[0037] 以下结合附图对本发明作进一步说明。
[0038] 实施例1
[0039] 如图1所示，一种弹跳扑翼机器人，包括机架、弹跳机构1、复用驱动机构2、扑翼机构3和控制传感系统。机架包括依次间隔排列并固定在一起的弹跳底板5、中间基础板9和扑翼顶板31，形成三层齿轮安置位。
[0040] 如图1和2所示，弹跳机构1安装在整个装置的底部，包括四个舵机6和四根弹腿4。弹跳底板5为250mm×150mm×10mm的板材。四个舵机6固定在弹跳底板5底面的四个角。四个舵机6的输出轴。弹腿4采用弹性材料，具体为橡胶。弹腿4呈C形。弹腿4的内端均开设有穿绳孔。四根弹腿4的内端与四个舵机6的输出轴分别固定。位于弹跳底板头端、尾端的弹腿4开口方向相对设置，即位于弹跳底板头端的两根弹腿4的开口朝向弹跳底板的尾端；位于弹跳底板微端的两根弹腿4的开口朝向弹跳底板的头端；
[0041] 如图1和3所示，扑翼机构3安装在整个装置的顶部，包括扑翼架28、扑翼输入轴、扑翼输入齿轮32、第一中间齿轮36、第二中间齿轮33、第三中间齿轮37、扑翼输出齿轮34和单侧扑翼组件。扑翼架28与扑翼顶板31固定。轴线水平设置的扑翼输入轴支承在扑翼架28的中部。扑翼输入齿轮32与扑翼输入轴固定。两个扑翼输出齿轮34分别支承的扑翼架28的两端。第一中间齿轮36、第二中间齿轮33及第三中间齿轮37的分度圆直径相等，且均支承在扑翼架28上。第一中间齿轮36及第二中间齿轮33均与扑翼输入齿轮32啮合。第三中间齿轮37与第二中间齿轮33啮合。第一中间齿轮36、第三中间齿轮37与两个扑翼输出齿轮34分别啮合。当扑翼输入轴转动时，两个扑翼输出齿轮34反向同步转动。扑翼输出齿轮34的两端均同轴固定有转盘35。
[0042] 单侧扑翼组件包括翼板26、两根扑翼杆30和两个翻转块27。单侧扑翼组件共有两个。两个单侧扑翼组件与两个扑翼输出齿轮34分别对应。同一单侧扑翼组件内的两个翻转块27与对应扑翼输出齿轮34两端面的转盘35分别偏心构成转动副，即翻转块27与对应转盘35所成转动副的公共轴线与该转盘35的轴线平行且不重合。同一单侧扑翼组件内的两个翻转块27的转动轴线重合。扑翼杆30由一端端部固定在一起的传动杆和翼部安装杆组成。传动杆与翼部安装杆组成一个钝角。翼板26由连接在一起的主扇板和辅助板组成。主扇板与辅助板组成一个钝角。同一单侧扑翼组件内两根扑翼杆30的翼部安装杆均与翼板26固定。
同一单侧扑翼组件内两根扑翼杆30的传动杆与两个翻转块分别构成滑动副。两个单侧扑翼组件内扑翼杆30的传动杆内端与扑翼架28的中部同轴铰接在一起。两个单侧扑翼组件内的翼板26分别位于机架的两侧。当两个扑翼输出齿轮34反向同步转动时，两根扑翼杆30绕扑翼架28转动，实现扑翼动作。
[0043] 如图1、3、4、5、6和7所示，复用驱动机构2包括弹跳传动组件、扑翼传动组件、动力源组件和传动切换组件。弹跳传动组件的主体位于弹跳底板5与中间基础板9之间。扑翼传动组件及动力源组件位于扑翼顶板31的顶部。
[0044] 弹跳传动组件包括弹跳传动轴13、绞车轴14、传动绳、中心输入齿轮17、中心输出齿轮15、四个绞车齿轮16、四个定滑轮7和四个绞车齿轮轴14。传动绳采用钢丝绳。竖直设置的弹跳传动轴13支承在机架上。中心输出齿轮15固定在弹跳传动轴13的底端。中心输入齿轮17固定在弹跳传动轴13上。四根绞车轴14均支承在弹跳底板5的顶面，且沿中心输出齿轮15周向均布；四个绞车齿轮16与四根绞车轴14的底端分别固定，且均与中心输出齿轮15啮合。轴线水平设置的四个定滑轮7分别支承在弹跳底板5顶面的四个角上。四根绞车轴14上均绕置有传动绳。四根传动绳的内端与四根绞车轴14分别固定，外端分别绕过四个定滑轮
7，分别穿过四根弹腿4内端的穿绳孔，并与四根弹腿4的外端分别固定。当中心输出齿轮15在动力源的作用下转动，使得四根绞车轴14分别卷入传动绳时，四根弹腿4发生弯曲，积蓄弹性势能；当中心输出齿轮15与动力源分离时，四根弹腿4的弹性势能快速释放，绞车轴14上传动绳卷出，四根弹腿4推动机架跳起；在跳起的过程前，四个舵机的转动能够分别调节四根弹腿的姿态，从而调节跳起后机架在空中的路径和状态。
[0045] 扑翼传动组件包括第一扑翼传动轴、第二扑翼传动轴、第一扑翼齿轮20、第二扑翼齿轮19、第三扑翼齿轮29、带轮和传动带18。竖直设置的第一扑翼传动轴、第二扑翼传动轴均支承的机架上。两个带轮与第一扑翼传动轴、第二扑翼传动轴分别固定，且通过传动带18连接。第一扑翼齿轮20固定在第一扑翼传动轴上。第二扑翼齿轮19固定在第二扑翼传动轴上。第三扑翼齿轮29固定在扑翼输入轴上。第二扑翼齿轮19与第三扑翼齿轮29啮合。当第一扑翼传动轴在动力源的驱动下转动时，将带动扑翼输入轴转动从而实现扑翼。
[0046] 动力源组件包括电机10、主动轴12、第一主动齿轮21和第二主动齿轮11。主动轴12支承在机架的顶部。主动轴12与弹跳传动轴13同轴但不连接。第一主动齿轮21、第二主动齿轮11与主动轴12顶端、底端分别固定。电机10固定在机架上，且输出轴与主动轴12固定。
[0047] 传动切换组件包括切换轴8、第一切换齿轮22、第二切换齿轮23、第三切换齿轮25、切换环24和切换电磁铁。切换环24为磁性材料，即能够被永磁体吸附。竖直设置的切换轴8与机架构成圆柱副。切换轴8的上方及下方均设置有与机架固定的限位块，用于限制切换轴8的竖直位置。切换环24套置在切换轴8上，且与切换轴8固定。切换电磁铁采用环形电磁铁，套置在切换轴8上，且与机架固定。切换电磁铁位于切换环24的上方。当切换电磁铁通电时，切换环24被切换电磁铁吸附，切换轴8到达上极限位置。当切换电磁铁断电时，切换轴8的重力的作用下到达上极限位置。第一切换齿轮22、第二切换齿轮23、第三切换齿轮25均固定在切换轴8上。
[0048] 第一切换齿轮22与第一主动齿轮21的分度圆半径之和、第二切换齿轮23与第二主动齿轮11的分度圆半径之和、主动轴12与切换轴8的中心距相等。第二切换齿轮23与第一扑翼齿轮20的分度圆半径之和等于切换轴8与第一扑翼传动轴的中心距。第三切换齿轮25与中心输入齿轮17的分度圆半径之和等于切换轴8与弹跳传动轴13的中心距相等。
[0049] 切换轴8处于下极限位置的状态下，第二切换齿轮23与第二主动齿轮11啮合，第三切换齿轮25与中心输入齿轮17啮合，电机10的输出的转矩传递到弹跳传动轴13处，驱动弹腿弯曲变形。
[0050] 切换轴8处于上极限位置的状态下，第一切换齿轮22与第一主动齿轮21啮合，第二切换齿轮23与第一扑翼齿轮20啮合，电机10的输出的转矩传递到扑翼输入轴处，驱动扑翼机构3持续做扑翼运动。
[0051] 控制传感系统包括控制器、扭矩传感器、电机驱动器和倾角传感器。扭矩传感器位于弹跳传动轴13的中部，即弹跳传动轴13由同轴设置的第一弹跳轴和第二弹跳轴组成。第一弹跳轴、第二弹跳轴的相对端与扭矩传感器的两个输出端分别固定。中心输入齿轮17位于第一弹跳轴上；中心输出齿轮15位于第二弹跳轴上；扭矩传感器能够检测弹跳传动轴13受到的扭矩，从而推算出四根弹腿的弯曲程度。倾角传感器固定在弹跳底板上，用于检测弹跳底板与水平面的夹角。扭矩传感器、倾角传感器的信号输出端均与控制器连接。四个舵机的PWM波输入端与控制器的四个舵机控制接口分别连接。电机与控制器通过电机驱动器连接。切换电磁铁的控制接口与控制器通过继电器连接。控制器采用单片机。
[0052] 该弹跳扑翼机器人的弹跳扑翼方法具体如下：
[0053] 步骤一、控制器分别控制四个舵机6转动，调节起跳角度。机架的姿态通过倾角传感器检测得到。
[0054] 步骤二、切换电磁铁不通电，切换轴8处于下极限位置，电机10转动，驱动四根绞车轴14同步转动，使得四根绞车轴14分别卷入传动绳时，四根弹腿4发生弯曲，积蓄弹性势能。
[0055] 步骤三、切换电磁铁通电吸附切换环，切换轴8到达上极限位置，第三切换齿轮25与中心输入齿轮17分离，四根弹腿4的弹性势能释放，绞车轴14上传动绳卷出，四根弹腿4推动机架跳起。
[0056] 同时，第一切换齿轮22与第一主动齿轮21啮合，第二切换齿轮23与第一扑翼齿轮20啮合，电机10驱动扑翼输入轴转动，使得扑翼机构3上的两块翼板上下翻动，形成扑翼动作，保持机架在空中的平衡。
[0057] 步骤四、四根弹腿4重新着陆时，由于扑翼机构3的持续扑翼故产生的冲击较小，且弹腿4能够受压变形，进一步抵消冲击；此时，电机停转，切换电磁铁端点，弹跳扑翼动作完成。
[0058] 实施例2
[0059] 一种弹跳扑翼机器人，其与实施例1的区别在于：切换环的材质为永磁体，且其中一个磁极朝向切换电磁铁。
[0060] 该弹跳扑翼机器人的弹跳扑翼方法中，通过切换电磁铁的正反向通电改变磁极方向，进而实现切换轴在上极限位置与下极限位置之间的切换。当切换电磁铁对切换环产生斥力时，切换轴处于下极限位置；当切换电磁铁对切换环产生吸力时，切换轴处于上极限位置；实施例2相对于实施例1，切换轴的位置调节不依靠重力，更加稳定可靠。
