[發明專利]一種用于月球基地建造的可移動操作球形機器人

在審

• 申請號: 202210547443.7
• 申請日: 2022-05-18
• 公開（公告）號: CN114939877A
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 孫漢旭;李明剛;王展彤;馬龍;孫萍
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學;北京師范大學;煤炭科學技術研究院有限公司
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于月球基地建造的可移動操作球形機器人，其特征在于：包括柔索驅動可展開球殼(1)、“剛-柔”耦合超冗余操作臂基座(2)、軟性末端緩沖關節(3)、“剛-柔”耦合伸縮關節(4)、球內天線(5)、球內太陽帆(6)、自動釋放和鎖定機構(7)、靈巧臂(8)、靈巧臂末端(9)。

所述柔索驅動可展開球殼(1)采用犰狳仿生結構，當球殼卷起時為完整球體結構，當展開時充當太陽帆。“剛-柔”耦合超冗余操作臂基座(2)、軟性末端緩沖關節(3)、“剛-柔”耦合伸縮關節(4)為球形機器人內部“剛-柔”耦合超冗余操作臂構成單元。“剛-柔”耦合超冗余操作臂通過基座(2)與柔索驅動可展開球殼(1)相連，操作臂末端通過緩沖關節(3)與操作臂連接，“剛-柔”耦合伸縮關節(4)替代了剛性連桿，使得整個操作臂組成具有10個自由度的超冗余操作臂。靈巧臂末端(9)為展開支撐機構，通過靈巧臂(8)與球殼連接。

2.如權利要求1所述，一種用于月球基地建造的可移動操作球形機器人，其特征在于：機器人有三種作業模式：球形巡航模式、靈巧臂作業模式和雙操作臂作業模式。在球形巡航模式下，機器人球殼處于密閉狀態，機器人通過超冗余操作臂上的首段“剛-柔”耦合伸縮關節(4)，基于質心偏移產生的重力矩的原理，實現球形機器人的滾動。

3.如權利要求1所述，一種用于月球基地建造的可移動操作球形機器人，其特征在于：在靈巧臂作業模式下，使其具備球-腿特性進而提升其越障高度，對于垂直高度較小的障礙可通過球形巡航模式的翻滾或靈巧臂作業模式下靈巧臂的協作完成越障；對于垂直高度超過球形機器人半徑和靈巧臂可支撐最大高度的障礙，通過靈巧臂間的對接功能實現多個機器人的組合形成開鏈串聯型拓撲結構，實現多機協作越障。

4.如權利要求1所述，一種用于月球基地建造的可移動操作球形機器人，其特征在于：在雙操作臂作業模式下，機器人球殼展開，使球內太陽帆(6)開始工作為機器人提供能源。雙操作臂由超冗余操作臂基座(2)和靈巧臂末端(9)作為支撐，使左右兩個超冗余操作臂在空間內實現對外大范圍操作。

5.如權利要求4所述，一種用于月球基地建造的可移動操作球形機器人，其特征在于：機器人可實現與其他機器人之間的相互通信，在雙操作臂作業模式，多機器人可相互配合，實現協同作業，共同完成月球極端環境下的基地建造復雜任務。