一种基于高效储能及快速反冲的小型水面跳跃机器人及跳跃方法技术

技术编号:43340376 阅读:18 留言:0更新日期:2024-11-15 20:35
本发明专利技术提供一种基于高效储能及快速反冲的小型水面跳跃机器人及跳跃方法,属于移动机器人领域。为了解决现有水面跳跃机器人在携带工作所必需的荷载时,由于其驱动机构驱动效率较低,会降低机器人跳跃性能问题。包括水面支撑系统、传动系统、储能系统和驱动系统,采用泡沫支撑腿作为水面支撑系统使机器人稳定漂浮在水面上,驱动系统对称分布在机器人左右两侧,驱动系统为可实现扭矩反转的基于双四连杆闩锁机构,具有快速反冲和功率放大的能力,传动系统安装在驱动系统的之上,传动系统为丝杠滑块模组,带动储能系统对碳纤维片和乳胶条进行储能,提供跳跃所需的能量,利用SMA弹簧作为驱动系统的触发装置,可实现快速释放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动机器人,具体而言,涉及一种基于高效储能及快速反冲的小型水面跳跃机器人及跳跃方法


技术介绍

1、水面跳跃机器人具有在水面上快速移动、跨越障碍、执行任务的能力,可以应用于环境监测、搜救任务、军事侦察等多个领域。在现代机器人技术的迅速发展中,水面跳跃机器人因其独特的运动方式和广泛的应用前景逐渐引起研究者的关注。在刚性地面跳跃的机器人,理论上可以将地面反作用力的冲量完全转化为跳跃的动量,增大其致动力以及反作用力作用时间可以有效增加其跳跃高度和距离。但此原理不适用于水面跳跃,由于水面的流动性、水花飞溅导致能量耗散,以及机器人离开水面的拖拽阻力等原因,使水面跳跃机器人不能高效利用水的反作用力,能量利用率大大降低,影响跳跃性能。同时水面跳跃机器人的质量也是影响机器人冲量的重要因素,根据动量定理,在冲量值固定不变的情况下,机器人跳跃速度随质量的增加迅速减小,但是机器人面向应用所承载的电池,传感器等设备必然带来质量的增加,其无疑会大大减小机器人的跳跃性能,影响实际应用。

2、现有专利如一种高储能水面跳跃机器人及跳跃方法(申请号:cn20231本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于高效储能及快速反冲的小型水面跳跃机器人,其特征在于:包括水面支撑系统(1)、传动系统(2)、储能系统(3)和驱动系统(4),所述水面支撑系统(1)上方铰接有驱动系统(4),所述驱动系统(4)上设有储能系统(3)和传动系统(2),

2.根据权利要求1所述的一种基于高效储能及快速反冲的小型水面跳跃机器人,其特征在于:所述水面支撑系统(1)包括球形泡沫腿(5)、支撑碳片(6)、支撑底架(7)、支撑腿座(8)和矩形泡沫腿(9),所述支撑底架(7)为日字状的矩形框架,支撑底架(7)的内部设有交叉状的加强筋和T字形的加强筋,所述T字形的加强筋中的竖直状的加强筋上均布有若干个调...

【技术特征摘要】

1.一种基于高效储能及快速反冲的小型水面跳跃机器人,其特征在于:包括水面支撑系统(1)、传动系统(2)、储能系统(3)和驱动系统(4),所述水面支撑系统(1)上方铰接有驱动系统(4),所述驱动系统(4)上设有储能系统(3)和传动系统(2),

2.根据权利要求1所述的一种基于高效储能及快速反冲的小型水面跳跃机器人,其特征在于:所述水面支撑系统(1)包括球形泡沫腿(5)、支撑碳片(6)、支撑底架(7)、支撑腿座(8)和矩形泡沫腿(9),所述支撑底架(7)为日字状的矩形框架,支撑底架(7)的内部设有交叉状的加强筋和t字形的加强筋,所述t字形的加强筋中的竖直状的加强筋上均布有若干个调整孔,所述支撑底架(7)的交叉状加强筋远离t字形加强筋的一侧侧边上设有铰接孔,所述铰接孔和调整孔用于支撑和调整驱动系统(4),所述支撑底架(7)一侧的两个角处分别依次通过支撑碳片(6)和支撑腿座(8)与相应的球形泡沫腿(5)连接,支撑底架(7)的另一侧两个角处均依次通过支撑碳片(6)和支撑腿座(8)与一个矩形泡沫腿(9)连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于高效储能及快速反冲的小型水面跳跃机器人,其特征在于:所述储能系统(3)包括储能碳片(12)、乳胶(13)、碳纤维片座(11)和储能连接座(14),所述储能碳片(12)为两根且对称布置,每根储能碳片(12)两端分别插入两侧的碳纤维片座(11)中,所述碳纤维片座(11)与板状结构的储能连接座(14)铰接,所述储能连接座(14)上设有铰接孔且通过铰接孔与驱动系统(4)连接,两根乳胶(13)对称且交叉布置在两个储能碳片(12)的中部,每根乳胶(13)的两侧端部分别与两根储能碳片(12)固定。

4.根据权利要求3所述的一种基于高效储能及快速反冲的小型水面跳跃机器人,其特征在于:所述驱动系统(4)包括sma弹簧(15)、齿轮一(16)、齿轮二(17)、导轮架(18)、导轮(19)、连杆底架(20)、前压杆座(21)、碳纤维轴(22)、挡板(24)、压杆(25)、连杆一(23)、连杆三(26)、连杆二(27)、调角支架(28)、后压杆座...

【专利技术属性】
技术研发人员:闫继宏夏颖军张欣
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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