机械创新设计大赛-仿生跳囊鼠快递助手 .pdfVIP

仿生跳囊鼠快递助手

设计者：李宗璟

作品内容简介

本项目主要通过仿造跳囊鼠的运动特点，设计出一款助老快递助手。装置通

过液压装置实现跳跃，通过连杆机构等实现装置平面运动。

1.研究背景及意义

目前，我国老年群体使用网购次数越来越多，个人快递量增大。以武汉为例，

疫情期间，不少老年群体学会使用网购进行无接触购买日常用品，快递驿站老年

人的身影愈来愈多。对于老年人而言，快递盒子不方便携带，过多的快递甚至对

老年人的行走姿态产生影响，存在一定的受伤风险。而分多次拿取，对于行动不

便老年人具有较大难度，可行性较低。

图1老年群体取快递示意图

对此，本项目设计出一款快递助手。通过仿造跳囊鼠形态特点，针对平地和

楼梯两种场景，实现快递助手平面运动和跳跃运动，实现其帮助老年群体托运快

递回家的功能。

图2跳囊鼠示意图

2.设计方案

2.1总体方案设计

本项目装置主要包括平面运动模块、跳跃运动模块和快递夹持模块。装置始

终跟随使用者移动。取快递时，将快递放置于托盘上，快递夹持模块对快递进行

夹持，防止运动过程中快递盒掉落。使用者离开驿站，在路面行动时，装置通过

平面运动模块移动。返回至楼道中，装置通过跳跃运动模块，实现跳跃至台阶上，

使得快递助手能够将快递运送至老人家中。到达目的地后，快递夹持模块松开，

取下快递，装置复位。

图3装置工作流程示意图

图4快递助手总体示意图

2.2平面运动模块设计

平面运动模块主要包括连杆、舵机、弹簧等结构。连杆受到舵机驱动，进行

翻转运动，促使装置向前移动。弹簧包围连杆，与连杆相连，保证四根连杆可以

同时接触地面，保证装置平稳性。

后足

前足

运动方向

图5平面运动模块机构简图

2.3跳跃运动模块设计

本装置跳跃运动模块主要包括重心调整模块和弹跳发力模块。

2.3.1重心调整部分

跳跃前，装置需进行重心调整，将重心由装置中部移到尾部，便于起跳、落

地的稳定。该部分主要由电动丝杆、滑块和陀螺仪组成，由丝杆转动带动滑块在

限位槽中的移动，实现重心位置改变。陀螺仪用于校正。

2.3.2后足弹跳发力部分

后足弹跳发力部分主要包括连杆机构和液压装置。液压机构与连杆机构相连，

通过液压机构的轴向运动，实现装置跳跃运动。

图6后足弹跳发力模块机构简图

2.4快递夹持模块设计

快递夹持模块主要由载物台、电动丝杆、滑块、限位泡沫块、压力传感器和

限位盖组成。载物台用于承载快递盒子。x、y方向电动丝杆带动两个滑块沿x、

y轴方向移动。限位泡沫块位于滑块上，实现对快递盒的夹持，采用泡沫材质，

目的在避免夹持过程中破坏快递盒子。压力传感器用于检验是否夹持，传送负反

馈于电动丝杆。限位盖位于顶部，电动丝杆带动其进行z轴方向运动，对快递盒

子进行z方向的大致限定。

图7快递夹持模块机构简图