目前的陆上运动机器人在爬行、步行方面的研究已经较为成熟,但步行、爬行机器人存在着自由度多、控制复杂、运动缓慢和难以避障等问题。与之相比,跳跃机器人可以越过数倍于自身尺寸的障碍物且能在复杂的地面运动,扩大其活动范围,弹跳运动的爆发性也有助于机器人躲避危险。因此,跳跃机器人在各个领域都有着广泛的应用前景,受到国内外的高度关注。我们将参考波士顿沙蚤机器人的原理,制造出能够完成平面移动和空间跳跃功能的跳跃机器人。
跳跃机器人的主要设计目标如下:
1.通过对弹跳机构的设计与计算,使跳跃机器人能够达到预定的跳跃高度,并且可通过改变跳跃角度来调整其跳跃曲线;
2.使跳跃机器人能够正常进行平面运动;
3.通过手柄蓝牙通讯实现控制系统的简单可靠;
4.选用合适的材料,以在保证跳跃机器人整体强度的前提下,尽可能减小其质量,提高跳跃上限;
5.优化结构设计,从而减少复杂零件的数量,降低跳跃机器人的零件加工成本;
6.通过质量分布的调整,确保跳跃机器人能够实现正面落地。
完成了跳跃机构与小车整体的3D建模,确定了各零件的选型、选材与加工方式;
完成了电动推杆的继电器控制电路,使其能够进行正反移动;
优化了原始方案,由压缩弹簧改为拉伸弹簧,确保了弹簧的轴向运动;
实现了蓝牙手柄与单片机的通讯,并完成了跳跃机器人全部操作的代码实现;
通过理论计算,确保了跳跃机器人能够达到预期跳跃高度;
通过solidworks应力分析,确保了跳跃机器人的强度。