CN112960045A - 一种仿青蛙两栖机器人及运动控制方法 - Google Patents

Abstract

一种仿青蛙两栖机器人及运动控制方法，包含主体驱干、两条大腿、两条小腿、两个髋关节、两个膝关节、两个踝关节和两个脚蹼，主体驱干通过髋关节与大腿连接，大腿通过膝关节与小腿连接，小腿通过踝关节连接脚蹼；还包含两个四连杆前肢和两套弹性储能释放驱动机构；四连杆前肢可转动地设置在主体驱干上，四连杆前肢的动力由布置于主体驱干中的驱动源提供，四连杆前肢通过肩肘关节实现俯仰和伸展动作，髋关节的动力由布置于主体驱干内的弹性储能释放驱动机构提供，以带动大腿和小腿联动，实现后肢伸展和曲屈运动。本发明实现良好地跳跃与游动，具有结构紧凑、控制方便和运动解耦的优点。

Description

一种仿青蛙两栖机器人及运动控制方法

技术领域

本发明涉及一种仿生机器人，具体涉及一种仿青蛙两栖机器人及运动控制方法。

背景技术

移动机器人作为一种具有移动能力并能完成预定任务的智能***，已经开始在勘探侦 察、抢险救灾、星际探索等领域发挥越来越重要的作用，近年来，随着我国海洋资源开发 战略的发展，水陆两栖移动机器人可以被用作两栖环境下探测设备和通信***的移动载体， 能够更好地适应复杂的作业环境和任务要求，从而执行各种人类无法完成的勘探和检测任 务。青蛙集优异的陆地跳跃能力和灵活的水下游动能力于一身，目前的仿青蛙机器人研究 并没有体现出仿青蛙两栖移动机器人的优势所在。

目前，仿生两栖机器人尚未在实际应用中得到应用。主要原因在于大多数两栖机器人 的推进机构其速度、效率和通过性能较低，距离实际使用存在较大差距，且对于机器人在 两栖介质中的性能，如在沙子或泥浆中的性能，以及在两栖环境中的功能转换的研究还很 少，不能支持两栖机器人的实用性。另外，机器人多关节肢体，一般都是将驱动装置放置 在各个关节处，以实现关节的运动。这样需要多个驱动源进行驱动，就涉及机电***驱动 关节运动的耦合问题。同时，将驱动器放置于脚蹼或腿部关节上，会增加四肢的重量，导致运动效率低下。因此，研制一种能适应复杂水陆环境的两栖机器人具有重要的实用价值和现实意义。

发明内容

本发明为克服现有技术，提供一种结构紧凑、布局合理的仿青蛙两栖机器人及运动控 制方法。

一种仿青蛙两栖机器人，包含主体驱干、两条大腿、两条小腿、两个髋关节、两个膝关节、两个踝关节和两个脚蹼，主体驱干通过髋关节与大腿连接，大腿通过膝关节与小腿连接，小腿通过踝关节连接脚蹼；还包含两个四连杆前肢和两套弹性储能释放驱动机构；四连杆前肢可转动地设置在主体驱干上，四连杆前肢的动力由布置于主体驱干中的驱动源提供，四连杆前肢通过肩肘关节实现俯仰和伸展动作，髋关节的动力由布置于主体驱干内的弹性储能释放驱动机构提供，以带动大腿和小腿联动，实现后肢伸展和曲屈运动。

一种仿青蛙两栖机器人的运动控制方法，包含如下步骤：动力源提供动力，经传动组 件传递给中间轴，第一不完全齿轮转动，控制第二不完全齿轮不转动，使第一不完全齿轮 与第一齿轮啮合，以齿轮转到无齿区前两个齿的位置为零位，当第一不完全齿轮从啮合到 达零位时，确保第一齿轮带动输出轴转动，实现连接输出轴的肢腿收缩，之后，动力源驱动第二不完全齿轮反向转动，使第二不完全齿轮与第二齿轮啮合，控制第一不完全齿轮不转动，当第二不完全齿轮从啮合到达零位时，扭力弹簧被压缩储存弹性势能，此过程中， 驱动源驱动前肢作伸展运动，调整主体驱干的俯仰姿态为待跳跃姿态；然后，动力源驱动 第一不完全齿轮转动，使第一不完全齿轮的无齿部分作用，此时，第一齿轮没有啮合力的 约束，在扭力弹簧储存的弹性势能作用下，使小腿迅速伸出，实现陆地跳跃，或者在水下 后蹬游动，之后，动力源继续驱动第二不完全齿轮反向转动，使第二齿轮的无齿部分作用， 第二齿轮不再压缩扭力弹簧，使扭力弹簧结束约束，当动力源驱动第一不完全齿轮转动时， 使第一不完全齿轮与第一齿轮啮合，使得小腿在没有弹簧力的作用下迅速回收，此时，完 成一个收腿与伸腿周期，在跳跃后落地时，驱动源驱动前肢使前肢触杆伸展为接触地面姿态，起到缓冲冲击的作用；在水中游动时，驱动源驱动前肢向后摆动，起到划水助推以及 回收到躯体两侧减少阻力的作用，如实现连续的跳跃或者游动，重复以上过程。

本发明相比现有技术的有益效果是：

本发明通过弹性储能释放驱动机构，实现髋关节旋转运动，从而带动后肢运动，并通 过驱动肩关节的运动，实现主体躯干姿态的调整以及游动过程中的摆动。本发明结构采用 由弹性储能释放驱动机构驱动的后肢和平面四连杆前肢，机器人实现良好地跳跃与游动， 具有结构紧凑和控制方便的优点，解决运动耦合、运动效率低下等问题。弹性储能释放驱 动机构运用了弹簧的弹性储能原理，具有能量储存，在需要的时候能量释放出的功能，可 应用于如青蛙等仿生动物肢体，实现仿生机器人陆地跳跃与水中游动。平面四连杆前肢有 助于很好地实现俯仰姿态的调整，落地时前肢伸展缓冲的作用。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明：

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为一个方向看的本发明局部结构示意图；

图3为另一个方向看的本发明局部结构示意图；

图4为两套弹性储能释放驱动机构与主体驱干相连的结构示意图；

图5为弹性储能释放驱动机构的示意图；

图6为本发明的局部***示意图；

图7为本发明的仿蛙两栖机器人起跳后，后肢后蹬姿态的示意图；

图8为本发明的仿蛙两栖机器人在游动中后肢后蹬、前肢后摆姿态的示意图。

具体实施方式

参见图1所示，一种仿青蛙两栖机器人，包含主体驱干34、两条大腿35、两条小腿36、 两个髋关节31、两个膝关节33、两个踝关节37和两个脚蹼38，主体驱干34通过髋关节31与大腿35连接，大腿35通过膝关节33与小腿36连接，小腿36通过踝关节37连接脚 蹼38；还包含两个四连杆前肢32和两套弹性储能释放驱动机构30；四连杆前肢32可转动 地设置在主体驱干34上，四连杆前肢32的动力由布置于主体驱干34中的驱动源39提供， 四连杆前肢32通过肩肘关节实现俯仰和伸展动作，髋关节31的动力由布置于主体驱干34 内的弹性储能释放驱动机构30提供，以带动大腿35和小腿36联动，实现后肢伸展和曲屈 运动。

前肢采用平面四杆机构实现肩肘关节和主体躯干14的相连，通过驱动源39驱动运动， 实现在起跳时，调整主体躯干14俯仰的角度；在落地时，使四连杆前肢32伸展率先接触地面，起到缓冲冲击的作用；在水中游动时，四连杆前肢32向后摆动，起到划水助推以及 回收到主体躯干14两侧减少阻力的作用。弹性储能释放驱动机构30完成储能和动力释放， 实现髋关节31旋转运动，从而带动大腿35运动，脚蹼38实现近似直线的运动，实现起跳 以及向后蹬水等动作。脚蹼38通过球副结构与小腿36相连，形成踝关节37。踝关节37的 外面包裹一层蓝色半透明的软硅胶材料。硅胶材料具有很好的拉伸性，它紧紧包裹在踝关 节37和小腿36，可以约束脚蹼38的随意摆动，并在跳跃时提供足够的地面摩擦力。

进一步地，如图2所示，每个前肢32包含第一前肢杆321、第二前肢杆322、第三前肢杆323和前肢触杆324；第一前肢杆321的一端由驱动源39驱动，第一前肢杆321的另 一端与前肢触杆324铰接，第三前肢杆323一端与主体驱干34固接，另一端与第二前肢杆 322一端铰接，第二前肢杆322另一端与前肢触杆324一端铰接。前肢设计简化为只有肩关 节和肘关节的平面四杆结构，由驱动源39驱动肩肘关节，通过结构优化设计，可以很好地 实现俯仰姿态的调整，在落地时前肢起到伸展缓冲的作用。

进一步地，如图5所示，每套所述弹性储能释放驱动机构30包含动力源4、传动组件3、中间轴1、第一棘轮棘爪、第二棘轮棘爪、第一不完全齿轮7、第二不完全齿轮8、第一 齿轮14、第二齿轮13、扭力弹簧12和输出轴16；中间轴1和输出轴16分别可转动地设置 在主体驱干34上，第一棘轮6和第一不完全齿轮7固连，并通过单向轴承安装在中间轴1 上，第一棘轮6被设置于主体驱干34上的第一棘爪5的约束单向传动，第二不完全齿轮8 和第二棘轮9固连，并通过单向轴承安装在中间轴1上，第二棘轮9被设置于主体驱干34 上的第二棘爪10的约束单向传动，第一齿轮14固装在输出轴16上，扭力弹簧12和第二 齿轮13套在输出轴16上，输出轴16通过髋关节31与大腿35相连，扭力弹簧12的扭臂 定位在第一齿轮14和第二齿轮13上，传动组件3和中间轴1的动力由安装在主体驱干34 上的动力源4提供，第一不完全齿轮7与第一齿轮14相互作用，实现输出轴16的正反转 动，第二不完全齿轮8与第二齿轮13相互作用，实现弹性势能的储存与释放。

目前很多跳跃机器人使用了基于气动执行器的软硅胶弹性体来实现机器人跳跃，通过 燃烧和***迅速释放大量气体的化学燃料来用作跳跃机器人的致动器，但难以建模和分析 的强烈非线性，难以精确控制，并且燃料的持续供应并没有电机方便，此外，易泄漏、易 燃易爆的特性可能在机器人实验中带来一定的危险。该实施方式的弹性储能释放驱动机构 运用了弹簧的弹性储能原理，扭力弹簧和不完全齿轮的配合实现储能和释放，将动力源驱 动能量储存起来，在需要的时候能量释放出来，驱动输出轴16快速转动，使仿蛙机器人后 肢伸展与收缩，可实现近似大行程比的直线运动，实现仿生机器人完成陆地跳跃与水中游 动。

该机构采用二级齿轮传动，利用棘轮棘爪实现单向传动，克服了一般驱动装置机构复 杂、难以建模和控制精度不高等问题。具有结构紧凑、布局合理、可重复使用等优点

为了实现大腿35及小腿36的可靠有效运动，如图3所示，每条大腿35包含大腿杆一351、大腿杆二352和大腿杆三353；大腿杆一351和大腿杆二352的一端与髋关节31转动 连接，大腿杆一351和大腿杆二352的另一端与膝关节33转动连接，大腿杆三353的一端 与主体驱干34转动连接，大腿杆三353的另一端与膝关节33转动连接。该大腿为基于斯 蒂芬森Ⅱ型六杆机构的运动腿，通过驱动齿轮啮合，使扭力弹簧12的压缩与释放，实现髋 关节31旋转运动，从而带动后肢(大腿35和小腿36)的运动，脚蹼38实现近似直线的运 动，实现起跳以及向后蹬水等动作，并结合驱动肩肘关节的运动，实现主体躯干姿态的调 整以及游动过程中的摆动，实现机器人两栖运动。

如图4所示，所述髋关节31包含髋关节套311和髋关节支耳312；髋关节套311安装在输出轴16上，髋关节支耳312分别设置在髋关节套311两侧，大腿杆一351和大腿杆二 352的一端分别与两个髋关节支耳312铰接。大腿杆二352为并联双杆结构，可选地，膝关 节33采用三角框架，以实现与大腿杆的连接。斯蒂芬森Ⅱ型六杆机构在髋关节31的带动 下按一定规律运动，小腿36通过转动副与膝关节33相连，脚蹼38通过球副结构与小腿36 相连，前肢由平面四杆机构构成，通过各个前肢杆通过转动副相连。

通常，所述传动组件3为齿轮副，通常选用直齿轮副，为齿轮一和齿轮二，齿轮一由动力源4驱动，齿轮二安装在中间轴1上，齿轮一和齿轮二啮合，将动力传递于中间轴1。

可选地，动力源4采用行星减速机，驱动源39选用舵机。由于设置了不完全齿轮和棘 轮棘爪，第一棘爪5和第二棘爪10可转动地设置在固定于主体驱干34的后身板和前身板之间的辅助轴上。

如图6所示，为避免因扭力弹簧12力矩过大，导致运动不可控。还包含扭盖11，扭盖11固装在输出轴16上，扭盖11与第一齿轮14同步动作，第二齿轮13布置在扭盖11与第 一齿轮14之间，扭力弹簧12受扭盖11约束。

可选地，如图6所示，为便于拆装和使用，扭力弹簧12采用两个单扭簧，一个扭力弹簧12的两个扭臂分别定位在第一齿轮14和第二齿轮13上，另一个扭力弹簧12的两个扭 臂分别定位在第二齿轮13和扭簧端盖11上。

当第一不完全齿轮7与第一齿轮14啮合时，将力传递给输出轴16实现单向旋转运动， 带动髋关节31驱动大腿35运动，当第二不完全齿轮8与第二齿轮13啮合时，第二齿轮13使扭力弹簧12扭转，实现弹性势能的储存与释放。当第一不完全齿轮7的无齿部分作用时，第一齿轮14无啮合力约束，输出轴16实现反向快速转动。当第二不完全齿轮8的无齿部 分作用时，第二齿轮13无啮合力，扭力弹簧12没有被约束。

另一个实施方式提供一种仿青蛙两栖机器人的运动控制方法，结合图1-图8说明一个 周期的运动，大腿35安装在输出轴16端部，动力源4采用行星减速机，传动组件3采用齿轮副传动；

行星减速机4正转，第一不完全齿轮7如实心弯曲箭头方向转动，第一不完全齿轮7与第一齿轮14啮合，以齿轮转到无齿区前两个齿的位置为零位，当第一不完全齿轮7从啮合到达零位时，第一齿轮14带动输出轴16转动，使髋关节31运动，实现大腿35及小腿 36的收缩，输出轴16转动过程中，第二不完全齿轮8在单向轴承作用下，及第二棘轮9在 第二棘爪10的作用下，第二不完全齿轮8不转动，输出轴16相对第二不完全齿轮8和第 二齿轮13转动，之后，行星减速机4反转，第二不完全齿轮8如空心弯曲箭头方向转动， 第二不完全齿轮8与第二齿轮13啮合，当第二不完全齿轮8从啮合到达零位时，扭力弹簧 12压缩储存弹性势能，同理，输出轴16转动过程中，第一不完全齿轮7在单向轴承作用下， 及第一棘轮6在第一棘爪5的作用下，第一不完全齿轮7不转动，输出轴16相对第一不完 全齿轮7和第一齿轮14转动，此过程中，舵机驱动前肢32作伸展运动，调整主体驱干34 的俯仰姿态为待跳跃姿态；

然后，行星减速机4正转，第一不完全齿轮7如实心箭头方向转动，第一不完全齿轮7 的无齿部分作用，此时，第一齿轮14没有啮合力的约束，在扭力弹簧12储存的弹性势能的作用下，使后肢迅速伸出，实现在陆地的跳跃，或者在水下时，使后肢迅速往后蹬(如 图8所示)，实现水中的游动，然后，行星减速机4反转，第二不完全齿轮8如空心弯曲箭 头方向转动，第二齿轮13的无齿部分作用，第二齿轮13不再压缩扭力弹簧12，使得扭力 弹簧12得以结束约束，当行星减速机4再次正转，第一不完全齿轮7如实心箭头方向转动 时，第一不完全齿轮7与第一齿轮14啮合，使得后肢在没有弹簧力的作用下迅速回收，此 时，完成一个收腿与伸腿周期，在跳跃后落地时，舵机驱动前肢32使前肢触杆324伸展为 接触地面姿态，起到缓冲冲击的作用；在水中游动时，舵机驱动前肢32向后摆动(如图7 所示)，起到划水助推以及回收到躯体两侧减少阻力的作用，如实现连续的跳跃或者游动， 重复以上过程。

在第一不完全齿轮7转动过程中，第二不完全齿轮8在单向轴承作用下，及第二棘轮9 在第二棘爪10的作用下，第二不完全齿轮8不转动，输出轴16相对第二不完全齿轮8和第二齿轮13转动；在第二不完全齿轮8转动过程中，第一不完全齿轮7在单向轴承作用下，及第一棘轮6在第一棘爪5的作用下，第一不完全齿轮7不转动，输出轴16相对第一不完 全齿轮7和第一齿轮14转动。

在行星减速机4的驱动下，通过二级齿轮的传动，由扭力弹簧12的压缩与伸长，使后 肢(大腿35和小腿36)收缩与伸展，用于制成仿青蛙两栖机器人，实现在陆地的跳跃和水中的游动。

本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技 术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些 许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，均仍属本发明技术方案范围。

Claims (14)

1.一种仿青蛙两栖机器人，包含主体驱干(34)、两条大腿(35)、两条小腿(36)、两个髋关节(31)、两个膝关节(33)、两个踝关节(37)和两个脚蹼(38)，主体驱干(34)通过髋关节(31)与大腿(35)连接，大腿(35)通过膝关节(33)与小腿(36)连接，小腿(36)通过踝关节(37)连接脚蹼(38)；

其特征在于：还包含两个四连杆前肢(32)和两套弹性储能释放驱动机构(30)；四连杆前肢(32)可转动地设置在主体驱干(34)上，四连杆前肢(32)的动力由布置于主体驱干(34)中的驱动源(39)提供，四连杆前肢(32)通过肩肘关节实现俯仰和伸展动作，髋关节(31)的动力由布置于主体驱干(34)内的弹性储能释放驱动机构(30)提供，以带动大腿(35)和小腿(36)联动，实现后肢伸展和曲屈运动。

2.根据权利要求1所述一种仿青蛙两栖机器人，其特征在于：每个前肢(32)包含第一前肢杆(321)、第二前肢杆(322)、第三前肢杆(323)和前肢触杆(324)；第一前肢杆(321)的一端由驱动源(39)驱动，第一前肢杆(321)的另一端与前肢触杆(324)铰接，第三前肢杆(323)一端与主体驱干(34)固接，另一端与第二前肢杆(322)一端铰接，第二前肢杆(322)另一端与前肢触杆(324)一端铰接。

3.根据权利要求1所述一种仿青蛙两栖机器人，其特征在于：每套所述弹性储能释放驱动机构(30)包含动力源(4)、传动组件(3)、中间轴(1)、第一棘轮棘爪、第二棘轮棘爪、第一不完全齿轮(7)、第二不完全齿轮(8)、第一齿轮(14)、第二齿轮(13)、扭力弹簧(12)和输出轴(16)；中间轴(1)和输出轴(16)分别可转动地设置在主体驱干(34)上，第一棘轮(6)和第一不完全齿轮(7)固连，并通过单向轴承安装在中间轴(1)上，第一棘轮(6)被设置于主体驱干(34)上的第一棘爪(5)的约束单向传动，第二不完全齿轮(8)和第二棘轮(9)固连，并通过单向轴承安装在中间轴(1)上，第二棘轮(9)被设置于主体驱干(34)上的第二棘爪(10)的约束单向传动，第一齿轮(14)固装在输出轴(16)上，扭力弹簧(12)和第二齿轮(13)套在输出轴(16)上，输出轴(16)通过髋关节(31)与大腿(35)相连，扭力弹簧(12)的扭臂定位在第一齿轮(14)和第二齿轮(13)上，传动组件(3)和中间轴(1)的动力由安装在主体驱干(34)上的动力源(4)提供，第一不完全齿轮(7)与第一齿轮(14)相互作用，实现输出轴(16)的正反转动，第二不完全齿轮(8)与第二齿轮(13)相互作用，实现弹性势能的储存与释放。

4.根据权利要求1或2所述一种仿青蛙两栖机器人，其特征在于：每条大腿(35)包含大腿杆一(351)、大腿杆二(352)和大腿杆三(353)；大腿杆一(351)和大腿杆二(352)的一端与髋关节(31)转动连接，大腿杆一(351)和大腿杆二(352)的另一端与膝关节(33)转动连接，大腿杆三(353)的一端与主体驱干(34)转动连接，大腿杆三(353)的另一端与膝关节(33)转动连接。

5.根据权利要求4所述一种仿青蛙两栖机器人，其特征在于：所述髋关节(31)包含髋关节套(311)和髋关节支耳(312)；髋关节套(311)安装在输出轴(16)上，髋关节支耳(312)分别设置在髋关节套(311)两侧，大腿杆一(351)和大腿杆二(352)的一端分别与两个髋关节支耳(312)铰接。

6.根据权利要求3所述一种仿青蛙两栖机器人，其特征在于：所述传动组件(3)为齿轮副。

7.根据权利要求3所述一种仿青蛙两栖机器人，其特征在于：所述动力源(4)为行星减速机，所述驱动源(39)为舵机。

8.根据权利要求4所述一种仿青蛙两栖机器人，其特征在于：当第一不完全齿轮(7)与第一齿轮(14)啮合时，将力传递给输出轴(16)实现单向旋转运动。

9.根据权利要求4所述一种仿青蛙两栖机器人，其特征在于：当第二不完全齿轮(8)与第二齿轮(13)啮合时，第二齿轮(13)使扭力弹簧(12)扭转，实现弹性势能的储存与释放。

10.根据权利要求4所述一种仿青蛙两栖机器人，其特征在于：当第一不完全齿轮(7)的无齿部分作用时，第一齿轮(14)无啮合力约束，输出轴(16)实现快速转动。

11.根据权利要求4所述一种仿青蛙两栖机器人，其特征在于：当第二不完全齿轮(8)的无齿部分作用时，第二齿轮(13)无啮合力，扭力弹簧(12)没有被约束。

12.根据权利要求4所述一种仿青蛙两栖机器人，其特征在于：还包含扭盖(11)，扭盖(11)固装在输出轴(16)上，扭盖(11)与第一齿轮(14)同步动作，第二齿轮(13)布置在扭盖(11)与第一齿轮(14)之间，扭力弹簧(12)受扭盖(11)约束。

13.根据权利要求12所述一种仿青蛙两栖机器人，其特征在于：所述扭力弹簧(12)为两个单扭簧，一个单扭簧的两个扭臂分别定位在第一齿轮(14)和第二齿轮(13)上，另一个单扭簧的两个扭臂分别定位在第二齿轮(13)和扭盖(11)上。

14.一种仿青蛙两栖机器人的运动控制方法，其特征在于：所述方法包含如下步骤：动力源(4)提供动力，经传动组件(3)传递给中间轴(1)，第一不完全齿轮(7)转动，控制第二不完全齿轮(8)不转动，使第一不完全齿轮(7)与第一齿轮(14)啮合，以齿轮转到无齿区前两个齿的位置为零位，当第一不完全齿轮(7)从啮合到达零位时，确保第一齿轮(14)带动输出轴(16)转动，实现连接输出轴(16)的肢腿(15)收缩，之后，动力源(4)驱动第二不完全齿轮(8)反向转动，使第二不完全齿轮(8)与第二齿轮(13)啮合，控制第一不完全齿轮(7)不转动，当第二不完全齿轮(8)从啮合到达零位时，扭力弹簧(12)被压缩储存弹性势能，此过程中，驱动源(39)驱动前肢(32)作伸展运动，调整主体驱干(34)的俯仰姿态为待跳跃姿态；

然后，动力源(4)驱动第一不完全齿轮(7)转动，使第一不完全齿轮(7)的无齿部分作用，此时，第一齿轮(14)没有啮合力的约束，在扭力弹簧(12)储存的弹性势能作用下，使小腿(36)迅速伸出，实现陆地跳跃，或者在水下后蹬游动，之后，动力源(4)继续驱动第二不完全齿轮(8)反向转动，使第二齿轮(13)的无齿部分作用，第二齿轮(13)不再压缩扭力弹簧(12)，使扭力弹簧(12)结束约束，当动力源(4)驱动第一不完全齿轮(7)转动时，使第一不完全齿轮(7)与第一齿轮(14)啮合，使得小腿(36)在没有弹簧力的作用下迅速回收，此时，完成一个收腿与伸腿周期，在跳跃后落地时，驱动源(39)驱动前肢(32)使前肢触杆(324)伸展为接触地面姿态，起到缓冲冲击的作用；在水中游动时，驱动源(39)驱动前肢(32)向后摆动，如实现连续的跳跃或者游动，重复以上过程。

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