机械工程学报

作者：陈子明, 卢杰, 邓朋, 郭玉, 李艳文

单位：1. 燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室 秦皇岛 066004;2. 燕山大学机械工程学院 秦皇岛 066004

关键词：弹尾虫,跳跃机器人,动力学,平衡轮,自复位；

基金：国家自然科学基金（51775474）和河北省重点研发计划（19221909D）资助项目。

针对弹尾虫的生物体结构与运动特性，复合轮式与跳跃运动设计了一种新型跳跃机器人。利用弹尾虫独特的跳跃运动机制设计了跳跃原理结构，并使用拉格朗日法完成跳跃原理结构着地起跳、腾空阶段动力学方程的构建与仿真，分析并验证了跳跃过程及跳跃原理的可行性。通过轮式结构的复合设计，使得机器人具备平衡轮式移动特性，展现跳跃原理结构的可移植性。搭建机器人控制系统，使用3D打印技术完成样机制作，最终设计机器人长15 cm、宽9.5 cm、高7.5 cm，整体重268.6 g。试验测试表明，机器人具备快速连续运动性能，1 s内完成能量蓄积与释放，0.5 s内实现姿态复位；具备多运动模式，可实现高20 cm、远15 cm的跳跃动作，同时可完成跳跃后的姿态复位，平衡轮式移动以及传统平衡小车难以实现的倒地后自主平衡复位。

来源：2020年第17期

《机械工程学报》期刊编辑部

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