而随着小型机器人的发展,避障成为一个绕不开的话题。对于地面上的凹陷和突起,尤其是较大的坑洞和障碍物,传统的机器人难以在不增加自身大小的情况下提高其避障能力,设计一种跳跃机器人,以跳跃的方式避开地面的障碍物成为了一种合适的解决方案。而自然界中,就存在着青蛙,跳蚤等许多体型很小但能跳很高,很远的生物,对它们的生理结构进行模仿,是设计一种高避障能力的小型机器人的不错方案。因此,本项目以仿生青蛙的方式,设计一种跳跃机器人。
本项目立足于机械创新大赛的仿生青蛙要求,在给定的尺寸、质量、供能条件下研究青蛙的跳跃机制,利用仿生学原理设计机器人的运动结构设计,制作一款具有一定的跳跃能力的仿青蛙跳跃机器人,相关设计可以用于其他中小型机器人,提高其避障能力以及对复杂环境的适应性。
目标功能如下:
(1)实现良好的弹跳功能。
(2)弹跳全程优秀的稳定性。
(3)在满足尺寸要求的基础上尽可能接近青蛙的外形。
小组依托机械创新大赛的相关规则,设计制造了一款仿生青蛙跳跃机器人。机器人设计依靠对比评估选择了最优传动方式,并经历多次校核与仿真,不断修正设计方案并最终完成了样机制作。
并实现了以下创新:
(1)通过齿轮齿条啮合来实现弹簧压缩,尽可能利用有限的机体长度。
(2)利用半齿轮来实现跳跃瞬间的爆发 。
(3)前足高度可自适应调整,获得不同的起跳角度并保证起跳稳定性。