[發明專利]一種過約束兩棲機器人

有效

• 申請號: 202110265797.8
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113001516B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 宋超陽;馮世豪;顧宇平;郭宇芹;陳銘棟
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J17/00;B62D57/032
• 代理公司: 上海德同律師事務所 31429
• 代理人: 姚瑤

1.一種過約束兩棲機器人，其特征在于，包括機身和設置在機身上的多個過約束運動裝置，

所述過約束運動裝置包括：同軸驅動裝置和過約束連桿機構，

所述同軸驅動裝置包括外驅動器、內驅動器、外輸出軸和內輸出軸，

所述外驅動器驅動所述外輸出軸，所述內驅動器驅動所述內輸出軸，

所述內輸出軸和外輸出軸同軸設置；

所述內輸出軸與所述過約束連桿機構的第一主動桿連接，所述外輸出軸的與所述過約束連桿機構的第二主動桿連接；

所述過約束連桿機構還包括:第一從動桿和第二從動桿，其中，所述第一主動桿、第二主動桿、第一從動桿和第二從動桿依次鉸接形成一個空間單閉環機構；

其中，所述第一主動桿和第二主動桿與所述內輸出軸的鉸接處形成第一關節；所述第一主動桿和所述第一從動桿之間形成第二關節；所述第二主動桿和所述第二從動桿之間形成第三關節，第一從動桿和第二從動桿之間形成第四關節；

所述第一關節、所述第二關節、所述第三關節以及第四關節的樞轉軸的軸線不平行；

所述第一主動桿、第二主動桿、第一從動桿和第二從動桿均包括：第一部分、第二部分、用于使得第一部分和第二部分旋轉連接的連接環、用于固定連接環以調節所述第一部分和第二部分之間的扭轉角以及對應的關節的初始旋轉角的連接柱；

并且，所述第一主動桿的第二部分與所述第一從動桿的第二部分相鉸接；所述第二主動桿的第二部分與所述第二從動桿的第一部分相鉸接；

所述過約束兩棲機器人還包括：安裝在機身前端的深度相機；并且，多個過約束運動裝置對稱分布在所述機身的兩側。

2.根據權利要求1所述的過約束兩棲機器人，其特征在于，所述過約束連桿機構的末端設有延長桿，前側過約束連桿機構的延長桿上設有機械指。

3.根據權利要求1所述的過約束兩棲機器人，其特征在于，所述外驅動器通過準直驅的方式與所述外輸出軸連接，所述外驅動器的輸出軸與外輸出軸的減速比為1：5-1：10；

所述內驅動器通過準直驅的方式與所述內輸出軸連接，所述內驅動器的輸出軸與內輸出軸的減速比為1：5-1：10。

4.根據權利要求1所述的過約束兩棲機器人，其特征在于，外驅動器、內驅動器和過約束連桿機構末端的關系式為：

φ_i＝h_i(θ_i)＝H_i(q₁,q₂)??(1)

其中，φ_i表示為關節i的等效開鏈轉動角，θ_i表示為關節角，q₁表示為外驅動器轉速，q₂表示為內驅動器轉速，h_i(θ_i)表示關節轉動角和等效開鏈轉動角函數，H_i(q₁,q₂)表示為行將開鏈轉動角和驅動器轉速函數；

末端移動速度的表達式為：

其中，V表示末端移動速度，J表示為雅可比矩陣，si表示為關節i旋轉軸在初始位置的坐標，初始位置是指過約束機構的連桿在同一平面上時的位置，j表示為末端軸和主動軸之間的關節總數。

5.根據權利要求1所述的過約束兩棲機器人，其特征在于，所述過約束連桿機構包括以下一種機構：Bennett機構、Goldberg機構、Myard機構、Extended?Myard機構、Double-Goldberg機構、Waldron's?Hybrid機構、YuBaker's?Syncopated機構、MavroidisRoth's6R機構、Dietmaier's?6R機構、Bricard機構、Altmann's?6R機構和Wohlhart's?Hybrid?6R機構。