多運(yùn)動(dòng)模式移動(dòng)機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】多運(yùn)動(dòng)模式移動(dòng)機(jī)器人，多運(yùn)動(dòng)模式機(jī)器人包括十字桿A、十字桿B，八個(gè)擺桿，四個(gè)連桿A、四個(gè)連桿B、四個(gè)連接軸、四個(gè)調(diào)整電機(jī)和八個(gè)擺桿電機(jī)；十字桿A和十字桿B的四個(gè)端部分別連接四個(gè)擺桿，每個(gè)擺桿上設(shè)有電機(jī)，和十字桿A連接的擺桿上通過(guò)電機(jī)軸上固定連接連桿A，和十字桿B連接的擺桿上通過(guò)電機(jī)軸上固定連接連桿B，連桿A和連桿B又通過(guò)連接軸活動(dòng)連接在一起，通過(guò)控制八個(gè)擺桿的位置，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人縮放、折疊在一個(gè)狹小空間中，此外還能夠變形為環(huán)狀的滾動(dòng)機(jī)器人和四足步行機(jī)器人。
【專利說(shuō)明】多運(yùn)動(dòng)模式移動(dòng)機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動(dòng)機(jī)器人，具體涉及一種可變運(yùn)動(dòng)模式的移動(dòng)機(jī)器人。該裝置可用于軍事領(lǐng)域中勘察特殊地形，執(zhí)行特種任務(wù)；民用領(lǐng)域中用做娛樂(lè)設(shè)施等。
【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)專利申請(qǐng)CN101973319公開(kāi)了一種滾動(dòng)六面體機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)由4個(gè)支鏈和2個(gè)十字桿組成，并由2個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。能夠以滾動(dòng)方式移動(dòng)。中國(guó)專利CN102145719公開(kāi)了一種滾動(dòng)機(jī)器人，由兩個(gè)十字桿通過(guò)8個(gè)U副連接四個(gè)連桿，實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。但以上兩個(gè)技術(shù)方案由于結(jié)構(gòu)和自由度限制，機(jī)器人變形量較少，只能滾動(dòng)。專利CN102673669公開(kāi)了一種移動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)改進(jìn)運(yùn)動(dòng)支鏈，提高機(jī)構(gòu)的變形和移動(dòng)能力。為進(jìn)一步提高這類由一系列連桿組成移動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)性能，需要集成多種運(yùn)動(dòng)模式的移動(dòng)機(jī)器人方案，使得機(jī)構(gòu)能夠以多種方式變形和移動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題:提出一種由十字桿和一系列連桿組成移動(dòng)機(jī)器人，能夠集成縮放、折疊、滾動(dòng)和步行多種運(yùn)動(dòng)模式，使得機(jī)器人的移動(dòng)能力大大提高。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0005]多運(yùn)動(dòng)模式機(jī)器人包括十字桿A、十字桿B、八個(gè)擺桿、四個(gè)連桿A、四個(gè)連桿B、四個(gè)連接軸(30 )和十二個(gè)電機(jī)。
[0006]所述的十字桿A為十字外形，其中十字的水平的兩端上安裝有兩個(gè)電機(jī)，十字豎直的兩端各設(shè)有連接孔；十字桿A帶電機(jī)的兩端分別連接第一擺桿和第三擺桿，電機(jī)可分別帶動(dòng)兩個(gè)擺桿自由轉(zhuǎn)動(dòng)；十字桿A不帶帶電機(jī)的兩端分別通過(guò)轉(zhuǎn)銷活動(dòng)連接第二擺桿和第四擺桿。第一至第四擺桿上均安裝一個(gè)電機(jī)，電機(jī)軸通過(guò)頂絲固定連接一個(gè)連桿A。
[0007]所述的十字桿B為十字外形，其中十字的水平的兩端上安裝有兩個(gè)電機(jī)，十字豎直的兩端各設(shè)有連接孔；十字桿B帶電機(jī)的兩端分別連接第五擺桿和第七擺桿，電機(jī)可分別帶動(dòng)兩個(gè)擺桿自由轉(zhuǎn)動(dòng)；十字桿B不帶帶電機(jī)的兩端分別通過(guò)轉(zhuǎn)銷活動(dòng)連接第六擺桿和第八擺桿。第六至第八擺桿上均安裝一個(gè)電機(jī)，電機(jī)軸通過(guò)頂絲固定連接一個(gè)連桿B。
[0008]上述的第一、第二、第三、第擺桿上電機(jī)連接的四個(gè)連桿A通過(guò)四個(gè)連接軸分別對(duì)應(yīng)活動(dòng)連接第五、第六、第七、第八擺桿上電機(jī)連接的四個(gè)連桿B，通過(guò)以上連接關(guān)系，構(gòu)成多運(yùn)動(dòng)模式移動(dòng)機(jī)器人。
[0009]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過(guò)控制八個(gè)擺桿的位置，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人縮放、折疊在一個(gè)狹小空間中，此外還能夠變形為環(huán)狀的滾動(dòng)機(jī)器人和四足步行機(jī)器人。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的多種運(yùn)動(dòng)模式的變化，大大提高機(jī)器人的移動(dòng)能力，同時(shí)節(jié)省運(yùn)輸和存放空間?？蓱?yīng)用與新型的野外探測(cè)、搜救機(jī)器人設(shè)計(jì)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0010]圖1多運(yùn)動(dòng)模式移動(dòng)機(jī)器人三維圖。
[0011]圖2十字桿A和調(diào)整電機(jī)安裝圖。
[0012]圖3十字桿B和調(diào)整電機(jī)安裝圖。
[0013]圖4擺桿和擺桿電機(jī)安裝圖。
[0014]圖5升降模式圖。
[0015]圖6折疊效果圖。
[0016]圖7步行模式圖。
[0017]圖8滾動(dòng)模式圖。
[0018]圖9滾動(dòng)模式側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]如圖1所示，多運(yùn)動(dòng)模式機(jī)器人包括十字桿A (10)、十字桿B (20)，八個(gè)擺桿(11、12、13、14、21、22、23、24)，四個(gè)連桿A (31)、四個(gè)連桿B (32)、四個(gè)連接軸(30)、八個(gè)擺桿電機(jī)(41、42、43、44、45、46、47、48)和四個(gè)調(diào)整電機(jī)(51、52、53、54)。
[0021]參照?qǐng)D1、圖2，所述的十字桿A (10)為十字外形，十字桿有四個(gè)端部，其中水平的兩個(gè)端部上安裝有第一調(diào)整電機(jī)(51)和第三調(diào)整電機(jī)(53 )，豎直的兩個(gè)端部設(shè)有連接孔；十字桿A (10)帶電機(jī)的兩端分別連接第一擺桿(11)和第三擺桿(13);十字桿A (10)不帶電機(jī)的兩端分別通過(guò)轉(zhuǎn)銷活動(dòng)連接第二擺桿(12)和第四擺桿(14);通過(guò)上述的連接，十字桿A (10)的四個(gè)端部分別連接了第一、第二、第三、第四擺桿(11、12、13、14)，上述的四個(gè)擺桿上分別安裝了第一、第二、第三、第四擺桿電機(jī)(41、42、43、44)，每個(gè)電機(jī)軸通過(guò)頂絲固定連接一個(gè)連桿A (31)。
[0022]參照?qǐng)D1、圖3，所述的十字桿B (20)為十字外形，十字桿有四個(gè)端部，其中水平的兩個(gè)端部上分別安裝有第二調(diào)整電機(jī)(52)和第四調(diào)整電機(jī)(54)，豎直的兩個(gè)端部設(shè)有連接孔；十字桿B (20)帶電機(jī)的兩端分別連接第五擺桿(21)和第七擺桿(23);十字桿B
(20)不帶電機(jī)的兩端分別通過(guò)轉(zhuǎn)銷活動(dòng)連接第六擺桿(22)和第八擺桿(24);通過(guò)上述連接，十字桿B (20)的四端分別連接了第五、第六、第七、第八擺桿(21、22、23、24)，上述的四個(gè)擺桿上分別安裝了第五、第六、第七、第八擺桿電機(jī)(45、46、47、48)，每個(gè)電機(jī)軸通過(guò)頂絲固定連接一個(gè)連桿B (32)。
[0023]上述的第一、第二、第三、第擺桿(11、12、13、14)上電機(jī)(40)連接的四個(gè)連桿A
(31)通過(guò)四個(gè)連接軸(30)分別對(duì)應(yīng)活動(dòng)連接第五、第六、第七、第八擺桿(21、22、23、24)上電機(jī)連接的四個(gè)連桿B (32)，通過(guò)以上連接關(guān)系，構(gòu)成多運(yùn)動(dòng)模式移動(dòng)機(jī)器人。
[0024]參照?qǐng)D1，十字桿A (10)和十字桿B (20)結(jié)構(gòu)尺寸相同，兩個(gè)十字桿的中部均有容納空間的沉臺(tái)，安裝時(shí)十字桿的沉臺(tái)口均朝外。
[0025]所述的八個(gè)擺桿的結(jié)構(gòu)尺寸完全相同，如圖4所示，擺桿為有兩個(gè)向外延伸的頂部片和側(cè)部片，頂部片上設(shè)有安裝孔和頂絲安裝孔，用以和十字桿上的電機(jī)相連，側(cè)部片上設(shè)有安裝孔的沉臺(tái)，沉臺(tái)中安裝擺桿電機(jī)，所述的頂部片和側(cè)部片正交，且側(cè)部片偏置在頂部片的一側(cè)。
[0026]以下為機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)模式變化說(shuō)明:[0027](I)升降模式:
[0028]如圖5所示，當(dāng)十字桿A (10)和十字桿B (20)上的調(diào)整電機(jī)控制八個(gè)擺桿到圖4所示的位置且鎖定，八個(gè)擺桿上的電機(jī)只能以相同速度轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)十字桿A (10)和十字桿B (20)上下相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得機(jī)器人高度變化。
[0029](2)折疊模式:
[0030]如圖6所示，當(dāng)十字桿A (10)和十字桿B (20)距離縮小至最短，且十字桿上的調(diào)整電機(jī)鎖定。此時(shí)八個(gè)擺桿交疊在一起，八個(gè)擺桿可分為四組，第一擺桿和第五擺桿為第一組同步運(yùn)動(dòng)，第二擺桿和第六擺桿為第二組同步運(yùn)動(dòng)，第三擺桿和第七擺桿為第三組同步運(yùn)動(dòng)，第四擺桿和第八擺桿為第四組同步運(yùn)動(dòng)。第一組和第三組擺桿上的電機(jī)帶動(dòng)連桿A和連桿B向上折疊，使得連桿頭部收納于十字桿A (10)的中心空間內(nèi)。第二組和第四組擺桿上的電機(jī)帶動(dòng)對(duì)應(yīng)的連桿A和連桿B向下折疊，使得連桿頭部收納于十字桿B (20)的中心空間內(nèi)，如此，機(jī)器人收縮折疊在一個(gè)狹小空間中，便于運(yùn)輸和存放。
[0031](3)步行模式:
[0032]如圖7所示，當(dāng)十字桿A (10)和十字桿B (20)距離縮小至最短，八個(gè)擺桿交疊在一起，此時(shí)，十字桿A (10)和十字桿B (20)上的四個(gè)調(diào)整電機(jī)解鎖，如此:
[0033]第一擺桿和第五擺桿為第一組同步運(yùn)動(dòng)，且第一組擺動(dòng)上連接的連桿A和連桿B作為機(jī)器人第一足。
[0034]第二擺桿和第六擺桿為第二組同步運(yùn)動(dòng)，且第二組擺動(dòng)上連接的連桿A和連桿B作為機(jī)器人第二足。
[0035]第三擺桿和第七擺桿為第三組同步運(yùn)動(dòng)，且第三組擺動(dòng)上連接的連桿A和連桿B作為機(jī)器人第三足。
[0036]第四擺桿和第八擺桿為第死組同步運(yùn)動(dòng)，且第四組擺動(dòng)上連接的連桿A和連桿B作為機(jī)器人第四足。
[0037]上述的四個(gè)足可通過(guò)十字桿上的調(diào)整電機(jī)和擺桿上的電機(jī)控制足的運(yùn)動(dòng)。
[0038](4)滾動(dòng)模式:
[0039]如圖8所示，控制十字桿A (10)和十字桿B (20)上的四個(gè)調(diào)整電機(jī)使得八個(gè)擺桿相互平行，如圖9所示，機(jī)器人可視為一個(gè)滾動(dòng)環(huán)，進(jìn)一步控制擺桿電機(jī)使得機(jī)器人以履帶方式滾動(dòng)。
[0040]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.多運(yùn)動(dòng)模式機(jī)器人，其特征在于:多運(yùn)動(dòng)模式機(jī)器人包括十字桿A(10)、十字桿B(20)，八個(gè)擺桿(11、12、13、14、21、22、23、24)，四個(gè)連桿A (31)、四個(gè)連桿B (32)、四個(gè)連接軸(30)、八個(gè)擺桿電機(jī)(41、42、43、44、45、46、47、48)和四個(gè)調(diào)整電機(jī)(51、52、53、54)； 所述的十字桿A (10)為十字外形，十字桿有四個(gè)端部，其中水平的兩個(gè)端部上安裝有第一調(diào)整電機(jī)(51)和第三調(diào)整電機(jī)(53)，豎直的兩個(gè)端部設(shè)有連接孔；十字桿A (10)帶電機(jī)的兩端分別連接第一擺桿(11)和第三擺桿(13);十字桿A (10)不帶電機(jī)的兩端分別通過(guò)轉(zhuǎn)銷活動(dòng)連接第二擺桿(12)和第四擺桿(14);通過(guò)上述的連接，十字桿A (10)的四個(gè)端部分別連接了第一、第二、第三、第四擺桿(11、12、13、14)，上述的四個(gè)擺桿上分別安裝了第一、第二、第三、第四擺桿電機(jī)(41、42、43、44)，每個(gè)電機(jī)軸通過(guò)頂絲固定連接一個(gè)連桿A(31)； 所述的十字桿B (20)為十字外形，十字桿有四個(gè)端部，其中水平的兩個(gè)端部上分別安裝有第二調(diào)整電機(jī)(52)和第四調(diào)整電機(jī)(54)，豎直的兩個(gè)端部設(shè)有連接孔；十字桿B (20)帶電機(jī)的兩端分別連接第五擺桿(21)和第七擺桿(23);十字桿B (20)不帶電機(jī)的兩端分別通過(guò)轉(zhuǎn)銷活動(dòng)連接第六擺桿(22)和第八擺桿(24);通過(guò)上述連接，十字桿B (20)的四端分別連接第五、第六、第七、第八擺桿(21、22、23、24)，上述的四個(gè)擺桿上分別安裝了第五、第六、第七、第八擺桿電機(jī)(45、46、47、48)，每個(gè)電機(jī)軸通過(guò)頂絲固定連接一個(gè)連桿B (32)； 上述的第一、第二、第三、第擺桿(11、12、13、14)上連接的四個(gè)連桿A (31)通過(guò)四個(gè)連接軸(30)分別對(duì)應(yīng)活動(dòng)連接第五、第六、第七、第八擺桿(21、22、23、24)上連接的四個(gè)連桿B (32)，通過(guò)以上連接關(guān)系，構(gòu)成多運(yùn)動(dòng)模式移動(dòng)機(jī)器人。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多運(yùn)動(dòng)模式機(jī)器人，其特征在于:所述的十字桿A(10)和十字桿B (20)結(jié)構(gòu)尺寸相同，兩個(gè)十字桿的中部均有容納空間的沉臺(tái)，安裝時(shí)十字桿的沉臺(tái)口均朝外。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多運(yùn)動(dòng)模式機(jī)器人，其特征在于:所述的八個(gè)擺桿的結(jié)構(gòu)尺寸完全相同，擺桿為有兩個(gè)向外延伸的頂部片和側(cè)部片，頂部片上設(shè)有安裝孔和頂絲安裝孔，用以和十字桿上的電機(jī)相連，側(cè)部片上設(shè)有安裝孔的沉臺(tái)，所述的頂部片和側(cè)部片正交，且側(cè)部片偏置在頂部片的一側(cè)。
【文檔編號(hào)】B62D57/032GK103465988SQ201310421904
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】姚燕安, 田耀斌 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)