应需求。它的主要研究方法是以青蛙、袋鼠、蝗虫、水黾等动物的运动机理为基础，在此基础上进行机构设计，实现连续跳跃的功能。
2、在机械生物仿生中，经常会需要弹跳机构来实现跳跃，一般会使用弹簧来通过压缩然后突然释放来实现跳跃，但这样需要电机来进行驱动从而实现对弹簧的压缩，压缩过程中首先耗能相较于本装置耗能较大，同时弹簧的压缩过程也需要耗时，也就是说不能立即触发，并且不能连续触发实现连跳。
技术实现思路
1、本专利技术针对上述
技术介绍
中的缺陷，提供一种仿生青蛙弹跳装置，结构简单、稳定性好、可以实现立即触发，节能省时，能够连跳的弹跳。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种仿生青蛙弹跳装置，包括：机体模块、驱动模块、弹跳模块，所述机体模块包括：主体和滑轨，所述主体上连接滑轨，所述滑轨上设置驱动模块，所述主体为仿生躯干主体，用于固定安装所述驱动模块和弹跳模块，所述弹跳模块对称安装于所述主体的左右两侧；
3、所述驱动模块包括：动力源和传动模块，所述动力源用于为传动模块提供动力；所述传动模块包括：定点磁铁和活动磁铁，所述定点磁铁连接在滑轨
4、进一步的，所述仿生躯干主体倾斜25~40°设计。
5、进一步的，所述弹跳模块包括：第一后腿链接，异轴链接，后腿驱动大腿，后腿驱动脚掌，连接杆、支点大轮和支点小轮；
6、异轴链接的一侧相互同轴心嵌套第一后腿链接的一端，再与支点小轮形成转动副；第一后腿链接的另一端套接连接杆，连接杆连接主体的后端；
7、异轴链接的另一侧同轴心连接后腿驱动大腿形成转动副，再与支点大轮同轴心配合形成转动副；所述后腿驱动大腿下端嵌套连接后腿驱动脚掌，后腿驱动大腿上端设置滑槽，与支架两侧滑动连接，形成移动副；
8、工作时，所述支点大轮和支点小轮的底部相切于地面，共同起到支撑主体的支点作用，以及作为支点配合后腿驱动脚掌转动从而快速抬起主体的作用。
9、进一步的，所述主体的前侧连接前肢，所述前肢呈折弯型设计，前肢的下端转动连接支点小轮，工作时，前肢的支点小轮与弹跳模块的支点小轮的底部相切于地面，其起到支撑主体的支点作用。
10、进一步的，所述动力源包括：电池电源、集成电路板和升压模块，所述电池电源设置在主体上的电池槽内，所述集成电路板和升压模块分别连接在主体上；通过电池电源提供电能，经过集成电路板上和升压模块提升电压，给定点磁铁通电，定点磁铁采用电磁铁，当定点磁铁因电压输入具有磁性后，可主动吸附下方的活动磁铁（据选择情况不同，活动磁铁既可以是永磁体，也可以是电磁铁），从而实现相对移动靠近，但是上方的定点磁铁因受限位圈和滑轨的限制作用，下方的活动磁体实现直线运动的距离，活动磁铁上的支架实现同样的运动；
11、调整电压所获得的不同电磁吸力，可以调整转化为后腿驱动大腿上端的作用力，然后，通过测量后腿驱动大腿距离支点大轮圆心距离可以计算出脚掌的转矩，从而近似得出装置受地面的反作用力，得出初始加速度，便于之后的计算。
12、进一步的，所述定点磁铁和活动磁铁之间设置限位圈，用于限制活动磁铁的移动距离。
13、进一步的，所述滑轨底部呈半圆形设计，滑轨的一端顶部设置半圆形套架，所述定点磁铁和活动磁铁呈圆柱型设计，所述定点磁铁设置于半圆形套架内，所述活动磁铁套接于支架内，支架的两侧对称连接弹跳模块。
14、进一步的，所述支架包括：弧形壳、挡壳、过渡件和圆柱件，所述弧形壳套接于活动磁铁外部，挡壳与弧形壳连接，且其连接于活动磁铁的上端面，所述弧形壳的两侧分别连接过渡件的一端，过渡件呈l型设计，过渡件的另一端连接圆柱件，圆柱件滑动连接于滑槽中。
15、本专利技术通过支架的圆柱件与后腿驱动大腿的滑槽形成滑槽配合，并且由于活动磁铁往复直线运动，从而带动后腿驱动大腿实现绕支点大轮的圆心的往复转动，后腿驱动大腿的转动带动后腿驱动脚掌的往复转动，从而使其持续的对地面施加力的作用，地面在受压情况下持续给予整个机构反作用力，从而实现仿生青蛙的弹跳。
16、有益效果：本专利技术通过定点磁铁移动副向后腿驱动转动副转化产生转角和力矩使仿生青蛙弹跳的机构，简化运动传递过程，提升能量利用效率，便于计算运动行程，控制方便；本专利技术小型和轻量化以及连续运动的特点，可以用于地表侦查，土质检测，应用于农业，军事等领域。
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1.一种仿生青蛙弹跳装置，其特征在于，包括：驱动模块、弹跳模块（3）和机体模块（5），所述机体模块包括：主体（5-1）和滑轨（5-2），所述主体（5-1）上连接滑轨（5-2），所述滑轨（5-2）上设置驱动模块，所述主体（5-1）为仿生躯干主体，用于固定安装所述驱动模块和弹跳模块（3），所述弹跳模块（3）对称安装于所述主体（5-1）的左右两侧，所述驱动模块包括：动力源和传动模块（2），所述动力源用于为传动模块（2）提供动力；所述传动模块（2）包括：定点磁铁（2-1）和活动磁铁（2-11），所述定点磁铁（2-1）连接在滑轨（5-2）的一端，所述活动磁铁（2-11）滑动连接在滑轨（5-2）的另一端，且定点磁铁（2-1）和活动磁铁（2-11）之间预留滑动间隙，所述活动磁铁（2-1）两侧通过支架（2-2）连接用于驱动机体模块（1）起跳的弹跳模块（3）。
2.根据权利要求1所述仿生青蛙弹跳装置，其特征在于，所述弹跳模块（3）包括：第一后腿链接（3-1），异轴链接（3-2），后腿驱动大腿（3-3），后腿驱动脚掌（3-4），连接杆（3-5）、支点大轮（3-6）和支点小轮（3-7）；异
3.根据权利要求2所述仿生青蛙弹跳装置，其特征在于，所述主体（5-1）的前侧连接前肢（4），所述前肢（4）呈折弯型设计，前肢（4）的下端转动连接支点小轮（3-7），工作时，前肢（4）的支点小轮（3-7）与弹跳模块的支点小轮（3-7）的底部相切于地面。
4.根据权利要求1所述仿生青蛙弹跳装置，其特征在于，所述动力源包括：电池电源、集成电路板（1-1）和升压模块，所述电池电源设置在主体（5-1）上的电池槽（5-3）内，所述集成电路板（1-1）和升压模块分别连接在主体（5-1）上；通过电池电源提供电能，经过集成电路板（1-1）上和升压模块提升电压，给定点磁铁（2-1）通电。
5.根据权利要求1所述仿生青蛙弹跳装置，其特征在于，所述定点磁铁（2-1）和活动磁铁（2-11）之间设置限位圈（2-3），用于限制活动磁铁（2-11）的移动距离。
6.根据权利要求1所述仿生青蛙弹跳装置，其特征在于，所述滑轨（5-2）底部呈半圆形设计，滑轨（5-2）的一端顶部设置半圆形套架，所述定点磁铁（2-1）和活动磁铁（2-11）呈圆柱型设计，所述定点磁铁（2-1）设置于半圆形套架内，所述活动磁铁（2-11）套接于支架(2-2)内，支架(2-2)的两侧对称连接弹跳模块（3）。
7.根据权利要求2所述仿生青蛙弹跳装置，其特征在于，所述支架(2-2)包括：弧形壳（2-21）、挡壳（2-22）、过渡件（2-23）和圆柱件（2-24），所述弧形壳（2-21）套接于活动磁铁（2-11）外部，挡壳（2-22）与弧形壳（2-21）连接，且其连接于活动磁铁（2-11）的上端面，所述弧形壳（2-21）的两侧分别连接过渡件（2-23）的一端，过渡件（2-23）呈L型设计，过渡件（2-23）的另一端连接圆柱件（2-24），圆柱件（2-24）滑动连接于滑槽中。
8.根据权利要求1所述仿生青蛙弹跳装置，其特征在于，所述仿生躯干主体倾斜25~40°设计。
...【技术特征摘要】
1.一种仿生青蛙弹跳装置，其特征在于，包括：驱动模块、弹跳模块（3）和机体模块（5），所述机体模块包括：主体（5-1）和滑轨（5-2），所述主体（5-1）上连接滑轨（5-2），所述滑轨（5-2）上设置驱动模块，所述主体（5-1）为仿生躯干主体，用于固定安装所述驱动模块和弹跳模块（3），所述弹跳模块（3）对称安装于所述主体（5-1）的左右两侧，所述驱动模块包括：动力源和传动模块（2），所述动力源用于为传动模块（2）提供动力；所述传动模块（2）包括：定点磁铁（2-1）和活动磁铁（2-11），所述定点磁铁（2-1）连接在滑轨（5-2）的一端，所述活动磁铁（2-11）滑动连接在滑轨（5-2）的另一端，且定点磁铁（2-1）和活动磁铁（2-11）之间预留滑动间隙，所述活动磁铁（2-1）两侧通过支架（2-2）连接用于驱动机体模块（1）起跳的弹跳模块（3）。
2.根据权利要求1所述仿生青蛙弹跳装置，其特征在于，所述弹跳模块（3）包括：第一后腿链接（3-1），异轴链接（3-2），后腿驱动大腿（3-3），后腿驱动脚掌（3-4），连接杆（3-5）、支点大轮（3-6）和支点小轮（3-7）；异轴链接（3-2）的一侧相互同轴心嵌套第一后腿链接（3-1）的一端，再与支点小轮（3-7）形成转动副；第一后腿链接（3-1）的另一端套接连接杆（3-5），连接杆（3-5）连接主体（5-1）的后端；异轴链接（3-2）的另一侧同轴心连接后腿驱动大腿（3-3）形成转动副，再与支点大轮（3-6）同轴心配合形成转动副；所述后腿驱动大腿（3-3）下端嵌套连接后腿驱动脚掌（3-4），后腿驱动大腿（3-3）上端设置滑槽，与支架（2-2）两侧滑动连接，形成移动副；工作时，所述支点大轮（3-6）和支点小轮（3-7）的底部相切于地面。
3.根据权利要求2所述仿生青蛙弹跳装置，其特征在于，所述主体（5-1）的前侧连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐骏诚，黄柯谕，李佳运，王钊，樊成，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：
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