[發(fā)明專利]一種多模式全姿態(tài)移動并聯(lián)機構

有效

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• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN109050697B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設計）人: 張春燕;李茂生;宛宇;劉香玉;莊超盛;謝明娟;殷興魯;倪聰
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳源源

本發(fā)明涉及一種多模式全姿態(tài)移動并聯(lián)機構，包括第一機架、第二機架、第三機架、曲軸、步進電機和驅動舵機，三個機架均為閉環(huán)連桿結構，驅動舵機連接連桿連接處，第一機架和第三機架鏡像對稱，分別通過曲軸連接第二機架的兩側，步進電機連接曲軸。第一機架為平行六邊形連桿結構，包括依次連接的第一上平臺、第一中間上連桿一、第一中間下連桿一、第一下平臺、第一中間下連桿二和第一中間上連桿二，平臺和連桿通過驅動舵機連接，上、下連桿通過轉動副連接。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明改善了動力學性能，增加結構剛度，可應對復雜多變的環(huán)境，地面移動通行能力強，擴大了機器人移動機構在救援、檢測、勘探等環(huán)境中的應用范圍。

技術領域

本發(fā)明涉及機器人移動領域，尤其是涉及一種多模式全姿態(tài)移動并聯(lián)機構。

背景技術

隨著機器人技術的快速發(fā)展，機器人的工作環(huán)境逐漸面向未知的、復雜的環(huán)境(如星球探測、地震救援等)。目前，在救援、檢測和勘探等一般環(huán)境下，機器人觸地機構的移動方式主要有足式、滾動、蠕動及跳躍等多種單一移動方式，但是，在面對極端復雜的地面環(huán)境時，如大尺度巖石、大跨度溝、大坡度峭壁、超低矮橋梁及極狹窄洞穴等環(huán)境下，只具有單一移動方式的觸地機構無法到達指定區(qū)域，無法適應復雜多變的環(huán)境。

現(xiàn)有的機器人多模式觸地機構中，可實現(xiàn)多種移動模式的機構很少，Mark Yim設計了一種通過模塊化自重構實現(xiàn)蛇形蠕動、環(huán)形滾動等運動模式的“PolyBot”機器人，NASA研制了一種多模式移動機器人—“Superbot”，雖然以上機器人具有多種運動模式，但其多運動模式采用模塊化自重構方式實現(xiàn)，具有剛度、精度不足以及控制復雜等缺點。

因此，開發(fā)一種剛度好且控制簡單的多模式行走機構極具現(xiàn)實意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種多模式全姿態(tài)移動并聯(lián)機構。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種多模式全姿態(tài)移動并聯(lián)機構，包括第一機架、第二機架、第三機架、曲軸、步進電機和驅動舵機，三個機架均為閉環(huán)連桿結構，所述驅動舵機連接連桿連接處，所述第一機架和第三機架鏡像對稱，分別通過曲軸連接第二機架的兩側，所述步進電機連接曲軸，所述進步電機和驅動舵機相互配合控制三個機架實現(xiàn)多模式全姿態(tài)移動。

進一步地，所述的第一機架為平行六邊形連桿結構，包括依次連接的第一上平臺、第一中間上連桿一、第一中間下連桿一、第一下平臺、第一中間下連桿二和第一中間上連桿二，第一中間上連桿二連接第一上平臺，第一上平臺和上連桿通過第一驅動舵機和第二驅動舵機連接，第一下平臺和下連桿通過第三驅動舵機和第四驅動舵機連接，上連桿和下連桿通過轉動副連接。

進一步地，所述的第二機架為平行六邊形連桿結構，包括依次連接的第二上平臺、第二中間上連桿一、第二中間下連桿一、第二下平臺、第二中間下連桿二和第二中間上連桿二，第二中間上連桿二連接第二上平臺，第二上平臺分別通過驅動舵機連接上、下連桿，并且上、下連桿之間通過轉動副連接。

進一步地，第一上平臺和第二上平臺通過上曲軸相連，第一下平臺和第二下平臺通過下曲軸相連，上曲軸和下曲軸同步轉動；所述第三機架同樣通過與第一機架鏡像對稱的曲軸結構連接第二機架。

進一步地，只有上曲軸連接步進電機，該步進電機安裝于第二上平臺內，第二下平臺內設有與步進電機質量相同的配重塊。

進一步地，所述第二上平臺的觸地面積為第一上平臺的兩倍，第二下平臺的觸地面積為第一下平臺的兩倍。

進一步地，所述的多模式全姿態(tài)移動包括滾動模式、步行模式、轉向模式和越障模式。

進一步地，所述的第一機架，第二機架和第三機架均為平行八邊形連桿結構。

進一步地，所述步進電機和驅動舵機與電路控制板相連。