随着高性能机械的应用逐渐广泛,复杂的工作环境提出了复杂运动的要求,而生物在长期进化过程中形成了许多高效的结构,因此本小组制作出一种基于青蛙跳跃的跳跃机械,实现轻量化、小型化和低供能下的高性能跳跃,为高性能跳跃的机械设计提供解决思路。
基于不同的传动机构,本小组设计出凸轮和齿轮两种青蛙模型,二者均以非对称弹簧+四连杆机构作为储能机构,凸轮方案使用摆动从动件驱动蛙腿,在蛙腿上添加销钉,模拟尖底从动件,利用减速电机驱动涡轮蜗杆,配合绕线器,与凸轮外缘连接,利用凯夫拉线牵引凸轮,凸轮机构带动腿部四连杆上的曲底从动件,完成腿部压缩和释放;齿轮方案利用不完全齿轮传动间歇性的特点,设计了由不完全齿轮和完全齿轮组成的间歇运动机构,通过不完全齿轮有齿部分与完全齿轮啮合和脱离的状态变化完成跳跃动作,实现多周期跳跃。
经过测试,两种方案均完成了跳跃目标,齿轮机构跳跃距离0.4m,凸轮机构跳跃距离达到1.2m,我们同时为凸轮机构设计了一个电路开发板用于测试加速度和电流电压参数,不断优化迭代。