CN104709376B - 一种变胞机构式可越障机器蟹 - Google Patents

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Abstract

一种变胞机构式可越障机器蟹，该机器蟹的六个魔方中心转动块安装在魔方中心十字块上，可绕魔方中心十字块转动，魔方第一棱块、魔方第二棱块卡入魔方中心转动块之间的空位当中，魔方第一角块和魔方第二角块卡入到剩下的空位当中，第一轴承安装在魔方第二棱块上的孔中，第二轴承安装在魔方第二角块上的孔中，变胞杆一端安装于魔方中心转动块上，另一端安装于变胞操作杆上，该机器蟹是一个灵活多变的机构，它既能稳定的承载物件又可以通过变胞改变自由度来使其能够在空间中对产品进行操作，还可以灵活改变构态来越过障碍物。

Description

一种变胞机构式可越障机器蟹
技术领域
本发明涉及一种机械设计领域，特别是一种变胞机构式可越障机器蟹。
背景技术
近年来，随着工业自动化程度的不断提升，机器人的设计也越来越受到人们的重视，机器人的灵活性也是评判机器人的重要指标之一，然而机器人灵活性的实现很大程度上取决于机器人的内部机构，目前在国内外能比较灵活的机构就是变胞机构，变胞机构通过改变机构的自由度来实现机构构态的灵活变换，因此可变胞的机器人广受国内外学者的研究，在工厂当中由于很多地方都摆放有东西，有些道路比较狭窄，因此有必要设计一种既能够灵活越过障碍物又能够灵活作业的机器人。
目前尚未见有一种既能够灵活越过障碍物又能够在多构态下灵活作业的变胞机器人的创新发明设计。
发明内容
本发明的目的是提供一种变胞机构式可越障机器蟹，既能够在稳定的三角形结构中承载物件，又能够通过变胞改变机构的构态来实现灵活作业，还可以灵活地通过障碍物，大大提高了生产效率。
本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种变胞机构式可越障机器蟹，该机器蟹的六个魔方中心转动块安装在魔方中心十字块上，可绕魔方中心十字块转动，魔方第一棱块、魔方第二棱块卡入魔方中心转动块之间的空位当中，魔方第一角块和魔方第二角块卡入到剩下的空位当中，第一轴承安装在魔方第二棱块上的孔中，第二轴承安装在魔方第二角块上的孔中，第一连杆安装于第一轴承中，第二连杆通过第一销轴与第一连杆相连，第三连杆通过第二销轴与第二连杆相连，第一操作手指一关节通过第三销轴与第三连杆相连，第一操作手指二关节通过第四销轴与第一操作手指一关节相连，第四连杆安装于第二轴承中，第五连杆通过第五销轴与第四连杆相连，第六连杆通过第六销轴与第五连杆相连，第二操作手指一关节通过第七销轴与第六连杆相连，第二操作手指二关节通过第八销轴与第二操作手指一关节相连，变胞操作杆穿过魔方中心转动块和魔方中心十字块上的通孔，并可在其间左右移动，变胞杆一端安装于魔方中心转动块上，另一端安装于变胞操作杆上。
所述魔方中心转动块上开有球形槽，并且在球形槽的侧壁开有一个小角度的弧形槽，弧形槽的开设是为了让变胞操作杆上的小键能卡入其中。
所述变胞操作杆端部焊接有小键，用于当变胞操作杆端部移动入魔方中心转动块中开有的球形槽中时旋到球形槽侧壁的弧形槽中，以固定变胞操作杆的位置。
本发明的突出优点在于：
1、该机器蟹为可变胞的机器人，在第一构态下可承载物件，在第二构态下可灵活作业，变胞方式简单快捷。
2、该机器蟹的主体是三个魔方体，两个操作手分别安装在魔方的棱块和角块上，当机器蟹在第二构态下作业时，可通过转动魔方来使两个操作手达到魔方的任意位置，具有极强的灵活性和定位精准性。
3、由于该机器蟹构态变化很灵活，因此该机器蟹具有极强的越过障碍物的能力，可在两个构态下以多种形式越过大小障碍物，在一定程度上提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明所述的变胞机构式可越障机器蟹魔方主体的结构示意图。
图2是本发明所述的变胞机构式可越障机器蟹第一操作手指部分局部放大图。
图3是本发明所述的变胞机构式可越障机器蟹变胞操作杆的结构示意图。
图4是本发明所述的变胞机构式可越障机器蟹的魔方中心十字块的结构示意图。
图5是本发明所述的变胞机构式可越障机器蟹的魔方中心转动块的结构示意图。
图6是本发明所述的变胞机构式可越障机器蟹第一构态下的结构示意图。
图7是本发明所述的变胞机构式可越障机器蟹的第二构态下单边作业的示意图。
图8是本发明所述的变胞机构式可越障机器蟹的第二构态下双边作业的示意图。
图9是本发明所述的变胞机构式可越障机器蟹越过大型障碍物的示意图。
图10是本发明所述的变胞机构式可越障机器蟹越过小型障碍物的示意图。
图11是本发明所述的变胞机构式可越障机器蟹第二操作手指部分局部放大图。
图中标记为：1.魔方第一棱块；2.魔方中心转动块；3.魔方第一角块；4.变胞操作杆；5.第二轴承；6.魔方第二角块；7.第一轴承；8.魔方第二棱块；9.第一连杆；10.第一销轴；11.第二连杆；12.第二销轴；13.第三连杆；14.第三销轴；15.第一操作手指一关节；16.第四销轴；17.第一操作手指二关节；18.魔方中心十字块；19.变胞杆；20.第四连杆；21.第五销轴；22.第五连杆；23.第六销轴；24.第六连杆；25.第七销轴；26.第二操作手指一关节；27.第八销轴；28.第二操作手指二关节。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。
如图1、图2、图6和图11所示，本发明所述的变胞机构式可越障机器蟹，具体结构连接关系为：
六个魔方中心转动块2安装在魔方中心十字块18上，可绕魔方中心十字块18转动，魔方第一棱块1、魔方第二棱块8卡入魔方中心转动块2之间的空位当中，魔方第一角块3和魔方第二角块6卡入到剩下的空位当中，第一轴承7安装在魔方第二棱块8上的孔中，第二轴承5安装在魔方第二角块6上的孔中，第一连杆9安装于第一轴承7中，第二连杆11通过第一销轴10与第一连杆9相连，第三连杆13通过第二销轴12与第二连杆11相连，第一操作手指一关节15通过第三销轴14与第三连杆13相连，第一操作手指二关节17通过第四销轴16与第一操作手指一关节15相连，第四连杆20安装于第二轴承5中，第五连杆22通过第五销轴21与第四连杆20相连，第六连杆24通过第六销轴23与第五连杆22相连，第二操作手指一关节26通过第七销轴25与第六连杆24相连，第二操作手指二关节28通过第八销轴27与第二操作手指一关节26相连，变胞操作杆4穿过魔方中心转动块2和魔方中心十字块18上的通孔，并可在其间左右移动，变胞杆19一端安装于魔方中心转动块2上，另一端安装于变胞操作杆4上。
本发明的工作原理是：
如图6所示，在第一构态下，三根变胞杆19均连入魔方主体构成三角形稳定结构，此时可承载物件；
如图3所示，在自然状态下，变胞操作杆4的端部的半球状外壳是张开的，变胞杆19端部的球状体可插入变胞操作杆4端部的半球状外壳，为了包住球状体，移动变胞操作杆4使其逐渐进入魔方中心转动块2上的球形槽中，此时外壳受到挤压，逐渐包住变胞杆19端部的球状体，等外壳完全包住变胞杆19端部的球状体时，旋转变胞操作杆4，使其外壳上的小键旋入魔方中心转动块2球形槽侧面的弧形槽中，定位完成，此时连接完成；反之，当变胞操作杆4移出魔方中心转动块2上开有的球形槽时，变胞操作杆4端部的外壳张开，变胞杆19可脱离连接；在第二构态下，其中一根变胞杆19脱离连接，魔方中心转动块2可绕着魔方中心十字块18心轴转动，此时变胞杆19如同机器人的手臂，其连接方式为球副连接，在空间内可任意转动，且可通过转动魔方，使其调整到最佳位置，此时可单边作业也可以双边作业。
如图7和图8所示，魔方主体上的由第一连杆9、第二连杆11和第三连杆13组成的两个手臂分别安装在魔方第二棱块8和魔方第二角块6上，两手臂可通过转动魔方主体达到魔方的任意位置，实现精确定位；
如图9所示，当障碍物较大时，机器蟹可采用第二构态，绕过障碍物。
如图10所示，在第一构态下时，机器蟹可通过转动魔方主体越过小型障碍物。

Claims (3)

1.一种变胞机构式可越障机器蟹，其特征在于，该机器蟹的六个魔方中心转动块安装在魔方中心十字块上，可绕魔方中心十字块转动，魔方第一棱块、魔方第二棱块卡入魔方中心转动块之间的空位当中，魔方第一角块和魔方第二角块卡入到剩下的空位当中，第一轴承安装在魔方第二棱块上的孔中，第二轴承安装在魔方第二角块上的孔中，第一连杆安装于第一轴承中，第二连杆通过第一销轴与第一连杆相连，第三连杆通过第二销轴与第二连杆相连，第一操作手指一关节通过第三销轴与第三连杆相连，第一操作手指二关节通过第四销轴与第一操作手指一关节相连，第四连杆安装于第二轴承中，第五连杆通过第五销轴与第四连杆相连，第六连杆通过第六销轴与第五连杆相连，第二操作手指一关节通过第七销轴与第六连杆相连，第二操作手指二关节通过第八销轴与第二操作手指一关节相连，变胞操作杆穿过魔方中心转动块和魔方中心十字块上的通孔，并可在其间左右移动，变胞杆一端安装于魔方中心转动块上，另一端安装于变胞操作杆上。
2.根据权利要求1所述的变胞机构式可越障机器蟹，其特征在于：所述魔方中心转动块上开有球形槽，在球形槽的侧壁开有弧形槽。
3.根据权利要求1所述的变胞机构式可越障机器蟹，其特征在于：所述变胞操作杆端部焊接有小键。
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