[發明專利]一種適用于非結構化地形的多運動模式移動并聯機構及其步態控制方法

有效

• 申請號: 201910991844.X
• 申請日: 2019-10-18
• 公開（公告）號: CN111152190B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 張春燕;蔣新星;劉香玉;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: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 王一琦

1.一種適用于非結構化地形的多運動模式移動并聯機構，其特征在于：包括上平臺、下平臺、虎克鉸組件和連桿，上平臺和下平臺都為十字型部件；其中，

在上、下平臺之間平行設置，在上、下平臺的端部向外延伸安裝一虎克鉸組件，虎克鉸組件的一端和上、下平臺的端部活動連接；在上、下平臺相同一端的兩個虎克鉸組件之間安裝連桿，連桿與兩個虎克鉸組件的另一端活動連接，其上、下平臺與虎克鉸組件之間及虎克鉸組件與連桿之間的每個活動連接的驅動分別由一組舵機完成；

虎克鉸組件包括第一虎克鉸和第二虎克鉸；第一虎克鉸包括本體，本體的第一端面開設沿長度方向的第一轉向孔，在本體的第二端面為內凹的圓弧槽，在圓弧槽的一側布置與圓弧槽弧度匹配的圓柱板，在圓柱板的頂面布置第一轉軸；

第二虎克鏈包括一門型本體，在門型本體的頂部向外延伸布置第二轉軸，在門型本體的兩側開設同軸度的第二轉向孔；所述十字型部件的兩端沿長度方向各開設一凹槽，在凹槽的側壁上開設同軸度的凹槽孔；

圓柱板設在凹槽內，且第一轉軸轉動連接在凹槽孔內；第二轉軸連接在第一轉向孔內；

所述連桿的兩端設置第三轉軸，第三轉軸與所述第二轉向孔之間活動連接。

2.一種如權利要求1所述的適用于非結構化地形的多運動模式移動并聯機構的步態控制方法，其特征在于：當遇到平坦路面時，所述多運動模式切換為全姿態滾動模式；機器人首先處于下平臺著地的垂直站立狀態，接著舵機驅動，連桿開始傾斜、翻倒，達到平躺姿態，然后舵機驅動，經兩平臺繞其支撐線轉動，而后機器人繼續傾斜、翻倒，繼續驅動舵機，達到了上平臺著地的垂直站立姿態，從而完成了一個周期的滾動；

當遇到狹窄空間時，所述多運動模式切換為變寬度滾動模式；機器人首先處于下平臺著地的垂直站立姿態，舵機驅動虎克鉸所在的四根轉軸轉動45°，接著舵機驅動連桿轉動，經過傾斜、翻倒過程后，達到兩條連桿觸地的平躺姿態，接著舵機帶動上、下平臺轉動，經過傾斜、翻倒過程，達到了下平臺著地的垂直狀態，接著舵機驅動連桿轉動，達到上平臺著地的垂直站立姿態，從而完成了一個周期的滾動。

3.如權利要求2所述的步態控制方法，其特征在于：當遇到不平坦地面時，進行從全姿態滾動模式向變寬度滾動的切換模式；機構在滾動過程中，可自變形進行側滾，首先機器人首先處于下平臺觸地的站立姿態，舵機驅動虎克鉸所在的四根轉軸轉動45°，接著舵機驅動連桿轉動，經過傾斜、翻倒過程后，達到兩條連桿的觸地姿態，接著驅動舵機帶動兩平臺繞其支撐線轉動達到平躺姿態，從而完成了模式切換。

4.如權利要求2所述的步態控制方法，其特征在于：當遇到不平坦地面時，所述多運動模式切換為側滾模式；機器人首先處于兩個連桿水平觸地的姿態，接著驅動舵機帶動虎克鉸所在的轉動軸轉動45°，使機器人傾斜，接著驅動舵機帶動虎克鉸所在的轉動軸繼續轉動使機器人翻倒，達到另外兩個連桿水平觸地的狀態，接著驅動舵機帶動虎克鉸所在的轉軸轉動使機器人達到兩個連桿觸地的姿態，從而完成了一個周期的滾動。