CN110076754A - 一种多运动模式的移动并联机构及其控制方法 - Google Patents
一种多运动模式的移动并联机构及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110076754A CN110076754A CN201910352735.3A CN201910352735A CN110076754A CN 110076754 A CN110076754 A CN 110076754A CN 201910352735 A CN201910352735 A CN 201910352735A CN 110076754 A CN110076754 A CN 110076754A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steering engine
- revolute pair
- lower platform
- junction
- parallel connection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics
- B25J9/0045—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics with kinematics chains having a rotary joint at the base
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
Abstract
本发明属于运动控制的技术领域,公开了一种多运动模式的移动并联机构,包括平行四边形结构的上平台和下平台,所述上平台与下平台平行设置,两者之间设置有多条支链,多条所述支链彼此平行设置,包括三个转动副和一个移动副,其首尾端通过舵机与上平台和下平台相连,所有所述转动副的转动轴的轴向中心线均相互平行,且与上平台或者下平台的同一边平行。还公开了一种多运动模式的移动并联机构的控制方法,通过多个所述舵机控制对应的第一转动副、第二转动副的转动,带动对应的第三转动副的转动,从而控制对应支链不断地弯曲和拉直,实现上平台和下平台的交替着地,进而实现移动并联机构的滚动模式。
Description
技术领域
本发明涉及运动控制的技术领域,尤其涉及一种多运动模式的移动并联机构及其控制方法。
背景技术
随着机器人的发展热潮,移动机器人已经应用于很多领域,例如抢险救灾、太空探索、军事侦察、以及自主排爆等自主作业任务,作业环境往往是平坦与崎岖共存的多重特征任务环境,单一运动方式的机器人已无法适应复杂多变的环境,因此,多模式移动机构是当今移动机器人发展的需求。
目前,将多种移动方式如全姿态滚动、四足行走在同一个机构上集成和切换的机构,如美国NASA资助研制了“丹蒂”八足行走机器人,波士顿动力公司研制了一种四足机器人BigDog,虽然以上机器人具有多种运动模式,但其以模块化自重构方式实现多运动模式,具有控制复杂、刚度、精度不足以及稳定性较差等缺点。此外,由于并联机构具有刚度高、精度高、承载力大的特点及其固有属性,将其应用于多模式移动机构中的研究很少,因此,开发一种刚度好且控制简单的多模式步滚移动并联机构极具现实意义。
发明内容
本发明提供了一种多运动模式的移动并联机构及控制方法,解决了现有多运动模式的机器人,控制复杂、刚度、精度不足以及稳定性较差等问题。
本发明可通过以下技术方案实现:
一种多运动模式的移动并联机构,包括平行四边形结构的上平台和下平台,所述上平台与下平台平行设置,两者之间设置有多条支链,多条所述支链彼此平行设置,包括三个转动副和一个移动副,其首尾端通过舵机与上平台和下平台相连,所有所述转动副的转动轴的轴向中心线均相互平行,且与上平台或者下平台的同一边平行。
进一步,所述舵机设置有多个,分布设置在上平台和下平台相对的一面的四个角上,所述上平台的舵机与支链首端的第一转动副相连,所述下平台的舵机与支链尾端的第二转动副相连,所述第一转动副通过移动副与第三转动副相连,所述第三转动副通过连杆与第二转动副相连。
进一步,所述移动副设置为电动伸缩杆。
一种基于上文所述的多运动模式的移动并联机构的控制方法,利用设置在上平台和下平台上的多个舵机之间的协同作业控制多条支链的运动,实现移动并联机构的滚动、行走和越障模式及其模式之间的切换。
进一步,通过多个所述舵机控制对应的第一转动副、第二转动副的转动,带动对应的第三转动副的转动,从而控制对应支链不断地弯曲和拉直,实现上平台和下平台的交替着地,进而实现移动并联机构的滚动模式。
进一步,滚动模式的控制方法包括以下步骤:
将所述上平台的四个舵机依次顺时标记为M1、M2、M3和M4,对应舵机M1、M2、M3和M4,所述下平台的四个舵机依次标记为M5、M6、M7和M8,滚动模式的初始状态设置为锁定四个移动副,下平台着地,与之相连的四个支链垂直于上平台和下平台站立,
步骤一、通过舵机M5、M6、M7和M8控制对应的第二转动副向滚动方向同时转动,带动对应的第三转动副同时转动,使对应的连杆与移动副之间产生夹角,直至整个移动并联机构的重心超过下平台的边界;
步骤二、通过舵机M1、M2、M3和M4控制对应的第一转动副向滚动方向同时转动,带动对应的第三转动副同时转动,直至对应的连杆与移动副处于同一直线上;
步骤三、通过舵机M1、M2与舵机M5、M6或舵机M3、M4与舵机M7、M8控制对应的第一转动副、第二转动副向滚动方向同时转动,带动舵机M3、M4与舵机M7、M8或者舵机M1、M2与舵机M5、M6对应第一转动副、第二转动副向滚动方向同时转动,直至整个移动并联机构的重心超过上平台的中心,从而使上平台着地,与之相连的四个支链垂直于上平台和下平台站立;
步骤四、重复步骤一至三,使下平台着地,与之相连的四个支链垂直于上平台和下平台站立;
步骤五、重复步骤一至四,使上平台、下平台交替着地,完成移动并联机构的滚动模式。
进一步,所述步骤一中通过舵机M5、M6、M7和M8控制对应的第二转动副的转动角度设置为45度;通过舵机M1、M2与舵机M5、M6或舵机M3、M4与舵机M7、M8控制对应的第一转动副、第二转动副向滚动方向同时转动,直至上平台与地面的夹角小于30度。
进一步,通过设置在所述下平台上的多个舵机控制对应的第二转动副同时转动,带动对应的第三转动副、第一转动副的转动,使对应的连杆与移动副连接处着地,形成四足结构,再通过所述下平台上的多个舵机控制对应的第三转动副逐个抬起、落地,实现移动并联机构的行走模式;再通过所述下平台上的多个舵机控制对应的第三转动副逐个抬起、落地以及对应移动副的伸长和缩短,实现移动并联机构的越障模式。
进一步,行走模式的控制方法包括以下步骤:
将所述上平台的四个舵机依次顺时标记为M1、M2、M3和M4,对应舵机M1、M2、M3和M4,所述下平台的四个舵机依次标记为M5、M6、M7和M8,行走模式的初始状态设置为锁定四个移动副,舵机M5、M6、M7和M8控制对应的第二转动副同时向下转动120度,使下平台整体上抬,对应的连杆与移动副连接处着地站立,所述连接处依次标记为a、b、c、d,移动并联机构重心的初始位置处于机构的几何中心,
步骤Ⅰ、通过舵机M5控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处a沿地面向下平台的内侧移动,连接处b朝行进方向抬起;
步骤Ⅱ、通过舵机M8控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处d沿地面向下平台的内侧移动,移动并联机构的重心沿行进方向超过初始位置,连接处b落地,连接处d抬起;
步骤Ⅲ、通过舵机M6控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处b沿地面向下平台的内侧移动,连接处d落地,连接处a朝行进方向抬起;
步骤Ⅳ、通过舵机M7控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处c沿地面向下平台的内侧移动,移动并联机构的重心沿行进方向超过初始位置,连接处a落地,带动整个移动并联机构向行进方向移动;
步骤Ⅴ、通过舵机M5、M6、M7和M8控制对应的第二转动副同时下平台的内侧转动相同的设定角度,使移动并联机构回复初始状态;
步骤Ⅵ、重复步骤Ⅰ至Ⅴ,使移动并联机构始终处于行走状态。
进一步,越障模式的控制方法包括以下步骤:
将所述上平台的四个舵机依次顺时标记为M1、M2、M3和M4,对应舵机M1、M2、M3和M4,所述下平台的四个舵机依次标记为M5、M6、M7和M8,越障模式的初始状态设置为舵机M5、M6、M7和M8控制对应的第二转动副同时向下转动120度,使下平台整体上抬,对应的连杆与移动副连接处着地站立,所述连接处依次标记为a、b、c、d,连接处a、b靠近障碍物,
步骤ⅰ、通过舵机M5控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处a沿地面向下平台的内侧移动,连接处b向上抬起同时对应的移动副缩短,与障碍物的顶部接触;
步骤ⅱ、通过舵机M6控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处b越过障碍物沿地面向下平台的内侧移动,连接处a向上抬起同时对应的移动副缩短,越过障碍物;
步骤ⅲ、连接处a、b对应的移动副伸长至初始状态,按照权利要求9所述的行进模式行进,直至连接处c、d靠近障碍物;
步骤ⅳ、通过舵机M8控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处d沿地面向下平台的内侧移动,同时对应的移动副缩短,越过障碍物;
步骤ⅴ、通过舵机M7控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处c沿地面向下平台的内侧移动,同时对应的移动副缩短,越过障碍物;
步骤ⅶ、连接处c、d对应的移动副伸长至初始状态,从而使移动并联机构的连接处a、b、c、d回复初始状态。
本发明有益的技术效果在于:
(1)采集对称的4-RRPR多模式移动并联机构为本体作为移动机构,利用4-RRPR移动并联机构的变形特点,实现了“全姿态”滚动、四足行走、越障等多种运动模式,避免了单一移动方式的局限性,适应性好,可应对多重特征任务环境如台阶、沟道、斜坡等具有典型特征的地形,应用前景广泛;
(2)本发明的4-RRPR多模式移动并联机构,通过控制电路板对各舵机进行分时控制与电机的控制,两者相互配合调节,可实现机构的变形与各运动模式之间的自动转换。
(3)本发明的4-RRPR多模式移动并联机构,改善了动力学性能,增加结构刚度,具有刚度、精度、承载力较好的特点,扩大了移动机构在救援、检测、勘探等环境的应用范围和通行能力。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图一,该支链处于弯曲状态;
图2为本发明的总体结构示意图二,该支链处于伸长状态;
图3为本发明的滚动模式下的机构形态变化过程示意图;
图4为本发明的行进模式的初始状态示意图;
图5为本发明的行进模式下的机构形态变化过程示意图;
图6为本发明的越障模式下的机构形态变化过程示意图;
其中,1-上平台,2-下平台,3-支链,31-第一转动副,32-第二转动副,33-移动副,34-第三转动副,35-连杆,4-舵机。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
如图1和2所示,本发明提供了一种多运动模式的移动并联机构,包括平行四边形结构的上平台1和下平台2,该上平台1与下平台2平行设置,两者之间设置有多条支链3,多条支链3彼此平行设置,包括三个转动副和一个移动副,其首尾端通过舵机4与上平台1和下平台2相连,所有转动副的转动轴的轴向中心线均相互平行,且与上平台1或者下平台2的同一边平行。
该舵机4设置有多个,分布设置在上平台1和下平台2相对的一面的四个角上,上平台1的舵机4与支链3首端的第一转动副31相连,下平台2的舵机4与支链3尾端的第二转动32副相连,第一转动副31通过移动副33与第三转动副34相连,第三转动副34通过连杆35与第二转动副32相连。该移动副33可设置为电动伸缩杆。
本发明提供了一种基于上文所述的多运动模式的移动并联机构的控制方法,利用设置在上平台1和下平台2上的多个舵机4之间的分时协同作业控制多条支链3的运动,如弯曲、伸直、转动等等,实现移动并联机构的滚动、行走和越障模式及其模式之间的切换。
当遇到平坦路面或沟渠路面时,整个机构可选择“全姿态”滚动模式。可通过驱动舵机4同步带动连杆35转动一定角度,由于机构重心偏移,使得机构翻倒,再通过驱动舵机4令机构具有一定的加速度,从而产生惯性力,使机构下平台抬起,上平台接地,从而实现机构整体向前滚动。即可通过多个舵机4控制对应的第一转动副31、第二转动副32的转动,带动对应的第三转动副34的转动,从而控制对应支链3不断地弯曲和拉直,实现上平台1和下平台2的交替着地,进而实现整个移动并联机构的滚动,如图3所示,具体如下:
将上平台1的四个舵机4依次顺时标记为M1、M2、M3和M4,对应舵机M1、M2、M3和M4,该下平台2的四个舵4机依次标记为M5、M6、M7和M8,滚动模式的初始状态设置为锁定四个移动副33,下平台1着地,与之相连的四个支链3垂直于上平台1和下平台2站立,如图3(1)所示,
步骤一、通过舵机M5、M6、M7和M8控制对应的第二转动副向滚动方向同时转动,可以根据整个机构的尺寸,设置转动角度如45度,带动对应的第三转动副同时转动,使对应的连杆与移动副之间产生夹角,如图3(2)所示,直至整个移动并联机构的重心超过下平台的边界,借助转动过程中的加速度产生惯性力,整个移动并联机构翻到,其上靠近地面的连杆着地,如图3(3)所示;
步骤二、通过舵机M1、M2、M3和M4控制对应的第一转动副向滚动方向同时转动,带动对应的第三转动副同时转动,直至对应的连杆与移动副处于同一直线上,如图3(4)所示;
步骤三、通过舵机M1、M2与舵机M5、M6或舵机M3、M4与舵机M7、M8控制对应的第一转动副、第二转动副向滚动方向同时转动,带动舵机M3、M4与舵机M7、M8或者舵机M1、M2与舵机M5、M6对应第一转动副、第二转动副向滚动方向同时转动,直至上平台与地面的夹角小于30度,整个移动并联机构的重心超过上平台的中心,从而使上平台着地,与之相连的四个支链垂直于上平台和下平台站立,如图3(5)所示;
步骤四、重复步骤一至三,使下平台着地,与之相连的四个支链垂直于上平台和下平台站立;
步骤五、重复步骤一至四,使上平台、下平台交替着地,完成移动并联机构的滚动模式。
当机构处于平坦地面时,机构选择行走模式,可通过控制舵机同步带动连杆向下转动一定角度,形成四足支撑于地面的状态;再分别驱动相应的舵机,带动相应的连杆交替抬起与落地,从而完成机构在平坦路面的四足行走模式。即通过设置在下平台上的多个舵机控制对应的第二转动副同时转动,带动对应的第三转动副、第一转动副的转动,使对应的连杆与移动副连接处着地,形成四足结构,再通过下平台上的多个舵机控制对应的第三转动副逐个抬起、落地,实现整个移动并联机构的行走,如图4和5所示,具体如下:
行走模式的初始状态设置为锁定四个移动副,由下平台1着地,与之相连的四个支链3垂直于上平台1和下平台2站立的状态,如图5A所示,通过舵机M5、M6、M7和M8控制对应的第二转动副同时向下转动120度,使下平台整体上抬,对应的连杆与移动副连接处着地站立,如图5B所示,该连接处依次标记为a、b、c、d,移动并联机构重心的初始位置处于机构的几何中心,如图4所示,
步骤Ⅰ、通过舵机M5控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处a沿地面向下平台的内侧移动,整个机构的重心被抬高并向后移动,靠连接点acd支撑,从而使连接处b朝行进方向抬起,如图5C所示,该设定角度可以根据整个机构的尺寸进行设计,如15度,而连接处可以抬起的高度h可由如下公式计算得到,
h=lsin(α1+α2)-asinα2
其中,l表示连杆的长度,α1表示舵机控制对应的第二转动副的转动角度,α2表示连杆与地面之间的夹角;
步骤Ⅱ、通过舵机M8控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处d沿地面向下平台的内侧移动,移动并联机构的重心沿行进方向超过初始位置,连接处b落地,整个机构向前移靠连接点abc支撑,连接处d抬起,如图5D所示;
步骤Ⅲ、通过舵机M6控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处b沿地面向下平台的内侧移动,连接处d落地,整个机构的重心向后移动,靠连接点bcd支撑,连接处a朝行进方向抬起,如图5E所示;
步骤Ⅳ、通过舵机M7控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处c沿地面向下平台的内侧移动,移动并联机构的重心沿行进方向超过初始位置,连接处a落地,带动整个移动并联机构向行进方向移动,如图5F所示,此时的行进距离L可由如下公式计算得到,
L=lcos(α1+α2)-acosα2
其中,l表示连杆的长度,α1表示舵机控制对应的第二转动副的转动角度,α2表示连杆与地面之间的夹角;
步骤Ⅴ、通过舵机M5、M6、M7和M8控制对应的第二转动副同时下平台的内侧转动相同的设定角度,使移动并联机构回复初始状态;
步骤Ⅵ、重复步骤Ⅰ至Ⅴ,使移动并联机构始终处于行走状态。
当机构处于不平坦地面时,机构选择四足行走越障模式,可通过控制舵机同步带动连杆向下转动一定角度,形成四足支撑于地面的状态;再分别驱动相应的舵机,带动相应的连杆交替抬起,并控制相应的直线电机带动连杆越过障碍,从而完成机构在不平坦路面的四足行走越障模式。即通过设置在下平台上的多个舵机控制对应的第二转动副同时转动,带动对应的第三转动副、第一转动副的转动,使对应的连杆与移动副连接处着地,形成四足结构,再通过下平台上的多个舵机控制对应的第三转动副逐个抬起、落地以及对应移动副的伸长和缩短,实现整个移动并联机构的越障,具体如下:
越障模式的初始状态设置为舵机M5、M6、M7和M8控制对应的第二转动副同时向下转动120度,使下平台整体上抬,对应的连杆与移动副连接处着地站立,所述连接处依次标记为a、b、c、d,连接处a、b靠近障碍物,如图6(A)所示,
步骤ⅰ、通过舵机M5控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处a沿地面向下平台的内侧移动,连接处b向上抬起同时对应的移动副缩短,与障碍物的顶部接触,此时连接处b对应的连杆的端部已经超过障碍物的顶部边缘,如图6(B)所示;
步骤ⅱ、通过舵机M6控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处b越过障碍物沿地面向下平台的内侧移动,连接处a向上抬起同时对应的移动副缩短,越过障碍物,如图6(C)所示;
步骤ⅲ、连接处a、b对应的移动副伸长至初始状态,如图6(D),所示按照权利要求9所述的行进模式行进,直至连接处c、d靠近障碍物;
步骤ⅳ、通过舵机M8控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处d沿地面向下平台的内侧移动,同时对应的移动副缩短,越过障碍物,如图6(E)所示;
步骤ⅴ、通过舵机M7控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处c沿地面向下平台的内侧移动,同时对应的移动副缩短,越过障碍物,如图6(F)所示;
步骤ⅶ、连接处c、d对应的移动副伸长至初始状态,从而使移动并联机构的连接处a、b、c、d回复初始状态。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这些仅是举例说明,在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,因此,本发明的保护范围由所附权利要求书限定。
Claims (10)
1.一种多运动模式的移动并联机构,其特征在于:包括平行四边形结构的上平台和下平台,所述上平台与下平台平行设置,两者之间设置有多条支链,多条所述支链彼此平行设置,包括三个转动副和一个移动副,其首尾端通过舵机与上平台和下平台相连,所有所述转动副的转动轴的轴向中心线均相互平行,且与上平台或者下平台的同一边平行。
2.根据权利要求1所述的多运动模式的移动并联机构,其特征在于:所述舵机设置有多个,分布设置在上平台和下平台相对的一面的四个角上,所述上平台的舵机与支链首端的第一转动副相连,所述下平台的舵机与支链尾端的第二转动副相连,所述第一转动副通过移动副与第三转动副相连,所述第三转动副通过连杆与第二转动副相连。
3.根据权利要求2所述的多运动模式的移动并联机构,其特征在于:所述移动副设置为电动伸缩杆。
4.一种根据权利要求1所述的多运动模式的移动并联机构的控制方法,其特征在于:利用设置在上平台和下平台上的多个舵机之间的协同作业控制多条支链的运动,实现移动并联机构的滚动、行走和越障模式及其模式之间的切换。
5.根据权利要求4所述的多运动模式的移动并联机构的控制方法,其特征在于:通过多个所述舵机控制对应的第一转动副、第二转动副的转动,带动对应的第三转动副的转动,从而控制对应支链不断地弯曲和拉直,实现上平台和下平台的交替着地,进而实现移动并联机构的滚动模式。
6.根据权利要求5所述的多运动模式的移动并联机构的控制方法,其特征在于滚动模式的控制方法包括以下步骤:
将所述上平台的四个舵机依次顺时标记为M1、M2、M3和M4,对应舵机M1、M2、M3和M4,所述下平台的四个舵机依次标记为M5、M6、M7和M8,滚动模式的初始状态设置为锁定四个移动副,下平台着地,与之相连的四个支链垂直于上平台和下平台站立,
步骤一、通过舵机M5、M6、M7和M8控制对应的第二转动副向滚动方向同时转动,带动对应的第三转动副同时转动,使对应的连杆与移动副之间产生夹角,直至整个移动并联机构的重心超过下平台的边界;
步骤二、通过舵机M1、M2、M3和M4控制对应的第一转动副向滚动方向同时转动,带动对应的第三转动副同时转动,直至对应的连杆与移动副处于同一直线上;
步骤三、通过舵机M1、M2与舵机M5、M6或舵机M3、M4与舵机M7、M8控制对应的第一转动副、第二转动副向滚动方向同时转动,带动舵机M3、M4与舵机M7、M8或者舵机M1、M2与舵机M5、M6对应第一转动副、第二转动副向滚动方向同时转动,直至整个移动并联机构的重心超过上平台的中心,从而使上平台着地,与之相连的四个支链垂直于上平台和下平台站立;
步骤四、重复步骤一至三,使下平台着地,与之相连的四个支链垂直于上平台和下平台站立;
步骤五、重复步骤一至四,使上平台、下平台交替着地,完成移动并联机构的滚动模式。
7.根据权利要求6所述的多运动模式的移动并联机构的控制方法,其特征在于:所述步骤一中通过舵机M5、M6、M7和M8控制对应的第二转动副的转动角度设置为45度;通过舵机M1、M2与舵机M5、M6或舵机M3、M4与舵机M7、M8控制对应的第一转动副、第二转动副向滚动方向同时转动,直至上平台与地面的夹角小于30度。
8.根据权利要求4所述的多运动模式的移动并联机构的控制方法,其特征在于:通过设置在所述下平台上的多个舵机控制对应的第二转动副同时转动,带动对应的第三转动副、第一转动副的转动,使对应的连杆与移动副连接处着地,形成四足结构,再通过所述下平台上的多个舵机控制对应的第三转动副逐个抬起、落地,实现移动并联机构的行走模式;再通过所述下平台上的多个舵机控制对应的第三转动副逐个抬起、落地以及对应移动副的伸长和缩短,实现移动并联机构的越障模式。
9.根据权利要求8所述的多运动模式的移动并联机构的控制方法,其特征在于行走模式的控制方法包括以下步骤:
将所述上平台的四个舵机依次顺时标记为M1、M2、M3和M4,对应舵机M1、M2、M3和M4,所述下平台的四个舵机依次标记为M5、M6、M7和M8,行走模式的初始状态设置为锁定四个移动副,舵机M5、M6、M7和M8控制对应的第二转动副同时向下转动120度,使下平台整体上抬,对应的连杆与移动副连接处着地站立,所述连接处依次标记为a、b、c、d,移动并联机构重心的初始位置处于机构的几何中心,
步骤Ⅰ、通过舵机M5控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处a沿地面向下平台的内侧移动,连接处b朝行进方向抬起;
步骤Ⅱ、通过舵机M8控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处d沿地面向下平台的内侧移动,移动并联机构的重心沿行进方向超过初始位置,连接处b落地,连接处d抬起;
步骤Ⅲ、通过舵机M6控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处b沿地面向下平台的内侧移动,连接处d落地,连接处a朝行进方向抬起;
步骤Ⅳ、通过舵机M7控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处c沿地面向下平台的内侧移动,移动并联机构的重心沿行进方向超过初始位置,连接处a落地,带动整个移动并联机构向行进方向移动;
步骤Ⅴ、通过舵机M5、M6、M7和M8控制对应的第二转动副同时下平台的内侧转动相同的设定角度,使移动并联机构回复初始状态;
步骤Ⅵ、重复步骤Ⅰ至Ⅴ,使移动并联机构始终处于行走状态。
10.根据权利要求9所述的多运动模式的移动并联机构的控制方法,其特征在于越障模式的控制方法包括以下步骤:
将所述上平台的四个舵机依次顺时标记为M1、M2、M3和M4,对应舵机M1、M2、M3和M4,所述下平台的四个舵机依次标记为M5、M6、M7和M8,越障模式的初始状态设置为舵机M5、M6、M7和M8控制对应的第二转动副同时向下转动120度,使下平台整体上抬,对应的连杆与移动副连接处着地站立,所述连接处依次标记为a、b、c、d,连接处a、b靠近障碍物,
步骤ⅰ、通过舵机M5控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处a沿地面向下平台的内侧移动,连接处b向上抬起同时对应的移动副缩短,与障碍物的顶部接触;
步骤ⅱ、通过舵机M6控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处b越过障碍物沿地面向下平台的内侧移动,连接处a向上抬起同时对应的移动副缩短,越过障碍物;
步骤ⅲ、连接处a、b对应的移动副伸长至初始状态,按照权利要求9所述的行进模式行进,直至连接处c、d靠近障碍物;
步骤ⅳ、通过舵机M8控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处d沿地面向下平台的内侧移动,同时对应的移动副缩短,越过障碍物;
步骤ⅴ、通过舵机M7控制对应的第二转动副向下平台的内侧转动设定角度,使连接处c沿地面向下平台的内侧移动,同时对应的移动副缩短,越过障碍物;
步骤ⅶ、连接处c、d对应的移动副伸长至初始状态,从而使移动并联机构的连接处a、b、c、d回复初始状态。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910352735.3A CN110076754B (zh) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | 一种多运动模式的移动并联机构及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910352735.3A CN110076754B (zh) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | 一种多运动模式的移动并联机构及其控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110076754A true CN110076754A (zh) | 2019-08-02 |
CN110076754B CN110076754B (zh) | 2022-08-09 |
Family
ID=67417410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910352735.3A Active CN110076754B (zh) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | 一种多运动模式的移动并联机构及其控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110076754B (zh) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110465957A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-11-19 | 安徽建筑大学 | 一种翻滚移动机器人 |
CN111089148A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-05-01 | 北京交通大学 | 一种多模式无限翻转机构 |
CN113043246A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-06-29 | 上海工程技术大学 | 一种可重构多模式并联移动机器人 |
CN113064421A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-07-02 | 上海工程技术大学 | 一种便携多模式移动机器人 |
CN113334365A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-09-03 | 上海工程技术大学 | 一种折展可重构多模式移动机器人 |
CN114083553A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-02-25 | 上海工程技术大学 | 多形态移动机器人 |
CN114714378A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-07-08 | 上海工程技术大学 | 一种并联式可重构山林移动机器人 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05131382A (ja) * | 1991-11-11 | 1993-05-28 | Takeshi Yanagisawa | 歩行ロボツト |
CN1483554A (zh) * | 2003-08-15 | 2004-03-24 | 清华大学 | 一种可调整的四足仿生机器人运动结构 |
CN101774408A (zh) * | 2009-01-14 | 2010-07-14 | 林砺宗 | 一种四足仿生步行机构 |
CN201660033U (zh) * | 2010-02-12 | 2010-12-01 | 李剑川 | 复合轮-履-曲腿的越障行走系统 |
CN102351018A (zh) * | 2011-08-11 | 2012-02-15 | 西北工业大学 | 一种四足机器人腿部关节 |
US20140150593A1 (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-05 | Alio Industries, Inc. | Precision tripod motion system |
CN105818133A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-08-03 | 燕山大学 | 一种一转动单自由度并联机构 |
KR101709606B1 (ko) * | 2015-08-31 | 2017-02-28 | (주)경서글로텍 | 청소장치 및 이를 이용한 청소방법 |
CN108639181A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-10-12 | 长安大学 | 一种多自由度四足仿生机器人 |
CN207972688U (zh) * | 2017-11-07 | 2018-10-16 | 山东交通学院 | 一种电动缸驱动的模块化机器人运输平台 |
CN109050697A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-12-21 | 上海工程技术大学 | 一种多模式全姿态移动并联机构 |
-
2019
- 2019-04-29 CN CN201910352735.3A patent/CN110076754B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05131382A (ja) * | 1991-11-11 | 1993-05-28 | Takeshi Yanagisawa | 歩行ロボツト |
CN1483554A (zh) * | 2003-08-15 | 2004-03-24 | 清华大学 | 一种可调整的四足仿生机器人运动结构 |
CN101774408A (zh) * | 2009-01-14 | 2010-07-14 | 林砺宗 | 一种四足仿生步行机构 |
CN201660033U (zh) * | 2010-02-12 | 2010-12-01 | 李剑川 | 复合轮-履-曲腿的越障行走系统 |
CN102351018A (zh) * | 2011-08-11 | 2012-02-15 | 西北工业大学 | 一种四足机器人腿部关节 |
US20140150593A1 (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-05 | Alio Industries, Inc. | Precision tripod motion system |
KR101709606B1 (ko) * | 2015-08-31 | 2017-02-28 | (주)경서글로텍 | 청소장치 및 이를 이용한 청소방법 |
CN105818133A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-08-03 | 燕山大学 | 一种一转动单自由度并联机构 |
CN207972688U (zh) * | 2017-11-07 | 2018-10-16 | 山东交通学院 | 一种电动缸驱动的模块化机器人运输平台 |
CN108639181A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-10-12 | 长安大学 | 一种多自由度四足仿生机器人 |
CN109050697A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-12-21 | 上海工程技术大学 | 一种多模式全姿态移动并联机构 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
YAOBIN TIAN,DAN ZHANG,YAN-AN YAO,XIANWEN KONG等: "A reconfigurable multi-mode mobile parallel robot", 《MECHANISM AND MACHINE THEORY》 * |
YAOBIN TIAN,DAN ZHANG,YAN-AN YAO,XIANWEN KONG等: "A reconfigurable multi-mode mobile parallel robot", 《MECHANISM AND MACHINE THEORY》, 31 December 2017 (2017-12-31), pages 39 - 50 * |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110465957A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-11-19 | 安徽建筑大学 | 一种翻滚移动机器人 |
CN111089148A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-05-01 | 北京交通大学 | 一种多模式无限翻转机构 |
CN111089148B (zh) * | 2020-01-15 | 2021-01-19 | 北京交通大学 | 一种多模式无限翻转机构 |
CN113043246A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-06-29 | 上海工程技术大学 | 一种可重构多模式并联移动机器人 |
CN113064421A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-07-02 | 上海工程技术大学 | 一种便携多模式移动机器人 |
CN113064421B (zh) * | 2021-03-08 | 2023-03-31 | 上海工程技术大学 | 一种便携多模式移动机器人 |
CN113334365A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-09-03 | 上海工程技术大学 | 一种折展可重构多模式移动机器人 |
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 |
CN114083553A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-02-25 | 上海工程技术大学 | 多形态移动机器人 |
CN114083553B (zh) * | 2022-01-06 | 2023-05-26 | 上海工程技术大学 | 多形态移动机器人 |
CN114714378A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-07-08 | 上海工程技术大学 | 一种并联式可重构山林移动机器人 |
CN114714378B (zh) * | 2022-05-16 | 2023-05-26 | 上海工程技术大学 | 一种并联式可重构山林移动机器人 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110076754B (zh) | 2022-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110076754A (zh) | 一种多运动模式的移动并联机构及其控制方法 | |
CN104308861B (zh) | 一种轨道式机器人行走路径变换装置及其实现方法 | |
CN106996297B (zh) | 多自由度矩形管片变位拼装机构及其拼装方法 | |
WO2022144029A1 (zh) | 可移动的设备、控制方法、控制装置、存储介质、移动平台及附件 | |
CN110498059B (zh) | 大型重载部件类水平对接装配6自由度并联调姿平台 | |
CN110667729B (zh) | 多足行走机器人 | |
CN109050697B (zh) | 一种多模式全姿态移动并联机构 | |
CN110666471B (zh) | 低矮无轨大型运载火箭舱段对接装配六自由度调姿平台 | |
CN106003039B (zh) | 可正交双向运动的变结构移动机器人及其控制方法 | |
CN206813139U (zh) | 一种轮腿变换式机器人 | |
CN104016266B (zh) | 六自由度3d升降平台 | |
CN112373594A (zh) | 一种轮腿混合驱动式矿用变胞机器人 | |
CN206722846U (zh) | 多自由度矩形管片变位拼装机构 | |
CN204136067U (zh) | 一种轨道式机器人行走路径变换装置 | |
CN109193457B (zh) | 一种输电线路沿地线巡线机器人 | |
CN109911052A (zh) | 一种轮腿式多模式巡检搜救机器人 | |
CN209535274U (zh) | 一种步态前进与轮式前进转换的多足机器人 | |
CN108423082B (zh) | 步行机器人直行、转弯方法及其串并混联机器人腿部构型 | |
CN108820067B (zh) | 一种多模式步滚移动机构及其工作方法 | |
CN207115187U (zh) | 一种面向长直廊环境的室内地图自动构建系统 | |
CN206115273U (zh) | 一种自主移动机器人平台控制装置 | |
CN104589309A (zh) | 一种多自由度并联机构式可控移动焊接机器人 | |
CN108393865B (zh) | 串并混联机器人腿部构型、步行机器人及其运动方法 | |
CN207650650U (zh) | 基于深度视觉导航的重载多足机器人 | |
CN105109570A (zh) | 足脚式机器人 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |