CN114589717B - 一种全r副三棱柱机器人 - Google Patents
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Abstract
一种全R副三棱柱机器人，包括第一顶点、第二顶点、第三顶点、第四顶点、第五顶点、第六顶点、第一支链、第二支链、第三支链、第四支链、第五支链、第六支链、第七支链、第八支链、第九支链。第一顶点上的三个U型支架分别和第一支链、第三支链、第七支链的任意一端通过转轴进行转动副连接。第四支链、第五支链、第六支链与第一支链尺寸相同时，机器人整体外形为三棱柱；第四支链、第五支链、第六支链与第一支链尺寸不同时，机器人整体外形为三棱台。机器人可通过控制舵机的正、反转驱动支链内翻、外翻达到三棱柱机器人的变形及移动目的。三组支链的尺寸改变，使机器人呈现三棱柱或三棱台的结构特点，丰富构型和变形能力，移动步态丰富。可用于侦察、探测、载运等军事领域。
Description
技术领域
本发明涉及多面体机器人，具体涉及一种全R副三棱柱机器人。本发明可用于侦察、探测、载运等领域。
背景技术
三棱柱机器人相较于四面体机器人，不再采用正多面体结构，具有更加丰富的变形能力，移动步态更加丰富并且具有直线移动能力，针对不同地形更具灵活性。
中国专利申请CN103407508A公开一种十二自由度四面体机器人。机构由四个顶点组件和六个支链连接成一个整体的空间机构，通过12个舵机控制达到机构的变形，实现地面上的翻滚。但该机构步态单一且不能直线移动，由12个舵机驱动四自由度机构造成资源浪费。
中国专利申请CN108860353A公布了一种全转动副四面体移动机器人，该机器人由四个顶点和六个轴线平行的全转动副的支链组成，通过6个舵机的正、反转驱动支链的内翻、外翻控制机器人在地面移动，但该机器人仍然采用正四面体的整体外形结构，变形能力单调且步态单一。
发明内容
本发明要解决的技术问题：在已有四面体机器人的基础上，以三棱柱、三棱台为整体外形，提供一种新的构型，能够具有更多的变形能力，更灵活地实现地面移动。
本发明的技术方案：三棱柱机器人包括第一顶点、第二顶点、第三顶点、第四顶点、第五顶点、第六顶点、第一支链、第二支链、第三支链、第四支链、第五支链、第六支链、第七支链、第八支链、第九支链。
所述的第一顶点由顶点支架、第一U型支架、第二U型支架、第三U型支架和转轴组成，顶点的三个U型支架相对顶点支架呈圆周阵列布置，转轴的轴线夹角为60°；所述第二顶点、第三顶点、第四顶点、第五顶点、第六顶点的结构和尺寸与第一顶点完全相同。
所述的第一支链由支链第一杆、支链第二杆组成；共三个转动副，且三条转动副轴线相互平行。
所述的第二支链、第三支链的结构和尺寸与第一支链完全相同；第四支链、第五支链、第六支链的结构和尺寸完全相同，与第一支链结构完全相同；第七支链、第八支链、第九支链的结构和尺寸完全相同，与第一支链结构完全相同；第四支链、第五支链、第六支链与第一支链尺寸相同时，机器人整体外形为三棱柱；第四支链、第五支链、第六支链与第一支链尺寸不同时，机器人整体外形为三棱台。
顶点和支链的连接关系为：
第一顶点上的三个U型支架分别和第一支链、第三支链、第七支链的任意一端通过转轴进行转动副连接；
第二顶点上的三个U型支架分别和第一支链、第二支链、第八支链的任意一端通过转轴进行转动副连接；
第三顶点上的三个U型支架分别和第二支链、第三支链、第九支链的任意一端通过转轴进行转动副连接；
第四顶点上的三个U型支架分别和第四支链、第六支链、第七支链的任意一端通过转轴进行转动副连接；
第五顶点上的三个U型支架分别和第四支链、第五支链、第八支链的任意一端通过转轴进行转动副连接；
第六顶点上的三个U型支架分别和第五支链、第六支链、第九支链的任意一端通过转轴进行转动副连接；
所述的第一顶点包括顶点支架、第一U型支架、第二U型支架、第三U型支架和转轴组成；第一U型支架两侧设有通孔，用于与转轴连接形成转动副；第一U型支架底部设有通孔，用于与顶点支架通过螺钉固定；第一U型支架、第二U型支架、第三U型支架的结构和尺寸完全相同；顶点支架上设有第一螺纹孔、第二螺纹孔、第三螺纹孔；通过上述连接，使三个U型支架轴线共面，夹角互为60°，并可与支链进行转动连接。
所述的第一支链由支链第一杆、支链第二杆组成；其中支链第一杆包括第一连接板、第二连接板，通过螺栓与舵机舵盘连接孔固定；支链第二杆包括第三连接板、第四连接板，通过螺栓与舵机机体连接孔固定。
本发明的有益效果：本发明所述的三棱柱机器人的机构的自由度为7，属于空间多环耦合机构，具有刚度大、变形丰富的特点。三棱柱机器人顶点和支链便于模块化设计、采用多舵机驱动，可通过控制舵机的正、反转驱动支链内翻、外翻达到三棱柱机器人的变形及移动目的。三组支链的尺寸改变，使机器人呈现三棱柱或三棱台的结构特点，丰富构型和变形能力，移动步态丰富。可用于侦察、探测、载运等军事领域。
附图说明
图1全R副三棱柱机器人整体三维图
图2全R副三棱柱机器人第一顶点整体三维图
图3全R副三棱柱机器人第一顶点U型支架三维图
图4全R副三棱柱机器人第一顶点顶点支架三维图
图5全R副三棱柱机器人第一支链整体三维图
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
一种全R副三棱柱机器人，如图1所示，包括第一顶点(A)、第二顶点(B)、第三顶点(C)、第四顶点(D)、第五顶点(E)、第六顶点(F)、第一支链(G)、第二支链(H)、第三支链(I)、第四支链(J)、第五支链(K)、第六支链(L)、第七支链(M)、第八支链(N)、第九支链(O)。
所述的第一顶点(A)由顶点支架(A-1)、第一U型支架(A-2)、第二U型支架(A-3)、第三U型支架(A-4)和转轴组成，顶点的三个U型支架相对顶点支架(A-1)呈圆周阵列布置，转轴的轴线夹角为60°；所述第二顶点(B)、第三顶点(C)、第四顶点(D)、第五顶点(E)、第六顶点(F)的结构和尺寸与第一顶点(A)完全相同。
所述的第一支链(G)由支链第一杆(G-1)、支链第二杆(G-2)组成；共三个转动副，且三条转动副轴线相互平行。
所述的第二支链(H)、第三支链(I)的结构和尺寸与第一支链(G)完全相同；第四支链(J)、第五支链(K)、第六支链(L)的结构和尺寸完全相同，与第一支链(G)结构完全相同；第七支链(M)、第八支链(N)、第九支链(O)的结构和尺寸完全相同，与第一支链(G)结构完全相同；第四支链(J)、第五支链(K)、第六支链(L)与第一支链(G)尺寸相同时，机器人整体外形为三棱柱；第四支链(J)、第五支链(K)、第六支链(L)与第一支链(G)尺寸不同时，机器人整体外形为三棱台。
顶点和支链的连接关系为：
第一顶点(A)上的三个U型支架分别和第一支链(G)、第三支链(I)、第七支链(M)的任意一端通过转轴进行转动副连接；
第二顶点(B)上的三个U型支架分别和第一支链(G)、第二支链(H)、第八支链(N)的任意一端通过转轴进行转动副连接；
第三顶点(C)上的三个U型支架分别和第二支链(H)、第三支链(I)、第九支链(O)的任意一端通过转轴进行转动副连接；
第四顶点(D)上的三个U型支架分别和第四支链(J)、第六支链(L)、第七(M)支链的任意一端通过转轴进行转动副连接；
第五顶点(E)上的三个U型支架分别和第四支链(J)、第五支链(K)、第八支链(N)的任意一端通过转轴进行转动副连接；
第六顶点(F)上的三个U型支架分别和第五支链(K)、第六支链(L)、第九支链(O)的任意一端通过转轴进行转动副连接；
如图2所示，所述的第一顶点(A)包括顶点支架(A-1)、第一U型支架(A-2)、第二U型支架(A-3)、第三U型支架(A-4)和转轴组成；第一U型支架(A-2)如图3所示，两侧设有通孔(A-2-1)，用于与转轴连接形成转动副；第一U型支架(A-2)底部设有通孔(A-2-2)，用于与顶点支架(A-1)通过螺钉固定；第一U型支架(A-2)、第二U型支架(A-3)、第三U型支架(A-4)的结构和尺寸完全相同；顶点支架(A-1)上设有第一螺纹孔(A-1-1)、第二螺纹孔(A-1-2)、第三螺纹孔(A-1-3)，如图4所示；通过上述连接，使三个U型支架轴线共面，夹角互为60°，并可与支链进行转动连接。
如图5所示，所述的第一支链(G)由支链第一杆(G-1)、支链第二杆(G-2)组成；其中支链第一杆(G-1)包括第一连接板(G-1-1)、第二连接板(G-1-2)，通过螺栓与舵机舵盘连接孔固定；支链第二杆(G-2)包括第三连接板(G-2-3)、第四连接板(G-2-4)，通过螺栓与舵机机体连接孔固定。
Claims (2)
1.一种全R副三棱柱机器人，其特征在于：包括第一顶点(A)、第二顶点(B)、第三顶点(C)、第四顶点(D)、第五顶点(E)、第六顶点(F)、第一支链(G)、第二支链(H)、第三支链(I)、第四支链(J)、第五支链(K)、第六支链(L)、第七支链(M)、第八支链(N)、第九支链(O)；
所述的第一顶点(A)由顶点支架(A-1)、第一U型支架(A-2)、第二U型支架(A-3)、第三U型支架(A-4)和转轴组成，顶点的三个U型支架相对顶点支架(A-1)呈圆周阵列布置，转轴的轴线夹角为60°；所述第二顶点(B)、第三顶点(C)、第四顶点(D)、第五顶点(E)、第六顶点(F)的结构和尺寸与第一顶点(A)完全相同；
所述的第一支链(G)由支链第一杆(G-1)、支链第二杆(G-2)组成；共三个转动副，且三条转动副轴线相互平行；
所述的第二支链(H)、第三支链(I)的结构和尺寸与第一支链(G)完全相同；第四支链(J)、第五支链(K)、第六支链(L)的结构和尺寸完全相同，与第一支链(G)结构完全相同；第七支链(M)、第八支链(N)、第九支链(O)的结构和尺寸完全相同，与第一支链(G)结构完全相同；第四支链(J)、第五支链(K)、第六支链(L)与第一支链(G)尺寸相同时，机器人整体外形为三棱柱；第四支链(J)、第五支链(K)、第六支链(L)与第一支链(G)尺寸不同时，机器人整体外形为三棱台；
顶点和支链的连接关系为：
第一顶点(A)上的三个U型支架分别和第一支链(G)、第三支链(I)、第七支链(M)的任意一端通过转轴进行转动副连接；
第二顶点(B)上的三个U型支架分别和第一支链(G)、第二支链(H)、第八支链(N)的任意一端通过转轴进行转动副连接；
第三顶点(C)上的三个U型支架分别和第二支链(H)、第三支链(I)、第九支链(O)的任意一端通过转轴进行转动副连接；
第四顶点(D)上的三个U型支架分别和第四支链(J)、第六支链(L)、第七(M)支链的任意一端通过转轴进行转动副连接；
第五顶点(E)上的三个U型支架分别和第四支链(J)、第五支链(K)、第八支链(N)的任意一端通过转轴进行转动副连接；
第六顶点(F)上的三个U型支架分别和第五支链(K)、第六支链(L)、第九支链(O)的任意一端通过转轴进行转动副连接。
2.根据权利要求1所述的一种全R副三棱柱机器人，其特征在于：
所述的第一顶点(A)包括顶点支架(A-1)、第一U型支架(A-2)、第二U型支架(A-3)、第三U型支架(A-4)和转轴组成；第一U型支架(A-2)，两侧设有通孔(A-2-1)，用于与转轴连接形成转动副；第一U型支架(A-2)底部设有通孔(A-2-2)，用于与顶点支架(A-1)通过螺钉固定；第一U型支架(A-2)、第二U型支架(A-3)、第三U型支架(A-4)的结构和尺寸完全相同；顶点支架(A-1)上设有第一螺纹孔(A-1-1)、第二螺纹孔(A-1-2)、第三螺纹孔(A-1-3)；通过上述连接，使三个U型支架轴线共面，夹角互为60°，并可与支链进行转动连接；
所述的第一支链(G)由支链第一杆(G-1)、支链第二杆(G-2)组成；其中支链第一杆(G-1)包括第一连接板(G-1-1)、第二连接板(G-1-2)，通过螺栓与舵机舵盘连接孔固定；支链第二杆(G-2)包括第三连接板(G-2-3)、第四连接板(G-2-4)，通过螺栓与舵机机体连接孔固定。
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| CN114589717A CN114589717A (zh) | 2022-06-07 |
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Family Applications (1)
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