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申请/专利权人：吉林大学

摘要：一种月面车轮脱困仿生腿式机构属工程仿生技术领域，本发明以跳鼠后肢为仿生要素，设计在月面环境能脱困的仿生弹跳腿式机构；本发明为车轮、仿生大腿、小腿和足组成的仿生机构。当无困境时，仿生机构以车轮形式在月面滚动行驶；当车轮陷入卡滞时，腿结构释放存储的弹性势能，足端冲击月面蹬地，在低重力条件下蹬离地面，完成脱困；腿式机构各部分长度模仿跳鼠解剖骨骼比例，小腿与足端部由弹性绳连接，足绕铰接点旋转，进行弹性势能的储存与释放。小腿与大腿，大腿与车轮，通过螺栓固接；踝关节的棘轮与足十字轴连接，电机控制棘爪实现储存和释放弹性势能；小腿分为两部分，中间可滑动，内部空腔中有受压弹簧，可在一定程度上调节跳跃行为。

主权项：1.一种月面车轮脱困仿生腿式机构，其特征在于：由车轮A、仿生腿结构B、致动机构C和弹力绳1组成，其中仿生腿结构B由仿生大腿组件B1、仿生小腿组件B2和仿生足组件B3组成，仿生大腿组件B1由带孔框5、竖杆6、轴套7和连接板8组成，竖杆6上端与带孔框5下面固接，竖杆6下端与轴套7上面固接，轴套7右端与连接板8固接；仿生小腿组件B2由固定组件9、弹簧Ⅰ10、限位滑套组件11、滑动组件12、铰轴13和盖板对14组成，固定组件9为空心杆件，其上端设有吊耳对15、近上端后面设有吊耳16、下端设有螺栓孔对Ⅰ17；弹簧Ⅰ10置于固定组件9的空心部位；限位滑套组件11由前后半滑套19组成，前后半滑套19上端设有螺栓孔对Ⅱ18，前后半滑套19下端设有螺栓孔对20；前后半滑套19中心为方形孔；前后半滑套19由下端的螺栓孔对20经螺栓连接为一体；滑动组件12由限位片21、方形杆22、轴套23、带孔斜杆24和下杆25组成，方形杆22上端固接限位片21，方形杆22下端固接于轴套23上面，下杆25上端固接于轴套23下面，带孔斜杆24后端固接于轴套23前下面；铰轴13右部为光轴26，铰轴13左部为十字形轴27；盖板对14的两个盖板固接于铰轴13左右两端；滑动组件12的限位片21位于固定组件9的中心孔、弹簧Ⅰ10下端；限位滑套组件11的前后半滑套19的方形孔与滑动组件12的方形杆22滑动连接；前后半滑套19上端螺栓孔对Ⅱ18与固定组件9下端螺栓孔对Ⅰ17经螺栓固接；仿生小腿组件B2中固定组件9的吊耳对15从下往上插入仿生大腿组件B1的带孔框5的框槽中，并经螺栓固接；仿生足组件B3由盖板28、蹬地踏板29、弹簧Ⅱ30、轴31、倒V形杆32组成，其中蹬地踏板29由底板33和带孔板对34组成，带孔板对34固接于底板33上面；倒V形杆32上设有前孔35、中孔36和后孔37，中孔36为十字形孔；轴31从左至右穿过蹬地踏板29的带孔板对34的孔、倒V形杆32的前孔35；螺栓从左至右穿过轴31的中心孔和右端盖板28的中心孔，并用螺母固接；弹簧Ⅱ30位于轴31的中部，即带孔板对34之间；致动机构C由电动机38、齿带轮Ⅰ39、轴套40、棘爪41、棘轮42、左盖板43、键轴44、齿带轮Ⅱ45、齿带46和右盖板47组成，棘爪41下部设有键槽孔48；棘轮42的外圈设有棘齿组49的棘齿，棘轮42的中心设有十字孔50；齿带轮Ⅰ39和电动机38左右排列，电动机38的输出轴与齿带轮Ⅰ39固接；齿带轮Ⅱ45和齿带轮Ⅰ39前后排列，由齿带46连接；棘爪41和齿带轮Ⅱ45左右排列，经键轴44固接，左盖板43和右盖板47经螺栓固接于键轴44的左右两端；仿生腿结构B位于车轮A左侧，致动机构C位于车轮A下部左侧；仿生腿结构B中仿生大腿组件B1的连接板8，与车轮A的轮圈3螺栓连接；致动机构C中，电动机38左端固接于仿生小腿组件B2中滑动组件12的下杆25的右面；致动机构C的键轴44从左往右插入仿生小腿组件B2中滑动组件12的带孔斜杆24的前下部孔中，使棘爪41和齿轮带Ⅱ45与带孔斜杆24形成铰接；棘轮42通过十字孔50套入铰轴13的十字轴27上，在倒V形杆32的右侧，轴套40套入光轴部分，在棘轮42的右侧，与轴套23的左侧，用以限定棘轮的左右位置；棘轮42与倒V形杆32一同铰接在小腿组件轴套23，且棘轮42与倒V形杆32均固接在十字轴27上；棘爪41与棘轮42的相对位置由带孔斜杆的孔位置决定，棘爪42尖端与棘轮棘齿组49齿槽啮合；仿生小腿组件B2中铰轴13自左至右顺序穿过仿生足组件B3中倒V形杆32的中孔36、致动机构C中棘轮42的十字孔50、致动机构C的轴套40和仿生小腿组件B2中滑动组件12的轴套23，其中铰轴13的十字轴27与倒V形杆32的中孔36、棘轮42的十字孔50过盈连接；铰轴13的光轴26与致动机构C的轴套40、滑动组件12的轴套23活动连接；弹性绳1的上端与小腿组件B2的后吊耳16的孔连接，弹性绳1的下端与倒V形杆后孔37连接。

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