CN103213130B - 一种可折叠移动机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可折叠移动机器人。所述移动机器人包括长转轴(1、6、11),驱动杆(2、7、12),固定转轴(3、8、13),下U型件(4、9、14),十字轴(5、10、15)和可折叠平台(A、B)。三根驱动杆末端与可折叠平台(B)分别由转轴连接成转动副并由卡簧轴向固定,首端由固定转轴和虎克铰连接配合与可折叠平台(A)构成球副连接。可折叠平台(A、B)各为单自由度缩放机构,通过控制可折叠平台上的驱动电机及配合驱动杆的伸缩,机器人能够呈现不同的外观构型用以适应变化的外部环境。本发明结构精妙,成本低廉,易于加工制造。可以用于星球探测、军事侦察、不同直径和直弯管道检测或除障碍及水下仿生机器人。
Description
技术领域
本发明涉及移动机器人,具体涉及一种可折叠移动机器人。本发明可以应用于星球探测、军事侦察、不同直径和直弯管道检测或除障碍及水下仿生机器人。
背景技术
并联机构有着刚度大、精度高、结构稳定、承载能力强及便于实时控制等优势,国内外研究者在并联机构领域内从不同角度已经过大量的分析与研究,且综合出了大量的机械构型。并联机构在一些领域内已经有了大量成熟应用,比如在并联机床、飞行模拟器、移动机器人等;目前,已有研究者将并联机构应用于管道机器人,且获得了较其他移动方式,如车轮移动式、履带移动式、足腿移动式等,某些方面更好的性能。
空间缩放机构以精巧的机械结构布局,使机构能够在展开时获得大的机械变形,在缩回时占用较小空间;缩放机构易于模块化、存放和运输,具有很高的实用性和经济性,在太空也因为出色的变形能力与可靠性备受重视。
目前,以并联机构为载体的管道移动机器人为例,其平台尺寸不会发生变化,且平台的工作空间较小,能适应的管道粗细范围随之较小。本发明利用并联机构的优势结合空间缩放机构的空间大缩放性能,提出了一种可折叠移动机器人。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,在管道机器人方面,目前,使用经典的Stewart并联平台应用于攀爬内外管壁,融合了并联机构具有刚度高、精度高、承载能力强等优势。现有的相同并联支链的三自由度的3SPR管道机器人上下平台整体为一个结构件,且已经具备有较强的管道适应能力和承载能力。其他的以并联机构为载体的管道移动机器人,其平台尺寸不会发生变化,平台的工作空间较小,能适应的管道粗细范围较小。在水下仿生机器人方面,利用顶、底平台可折叠且支链可伸缩的特性,可以由顶、底平台两受力面不同,经过适当改造可作为水下移动机器人,实现类水母机器人仿生运动。
一种可折叠管道移动机器人包括三根长转轴,三根驱动杆,三个固定转轴,三个下U型件,三个十字轴和两个可折叠平台(A)、(B)及它们的连接。
三个电动推杆末端分别与可折叠平台(B)上短转轴通过长转轴进行转动连接,转轴上的四个卡簧槽对应安装卡簧进行轴向固定;
电动推杆的首端为输出端,首端设有径向通孔用以安装螺栓;固定转轴固定端轴向设有圆形沉孔,径向设有通孔用于安装螺栓;
三个电动推杆的首端分别插入三个固定转轴固定端的沉孔中,且均通过螺栓固定连接;固定转轴的转轴端与下U型件的圆柱端轴向通孔配合成转动副;
可折叠平台(A)的三个上U型件与对应的驱动单元上的三个下U型件分别通过三个十字轴连接构成三个虎克铰;
所述的可折叠平台(B)由三个组成、构造方式完全相同的四边形滑块机构、一个短轴电机及相互间连接组件组成;具体包含六个连杆,三个滑槽连杆,三个滑动轴,六个U型连杆、三个短转轴、以个短轴电机;其中,所述的四边形的四条边分别为两根U型连杆、两根连杆;短转轴上方型键与滑槽连杆紧密贴合并保证短转轴上的径向通孔始终垂直于滑槽方向,其中一根连杆的首端配合面与配合连杆的末端配合面分别贴合在夹于两连杆之间的滑槽连杆的两面上,且由短转轴的长、短轴端分别作为转轴配合连接两连杆的首端和尾端通孔使两杆构成转动副;滑动轴中间粗端面在滑槽连杆的滑槽内滑动构成移动副用以保证滑槽连杆始终保持在连杆与构成的内角的角平分线上,最终保证短转轴上的径向通孔始终垂直于内角角平分线;
所述的可折叠平台(A)包括三个上U型件,一个驱动电机,三个垫片及与可折叠平台(B)完全相同的六个连杆;所述的可折叠平台(A)三个顶点处的三个转动分别是三个上U型件的圆柱端作为转轴连接两根汇交连杆构成转动副;两个中点处的两根连杆贴合面中间夹以垫片后再分别通过转销连接成转动副;剩余一个中点处两根连杆贴合面中间夹以垫片且由固定在其中连杆上的长轴电机连接配合作为平台转动驱动。
本发明的有益效果,将机构的顶、底可动平台分别设计成一个空间单自由度缩放机构,突破并联机构平台件结构尺寸通常不发生改变的设计束缚;平台能够折叠使机器人的外部整体直径缩小而可以用以适应不同直径的管道,利用并联机构的特性可以使机器人适应直弯管道,甚至可利用平台折叠后受力面大小变化使机器人能实现水中仿生运动;可折叠移动机器人的平台折叠仅需单个自由度,平台的结构简洁、零件加工简单,组装方便,适合于星球探测、军事侦察、不同直径和弯管道检测或除障碍、水下仿生机器人。
附图说明
图1可折叠移动机器人整体结构图
图2可折叠可折叠平台(A)结构图
图3驱动单元结构图
图4可折叠平台(B)结构图
图5四边形滑块机构结构图
图6可折叠平台(A)连杆与上U型件结构图
图7可折叠平台(B)转动驱动结构图
图8可折叠平台(A)转动驱动结构图
图9连杆16示意图
图10连杆18示意图
图11连杆21示意图
图12连杆23示意图
图13连杆25示意图
图14可折叠平台(A)、(B)均内折叠最小状态结构图
图15可折叠平台(A)内折叠最小状态与可折叠平台(B)内折叠至中间状态结构图
图16可折叠平台(A)成外翻等边三角形与可折叠平台(B)内折最小状态结构图
图17可折叠平台(A)外翻最小状态与可折叠平台(B)内折最小状态结构图
图18电动推杆伸缩量不同,可折叠平台(A)成内折最小状态与可折叠平台(B)成内折叠等边三角形且结构图
图19电动推杆伸缩量不同,可折叠平台(A)成外翻等边三角形与可折叠平台(B)成内折叠等边三角形结构图
图20电动推杆伸缩量不同,可折叠平台(A)成外翻极限状态与可折叠平台(B)成内折叠等边三角形结构图
图21可折叠平台(A)、(B)均成外翻等边三角形结构图
图22电动推杆伸缩量不同,可折叠平台(A)、(B)均成外翻等边三角形结构图
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明:
一种可折叠移动机器人,如图1所示,可折叠移动机器人包括第一长转轴(1)、第二长转轴(6)、第三长转轴(11),第一驱动杆(2)、第二驱动杆(7)、第三驱动杆(12),第一固定转轴(3)、第二固定转轴(8)、第三固定转轴(13),第一下U型件(4)、第二下U型件(9)、第三下U型件(14),第一十字轴(5)、第二十字轴(10)、第三十字轴(15)和可折叠平台A、可折叠平台B;
如图2所示,所述的可折叠平台A包括第一连杆(16)、第二连杆(18)、第三连杆(19)、第四连杆(21)、第五连杆(23)、第六连杆(25),第一上U型件(17)、第二上U型件(20)、第三上U型件(24)、长轴电机(22)、第一垫片(42)、第二垫片(43)、第三垫片(44);
如图3所示,所述的第一连杆(16)上包括末端通孔(16a)、阶梯孔(16b)、末端配合平面(16c)、首端配合平面(16d)、首端通孔(16e)末端通孔(16a)、首端通孔(16e)用以安装螺栓,末端通孔(16a)的轴线与首端通孔(16e)的轴线成顺时针120°扭角;阶梯孔(16b)用以安装阶梯转轴;
如图4所示,所述的第二连杆(18)上包括末端通孔(18a)、末端配合平面(18b)、首端配合平面(18c)、阶梯孔(18d)、首端通孔(18e);末端通孔(18a)的轴线与首端通孔(18e)的轴线成逆时针120°扭角;
所述的第三连杆(19)与第一连杆(16)为结构尺寸以及杆件上的特征相同的杆;
如图5所示,所述的第四连杆(21)上包括末端通孔(21a)、末端配合平面(21b)、首端配合平面(21c)、阶梯孔(21d)、电机孔(21e)、首端通孔(21f);末端通孔(21a)的轴线与首端通孔(21f)的轴线成逆时针120°扭角;电机孔(21e)用以固定电机机身;
如图6所示,所述的第五连杆(23)上包括末端电机轴顶丝孔(23a)、末端通孔(23b)、阶梯孔(23c)、末端配合平面(23d)、首端配合平面(23e)、首电机轴顶丝孔(23f)、首端通孔(23g);电机轴顶丝孔(23a)、(23f)用以安装顶丝对电机轴与连接连杆进行周向定位,末端通孔(23b)的轴线与首端通孔(23g)的轴线成顺时针120°扭角;
如图7所示,所述的第六连杆(25)上包括电机机身固定阶梯孔(25a)、末端通孔(25b)、末端配合平面(25c)、首端配合平面(25d)、阶梯孔(25e)、首端通孔(21f);末端通孔(25b)的轴线与首端通孔(25f)的轴线成逆时针120°;
如图2,8所示,位于上端的第一连杆(16)的首端通孔(16e)、位于下端的第二连杆(18)的末端通孔(18a),将第一上U型件(17)的圆柱端依次以穿过第二连杆(18)、第一连杆(16)的顺序构成转动副,并同时使第一连杆(16)的首端配合平面(16d)与第二连杆(18)的末端配合平面(18b)贴合,且在第一上U型件(17)圆柱端上的两个卡簧槽安装卡簧进行轴向定位;
第三连杆(19)与第四连杆(21)和第二上U型件(20)的上下连接与转动固定方式,第五连杆(23)与第六连杆(25)和第三上U型件(24)的上下连接与转动固定方式完全相同于第一连杆(16)与第二连杆(18)和第一上U型件(17)的上下连接与转动固定方式;
位于下端的第二连杆(18)的首端配合面(18c)与位于上端的第三连杆(19)的末端配合面分别贴合在夹于第二连杆(18)与第三连杆(19)之间的第二垫片(43)的两面上,且保证第二连杆(18)的首端通孔(18e)、第三连杆(19)的末端通孔及第二垫片(43)的内通孔同轴;
第六连杆(25)、第一连杆(16)与第一垫片(42)的配合、连接及安装方式与第二连杆(18)、第三连杆(19)与第二垫片(43)相同;
如图9所示,位于上端的第四连杆(21)的首端配合面(21c)与位于下端的第五连杆(23)的末端配合面(23d)分别与夹于两杆之间的第三垫片(44)的两端面贴合连接,并保证第四连杆(21)的首端通孔(21f)、第五连杆(23)的末端通孔(23b)同轴,长轴电机(22)输出转轴以依次穿过第四连杆(21)、第五连杆(23)的顺序插入第四连杆(21)与第五连杆(23)的同轴通孔中,长轴电机(22)的机身固定孔(22a)与第四连杆(21)上的电机机身固定阶梯孔(21e)通过螺钉固定,电机输出转轴与第五连杆(23)由安装于第五连杆(23)末端电机轴顶丝孔(23f)中的顶丝进行周向固定,并通过在电机轴端卡簧槽安装卡簧进行轴向固定;
如图10所示,所述的可折叠平台B由第一四边形滑块机构(B1),第二四边形滑块机构(B2),第三四边形滑块机构(B3),以及一个短轴电机(36)构造而成;
第一四边形滑块机构(B1)上设有第二连杆(18)、第三连杆(19)以及第一短转轴(28);
第二四边形滑块机构(B2)上设有第四连杆(21)、第五连杆(23)以及第二短转轴(33);
第三四边形滑块机构(B3)上设有第一连杆(16)、第六连杆(25)以及第三短转轴(39);
其中,第一四边形滑块机构(B1)由第二连杆(18),第三连杆(19),第一滑动轴(26),第一U型连杆(27),第一短转轴(28),第一滑槽连杆(29)及第二U型连杆(30)组成;
第二四边形滑块机构(B2)由第四连杆(21),第五连杆(23),第二滑动轴(31),第三U型连杆(32),第二短转轴(33),第二滑槽连杆(34)及第四U型连杆(35)组成;
第三四边形滑块机构(B3)由第一连杆(16),第六连杆(25),第三滑动轴(37),第五U型连杆(38),第三短转轴(39),第三滑槽连杆(40)及第六U型连杆(41)组成;
如图11所示,第一四边形滑块机构(B1)的详细连接关系如下,第一短转轴(28)的方型键(28a)完全嵌入第一滑槽连杆(29)的方型键槽内,同时保证第一短转轴(28)上的径向通孔垂直于第一滑槽连杆(29)滑槽(29a)滑道方向;第二连杆(18)的首端通孔(18e)从上端插入第一短转轴(28)的长轴端,同时使首端配合平面(18c)与第一滑槽连杆(29)贴合;第三连杆(19)的末端通孔从下端插入第一短转轴(28)的短轴端,同时使末端配合平面与第一滑槽连杆(29)贴合;位于上端的第一U型连杆(27)通孔二(27b)与位于下端的第二连杆(18)首端配合平面(18c)的背面上的阶梯孔(18d)由转销构成转动副;位于下端的第二U型连杆(30)通孔二(30b)与位于上端的第三连杆(19)的末端配合平面的背面上的阶梯孔由转销构成转动副;位于上端的第一U型连杆(27)通孔一(27a)与位于下端的第二U型连杆(30)通孔一(30a)分别与第一滑动轴(26)的两端细轴进行转动连接,同时使第一滑动轴(26)的中间粗轴端面作为滑块与第一滑槽连杆(29)的滑槽(29a)配合构成移动副;
第一滑动轴(26)的中间粗端面在第一滑槽连杆(29)的滑槽(29a)内滑动,保证第一滑槽连杆(29)始终保持在第二连杆(18)与第三连杆(19)构成的内角的角平分线上,第一短转轴(28)上方型键(28a)与第一滑槽连杆(29)配合并保证第一短转轴(28)上的径向通孔始终垂直于内角角平分线;
可折叠平台B上的第二四边形滑块机构(B2),第三四边形滑块机构(B3)的杆件组成以及相互间的装配和运动关系与第一四边形滑块机构(B1)完全相同;
如图10所示,所述的位于可折叠平台A的第一连杆(16)的首端通孔(16e)与位于可折叠平台B的第二连杆(18)的末端通孔(18a)由转销连接成转动副,并同时保证可折叠平台A的第一连杆(16)的首端配合面(16d)与可折叠平台B的第二连杆(18)的末端配合面(18b)贴合;
所述的位于可折叠平台B的第三连杆(19)的首端通孔与位于可折叠平台A的第四连杆(21)的末端通孔(21a)由转销连接成转动副,并同时保证可折叠平台B的第三连杆(19)的首端配合面与可折叠平台A第四连杆(21)的末端配合面(21b)贴合;
如图12所示,位于可折叠平台A的第五连杆(23)首端配合面(23e)与位于可折叠平台B的第六连杆(25)的末端配合面(25c)进行贴合连接,并保证可折叠平台B的第六连杆(25)的末端通孔(25b)、可折叠平台A的第五连杆(23)的首端通孔(23g)同轴,短轴电机(36)的短转轴以依次穿过可折叠平台B的第六连杆(25)、可折叠平台A的第五连杆(23)的顺序插入可折叠平台B的第六连杆(25)与可折叠平台A第五连杆(23)的同轴通孔中,短轴电机(36)的机身固定孔(36a)与可折叠平台B的第六连杆(25)上的电机机身固定阶梯孔(25a)通过螺钉固定,电机轴与可折叠平台A第五连杆(23)由安装于第五连杆(23)首端电机轴顶丝孔(23f)中的顶丝进行周向固定,并通过在电机轴末端卡簧槽上安装卡簧进行轴向固定。
如图1、13所示,所述的可折叠平台A与可折叠平台B的连接方式如下:
第一驱动杆(2)的末端孔(2a)与可折叠平台B上第三四边形滑块机构(B3)的第三短转轴(39)上的径向通孔通过第一长转轴(1)连接,并由第一长转轴(1)上的四个卡簧槽通过安装卡簧进行轴向定位;所述的第一驱动杆(2)的首端作为输出端直接插入第一固定转轴(3)固定端(3a)的沉孔中,且通过螺栓固定连接;第一固定转轴(3)的转轴端(3b)与第一下U型件(4)的圆柱端(4a)轴向通孔配合成转动副;第一下U型件(4)的U型端设有两通孔分别与第一十字轴(5)的第一十字轴长轴(5a)两端配合构成转动副,并通过第一十字轴长轴(5a)上的卡簧槽通过安装卡簧进行轴向定位;
可折叠平台A上的第一上U型件(17)的U型端设有两通孔分别与第一十字轴(5)的第一十字轴短轴(5b)两端配合构成转动副,并通过第一十字轴短轴(5b)上的卡簧槽通过安装卡簧进行轴向定位;
第二驱动杆(7)、第三驱动杆(12)分别与可折叠平台B上第一四边形滑块机构(B1)的第一短转轴(28)、第二四边形滑块机构(B2)的第二短转轴(33)的连接方式和轴向定位与第一驱动杆(2)与可折叠平台B上第三四边形滑块机构(B3)的第三短转轴(39)的连接方式和轴向定位相同;第二上U型件(20)、第三上U型件(24)分别与第二十字轴(10)、第三十字轴(15)的连接方式和轴向定位与第一上U型件(17)和第一十字轴(5)连接方式和轴向定位相同;
具体使用方法:
如图1所示,可折叠移动机器人的可折叠平台(A)的长轴电机(22)与可折叠平台(B)的短轴电机分别保证第四连杆(21)与第五连杆(23)及第五连杆(23)与第六连杆(25)成180°时,使可折叠平台(A)与可折叠平台(B)分别保持成内折叠等边三角形,即可折叠平台(A)上的三个上U型件及可折叠平台(B)上的三个短转轴分别位于等边三角形的三个顶点处时,称为整个机构处于运动的初始状态。
所述的平台内折叠或外翻过程是指从可折叠平台(A)上的三个上U型件或可折叠平台(B)上的三个短转轴分别位于等边三角形的三个顶点处时为临界点(称为内折叠等边三角形状态);控制电机轴转向,若随着转动驱动三个顶点与三个中点分别直接产生聚拢运动则称之为内折叠过程,反之,则为外翻过程,外翻过程中使得可折叠平台(A)上的三个上U型件及可折叠平台(B)上的三个短转轴分别位于等边三角形的三边中点处的状态,称为外翻等边三角形状态。
如图14所示,在图16机器人初始状态下,保持三个驱动单元内电动推杆长度不变,顶、可折叠平台(B)分别为一个自由度的空间折叠机构,控制两电机轴的转向,向内折叠顶、可折叠平台(B)使得机器人缩回成最小状态。
如图15所示,在图14机器人的状态下,保持可折叠平台(A)内折叠最小状态不变,电动推杆长度不变时,控制可折叠平台(B)电机轴转向与图14的转向相反,可折叠平台(B)从内折叠最小状态展开至内折叠的中间状态。
如图16所示,将可折叠平台(A)外翻至外翻等边三角形状态,可折叠平台(B)保持内折叠最小状态不变的整体结构图。
如图17所示,将可折叠平台(B)内折叠成最小状态时,可折叠平台(A)外翻至极限状态的机器人整体结构图。
如图18所示,当可折叠平台(B)处于内折叠等边三角形状态,可折叠平台(A)内折叠至最小状态,且第一驱动杆(2)与第三驱动杆(12)伸展量相等且较大,第二驱动杆(7)伸展量较小时,机器人的整体结构图。
如图19所示,当可折叠平台(B)处于内折叠等边三角形状态,可折叠平台(A)外翻至外翻等边三角形状态,且第二驱动杆(7)与第三驱动杆(12)伸展量相等且较大,第一驱动杆(2)伸展量较小时,机器人的整体结构图。
如图20所示,当可折叠平台(B)处于内折叠等边三角形状态,可折叠平台(A)外翻至极限状态,且第一驱动杆(2)与第二驱动杆(7)伸展量相等且较小,第三驱动杆(12)伸展量较大时,机器人的整体结构图。
如图21所示,三根电动推杆伸缩长度不变,将可折叠平台(A)与可折叠平台(B)均外翻至外翻等边三角形状态时机器人的整体结构图。
如图22所示,在图21的基础上,将第一驱动杆(2)与第二驱动杆(7)伸展量相等且较小,,第三驱动杆(12)伸展量较大时,机器人的整体结构图。
Claims (2)
1.一种可折叠移动机器人,其特征在于:
可折叠移动机器人包括第一长转轴(1)、第二长转轴(6)、第三长转轴(11),第一驱动杆(2)、第二驱动杆(7)、第三驱动杆(12),第一固定转轴(3)、第二固定转轴(8)、第三固定转轴(13),第一下U型件(4)、第二下U型件(9)、第三下U型件(14),第一十字轴(5)、第二十字轴(10)、第三十字轴(15)和可折叠平台A、可折叠平台B;
所述的可折叠平台A包括第一连杆(16)、第二连杆(18)、第三连杆(19)、第四连杆(21)、第五连杆(23)、第六连杆(25),第一上U型件(17)、第二上U型件(20)、第三上U型件(24)、长轴电机(22)、第一垫片(42)、第二垫片(43)、第三垫片(44);
所述的第一连杆(16)上包括末端通孔(16a)、阶梯孔(16b)、末端配合平面(16c)、首端配合平面(16d)、首端通孔(16e)末端通孔(16a)、首端通孔(16e)用以安装螺栓,末端通孔(16a)的轴线与首端通孔(16e)的轴线成顺时针120°扭角;阶梯孔(16b)用以安装阶梯转轴;
所述的第二连杆(18)上包括末端通孔(18a)、末端配合平面(18b)、首端配合平面(18c)、阶梯孔(18d)、首端通孔(18e);末端通孔(18a)的轴线与首端通孔(18e)的轴线成逆时针120°扭角;
所述的第三连杆(19)与第一连杆(16)为结构尺寸以及杆件上的特征相同的杆;
所述的第四连杆(21)上包括末端通孔(21a)、末端配合平面(21b)、首端配合平面(21c)、阶梯孔(21d)、电机孔(21e)、首端通孔(21f);末端通孔(21a)的轴线与首端通孔(21f)的轴线成逆时针120°扭角;电机孔(21e)用以固定电机机身;
所述的第五连杆(23)上包括末端电机轴顶丝孔(23a)、末端通孔(23b)、阶梯孔(23c)、末端配合平面(23d)、首端配合平面(23e)、首电机轴顶丝孔(23f)、首端通孔(23g);电机轴顶丝孔(23a)、(23f)用以安装顶丝对电机轴与连接连杆进行周向定位,末端通孔(23b)的轴线与首端通孔(23g)的轴线成顺时针120°扭角;
所述的第六连杆(25)上包括电机机身固定阶梯孔(25a)、末端通孔(25b)、末端配合平面(25c)、首端配合平面(25d)、阶梯孔(25e)、首端通孔(21f);末端通孔(25b)的轴线与首端通孔(25f)的轴线成逆时针120°;
其中,位于上端的第一连杆(16)的首端通孔(16e)、位于下端的第二连杆(18)的末端通孔(18a),将第一上U型件(17)的圆柱端依次以穿过第二连杆(18)、第一连杆(16)的顺序构成转动副,并同时使第一连杆(16)的首端配合平面(16d)与第二连杆(18)的末端配合平面(18b)贴合,且在第一上U型件(17)圆柱端上的两个卡簧槽安装卡簧进行轴向定位;
第三连杆(19)与第四连杆(21)和第二上U型件(20)的上下连接与转动固定方式,第五连杆(23)与第六连杆(25)和第三上U型件(24)的上下连接与转动固定方式完全相同于第一连杆(16)与第二连杆(18)和第一上U型件(17)的上下连接与转动固定方式;
位于下端的第二连杆(18)的首端配合面(18c)与位于上端的第三连杆(19)的末端配合面分别贴合在夹于第二连杆(18)与第三连杆(19)之间的第二垫片(43)的两面上,且保证第二连杆(18)的首端通孔(18e)、第三连杆(19)的末端通孔及第二垫片(43)的内通孔同轴;
第六连杆(25)、第一连杆(16)与第一垫片(42)的配合、连接及安装方式与第二连杆(18)、第三连杆(19)与第二垫片(43)相同;
位于上端的第四连杆(21)的首端配合面(21c)与位于下端的第五连杆(23)的末端配合面(23d)分别与夹于两杆之间的第三垫片(44)的两端面贴合连接,并保证第四连杆(21)的首端通孔(21f)、第五连杆(23)的末端通孔(23b)同轴,长轴电机(22)输出转轴以依次穿过第四连杆(21)、第五连杆(23)的顺序插入第四连杆(21)与第五连杆(23)的同轴通孔中,长轴电机(22)的机身固定孔(22a)与第四连杆(21)上的电机机身固定阶梯孔(21e)通过螺钉固定,电机输出转轴与第五连杆(23)由安装于第五连杆(23)末端电机轴顶丝孔(23f)中的顶丝进行周向固定,并通过在电机轴端卡簧槽安装卡簧进行轴向固定;
所述的可折叠平台B由第一四边形滑块机构(B1),第二四边形滑块机构(B2),第三四边形滑块机构(B3),以及一个短轴电机(36)构造而成;
第一四边形滑块机构(B1)上设有第二连杆(18)、第三连杆(19)以及第一短转轴(28);
第二四边形滑块机构(B2)上设有第四连杆(21)、第五连杆(23)以及第二短转轴(33);
第三四边形滑块机构(B3)上设有第一连杆(16)、第六连杆(25)以及第三短转轴(39);
第一四边形滑块机构(B1)的第三连杆(19)与第二四边形滑块机构(B2)的第四连杆(21)进行转动连接;
第二四边形滑块机构(B2)的第五连杆(23)与第三四边形滑块机构(B3)的第六连杆(25)由安装在第六连杆(25)上的短轴电机(36)构成转动驱动;
第三四边形滑块机构(B3)的第一连杆(16)与第一四边形滑块机构(B1)的第二连杆(18)进行转动连接;
所述的可折叠平台A与可折叠平台B的连接方式如下:
第一驱动杆(2)的末端孔(2a)与可折叠平台B上第三四边形滑块机构(B3)的第三短转轴(39)上的径向通孔通过第一长转轴(1)连接,并由第一长转轴(1)上的四个卡簧槽通过安装卡簧进行轴向定位;所述的第一驱动杆(2)的首端作为输出端直接插入第一固定转轴(3)固定端(3a)的沉孔中,且通过螺栓固定连接;第一固定转轴(3)的转轴端(3b)与第一下U型件(4)的圆柱端(4a)轴向通孔配合成转动副;第一下U型件(4)的U型端设有两通孔分别与第一十字轴(5)的第一十字轴长轴(5a)两端配合构成转动副,并通过第一十字轴长轴(5a)上的卡簧槽通过安装卡簧进行轴向定位;
可折叠平台A上的第一上U型件(17)的U型端设有两通孔分别与第一十字轴(5)的第一十字轴短轴(5b)两端配合构成转动副,并通过第一十字轴短轴(5b)上的卡簧槽通过安装卡簧进行轴向定位;
第二驱动杆(7)、第三驱动杆(12)分别与可折叠平台B上第一四边形滑块机构(B1)的第一短转轴(28)、第二四边形滑块机构(B2)的第二短转轴(33)的连接方式和轴向定位与第一驱动杆(2)与可折叠平台B上第三四边形滑块机构(B3)的第三短转轴(39)的连接方式和轴向定位相同;第二上U型件(20)、第三上U型件(24)分别与第二十字轴(10)、第三十字轴(15)的连接方式和轴向定位与第一上U型件(17)和第一十字轴(5)连接方式和轴向定位相同;
2.根据权利要求1所述的可折叠移动机器人,其特征在于:
所述的可折叠平台B由第一四边形滑块机构(B1),第二四边形滑块机构(B2),第三四边形滑块机构(B3)以及一个短轴电机(36)组成;
其中,第一四边形滑块机构(B1)由第二连杆(18),第三连杆(19),第一滑动轴(26),第一U型连杆(27),第一短转轴(28),第一滑槽连杆(29)及第二U型连杆(30)组成;
第二四边形滑块机构(B2)由第四连杆(21),第五连杆(23),第二滑动轴(31),第三U型连杆(32),第二短转轴(33),第二滑槽连杆(34)及第四U型连杆(35)组成;
第三四边形滑块机构(B3)由第一连杆(16),第六连杆(25),第三滑动轴(37),第五U型连杆(38),第三短转轴(39),第三滑槽连杆(40)及第六U型连杆(41)组成;
其中,第一四边形滑块机构(B1)的详细连接关系如下,第一短转轴(28)的方型键(28a)完全嵌入第一滑槽连杆(29)的方型键槽内,同时保证第一短转轴(28)上的径向通孔垂直于第一滑槽连杆(29)滑槽(29a)滑道方向;第二连杆(18)的首端通孔(18e)从上端插入第一短转轴(28)的长轴端,同时使首端配合平面(18c)与第一滑槽连杆(29)贴合;第三连杆(19)的末端通孔从下端插入第一短转轴(28)的短轴端,同时使末端配合平面与第一滑槽连杆(29)贴合;位于上端的第一U型连杆(27)通孔二(27b)与位于下端的第二连杆(18)首端配合平面(18c)的背面上的阶梯孔(18d)由转销构成转动副;位于下端的第二U型连杆(30)通孔二(30b)与位于上端的第三连杆(19)的末端配合平面的背面上的阶梯孔由转销构成转动副;位于上端的第一U型连杆(27)通孔一(27a)与位于下端的第二U型连杆(30)通孔一(30a)分别与第一滑动轴(26)的两端细轴进行转动连接,同时使第一滑动轴(26)的中间粗轴端面作为滑块与第一滑槽连杆(29)的滑槽(29a)配合构成移动副;
第一滑动轴(26)的中间粗端面在第一滑槽连杆(29)的滑槽(29a)内滑动,保证第一滑槽连杆(29)始终保持在第二连杆(18)与第三连杆(19)构成的内角的角平分线上,第一短转轴(28)上方型键(28a)与第一滑槽连杆(29)配合并保证第一短转轴(28)上的径向通孔始终垂直于内角角平分线;
可折叠平台B上的第二四边形滑块机构(B2),第三四边形滑块机构(B3)的杆件组成以及相互间的装配和运动关系与第一四边形滑块机构(B1)完全相同;
所述的位于可折叠平台A的第一连杆(16)的首端通孔(16e)与位于可折叠平台B的第二连杆(18)的末端通孔(18a)由转销连接成转动副,并同时保证可折叠平台A的第一连杆(16)的首端配合面(16d)与可折叠平台B的第二连杆(18)的末端配合面(18b)贴合;
所述的位于可折叠平台B的第三连杆(19)的首端通孔与位于可折叠平台A的第四连杆(21)的末端通孔(21a)由转销连接成转动副,并同时保证可折叠平台B的第三连杆(19)的首端配合面与可折叠平台A的第四连杆(21)的末端配合面(21b)贴合;
位于可折叠平台A的第五连杆(23)首端配合面(23e)与位于可折叠平台B的第六连杆(25)的末端配合面(25c)进行贴合连接,并保证可折叠平台B的第六连杆(25)的末端通孔(25b)、可折叠平台A的第五连杆(23)的首端通孔(23g)同轴,短轴电机(36)的短转轴以依次穿过可折叠平台B的第六连杆(25)、可折叠平台A的第五连杆(23)的顺序插入可折叠平台B的第六连杆(25)与可折叠平台A的第五连杆(23)的同轴通孔中,短轴电机(36)的机身固定孔(36a)与可折叠平台B的第六连杆(25)上的电机机身固定阶梯孔(25a)通过螺钉固定,电机轴与可折叠平台A的第五连杆(23)由安装于第五连杆(23)首端电机轴顶丝孔(23f)中的顶丝进行周向固定,并通过在电机轴末端卡簧槽上安装卡簧进行轴向固定。
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Families Citing this family (10)
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CN103448825B (zh) * | 2013-08-19 | 2015-11-18 | 北京交通大学 | 一种缩放穿插的移动机构 |
CN103465255B (zh) * | 2013-09-24 | 2015-08-26 | 北京交通大学 | 一种液压驱动并联移动机器人 |
CN103569231B (zh) * | 2013-10-17 | 2017-01-18 | 北京交通大学 | 多运动模式四足机器人 |
CN107053137B (zh) * | 2017-03-27 | 2019-04-30 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 一种可变形折叠的移动机器人 |
CN106863283B (zh) * | 2017-04-19 | 2023-09-22 | 姚家冀 | 一种双三棱柱移动机器人 |
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CN107932476B (zh) * | 2017-11-07 | 2020-10-20 | 广西大学 | 一种六自由度自重构并联喷涂机器人 |
CN109331477B (zh) * | 2018-12-11 | 2023-11-28 | 佛山科学技术学院 | 一种可投掷球马陆仿生变形机器人 |
CN112109928B (zh) * | 2020-08-24 | 2022-03-04 | 北京控制工程研究所 | 一种多尺寸自适应空间柔性捕获对接机构及抓捕方法 |
CN113334365B (zh) * | 2021-05-12 | 2022-08-05 | 上海工程技术大学 | 一种折展可重构多模式移动机器人 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101788093A (zh) * | 2010-03-10 | 2010-07-28 | 大庆石油学院 | 一种管道机器人驱动行走机构 |
EP2256396A1 (de) * | 2009-05-18 | 2010-12-01 | Thomas Reutemann | Vorrichtung zum Aushärten von Kunststofflinern |
CN102009708A (zh) * | 2010-11-25 | 2011-04-13 | 北京交通大学 | 一种缩放滚动机构 |
CN202533530U (zh) * | 2012-03-31 | 2012-11-14 | 山东电力研究院 | 水平绝缘子串智能检测机器人系统 |
Family Cites Families (2)
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---|---|---|---|---|
KR100397823B1 (ko) * | 2001-04-30 | 2003-09-13 | 주식회사 대인기계공업 | 음식물쓰레기 처리장치 |
DE102005054970A1 (de) * | 2005-11-16 | 2007-05-31 | Brandenburger Patentverwertung Gbr (Vertretungsberechtigte Gesellschafter Herr Joachim Brandenburger | Strahlungsquelle zur Bestrahlung von Innenwänden langgestreckter Hohlräume |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2256396A1 (de) * | 2009-05-18 | 2010-12-01 | Thomas Reutemann | Vorrichtung zum Aushärten von Kunststofflinern |
CN101788093A (zh) * | 2010-03-10 | 2010-07-28 | 大庆石油学院 | 一种管道机器人驱动行走机构 |
CN102009708A (zh) * | 2010-11-25 | 2011-04-13 | 北京交通大学 | 一种缩放滚动机构 |
CN202533530U (zh) * | 2012-03-31 | 2012-11-14 | 山东电力研究院 | 水平绝缘子串智能检测机器人系统 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106272468A (zh) * | 2016-09-18 | 2017-01-04 | 北京交通大学 | 两自由度可折叠移动机器人 |
CN106272468B (zh) * | 2016-09-18 | 2019-01-15 | 北京交通大学 | 两自由度可折叠移动机器人 |
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