[發明專利]一種多運動模式的移動并聯機構及其控制方法

有效

• 申請號: 201910352735.3
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN110076754B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 張春燕;蔣新星;謝明娟;陳致;朱錦翊
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務所(普通合伙) 31293
• 代理人: 姜曉艷

1.一種多運動模式的移動并聯機構，其特征在于：包括平行四邊形結構的上平臺和下平臺，所述上平臺與下平臺平行設置，兩者之間設置有多條支鏈，多條所述支鏈彼此平行設置，包括三個轉動副和一個移動副，其首尾端通過舵機與上平臺和下平臺相連，所有所述轉動副的轉動軸的軸向中心線均相互平行，且與上平臺或者下平臺的同一邊平行；

所述舵機設置有多個，分布設置在上平臺和下平臺相對的一面的四個角上，所述上平臺的舵機與支鏈首端的第一轉動副相連，所述下平臺的舵機與支鏈尾端的第二轉動副相連，所述第一轉動副通過移動副與第三轉動副相連，所述第三轉動副通過連桿與第二轉動副相連；

利用設置在上平臺和下平臺上的多個舵機之間的協同作業控制多條支鏈的運動，實現移動并聯機構的滾動、行走和越障模式及其模式之間的切換；

通過設置在所述下平臺上的多個舵機控制對應的第二轉動副同時轉動，帶動對應的第三轉動副、第一轉動副的轉動，使對應的連桿與移動副連接處著地，形成四足結構，再通過所述下平臺上的多個舵機控制對應的第三轉動副逐個抬起、落地，實現移動并聯機構的行走模式；再通過所述下平臺上的多個舵機控制對應的第三轉動副逐個抬起、落地以及對應移動副的伸長和縮短，實現移動并聯機構的越障模式。

2.根據權利要求1所述的多運動模式的移動并聯機構，其特征在于：所述移動副設置為電動伸縮桿。

3.根據權利要求1所述的多運動模式的移動并聯機構，其特征在于：通過多個所述舵機控制對應的第一轉動副、第二轉動副的轉動，帶動對應的第三轉動副的轉動，從而控制對應支鏈不斷地彎曲和拉直，實現上平臺和下平臺的交替著地，進而實現移動并聯機構的滾動模式。

4.根據權利要求3所述的多運動模式的移動并聯機構的，其特征在于滾動模式的控制方法包括以下步驟：

將所述上平臺的四個舵機依次順時標記為M1、M2、M3和M4，對應舵機M1、M2、M3和M4，所述下平臺的四個舵機依次標記為M5、M6、M7和M8，滾動模式的初始狀態設置為鎖定四個移動副，下平臺著地，與之相連的四個支鏈垂直于上平臺和下平臺站立，

步驟一、通過舵機M5、M6、M7和M8控制對應的第二轉動副向滾動方向同時轉動，帶動對應的第三轉動副同時轉動，使對應的連桿與移動副之間產生夾角，直至整個移動并聯機構的重心超過下平臺的邊界；

步驟二、通過舵機M1、M2、M3和M4控制對應的第一轉動副向滾動方向同時轉動，帶動對應的第三轉動副同時轉動，直至對應的連桿與移動副處于同一直線上；

步驟三、通過舵機M1、M2與舵機M5、M6或舵機M3、M4與舵機M7、M8控制對應的第一轉動副、第二轉動副向滾動方向同時轉動，帶動舵機M3、M4與舵機M7、M8或者舵機M1、M2與舵機M5、M6對應第一轉動副、第二轉動副向滾動方向同時轉動，直至整個移動并聯機構的重心超過上平臺的中心，從而使上平臺著地，與之相連的四個支鏈垂直于上平臺和下平臺站立；

步驟四、重復步驟一至三，使下平臺著地，與之相連的四個支鏈垂直于上平臺和下平臺站立；

步驟五、重復步驟一至四，使上平臺、下平臺交替著地，完成移動并聯機構的滾動模式。

5.根據權利要求4所述的多運動模式的移動并聯機構，其特征在于：所述步驟一中通過舵機M5、M6、M7和M8控制對應的第二轉動副的轉動角度設置為45度；通過舵機M1、M2與舵機M5、M6或舵機M3、M4與舵機M7、M8控制對應的第一轉動副、第二轉動副向滾動方向同時轉動，直至上平臺與地面的夾角小于30度。