CN210819545U - 一种可折叠多运动模式移动并联机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可折叠多运动模式移动并联机构，包括上平台、下平台、虎克铰组件和连杆；其中，上平台和下平台之间间隔性的相对平行设置，在上、下平台的端部安装虎克铰组件，并与虎克铰组件转动连接；在每个虎克铰组件远离上、下平台的一端安装舵机，且在上、下平台相同一端的虎克铰组件之间安装连杆。本实用新型有益效果是：可折叠多运动模式移动并联机构对称设置，具备全姿态滚动和侧滚两种运动模式，适应性好，极具应用前景。整体采用并联机构，与传统的开链机构相比，具有结构简单、刚度好，承载能力高的优点。可折叠多运动模式移动并联机构，机构中的舵机可以采用分时控制，可实现不同模式间的自由切换。

Description

一种可折叠多运动模式移动并联机构

技术领域：

本实用新型属于移动并联机器人领域，尤其涉及一种多运动模式的移动并联机构。

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、月球探索以及路面巡逻等自主作业任务，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地形环境，因此，多运动模式移动机构是当今移动机器人发展的需求。

目前，将多种移动方式在同一个机构上集成和切换的机构有尚昆湾大学研制的AIDIN I四足机器人、麻省理工研制的Cheetah猎豹仿生四足机器人，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种运动模式，但具有控制复杂、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，将其应用于多运动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。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种可折叠多运动模式移动并联机构，包括上平台、下平台、虎克铰组件和连杆；其中，上平台和下平台之间间隔性的相对平行设置，在上、下平台的端部安装虎克铰组件，并与虎克铰组件转动连接；在每个虎克铰组件远离上、下平台的一端安装舵机，且在上、下平台相同一端的虎克铰组件之间安装连杆。

在一个实施例中，上平台和下平台为十字型部件。

在一个实施例中，虎克铰组件包括第一虎克铰和第二虎克铰；第一虎克铰包括本体，在本体的一端开设沿长度方向的第一转向孔，在本体的另一端为沿长度方向内凹的圆弧槽，在圆弧槽的一侧布置与圆弧槽匹配的圆柱板，在圆柱板的顶面布置第一转轴；第二虎克链包括门型本体，在门型本体的顶部布置第二转轴，在门型本体两侧的相对位置开设第二转向孔；沿所述十字型部件长度方向的两端各开设一凹槽，在凹槽内壁上开设凹槽孔；圆柱板设在凹槽内，且第一转轴转动连接在凹槽孔内；第二转轴转动连接在第一转向孔内；所述舵机设在门型本体的内侧，且所述舵机转动连接在第二转向孔内。

在一个实施例中，所述的可折叠多运动模式为全姿态滚动模式，当遇到平坦路面时，机器人首先处于所述下平台触地的站立姿态，经过向右或向左倾斜、翻倒的过程后，达到两条连杆触地的平躺姿态，然后机器人经过倾斜、翻倒过程后，达到了站立姿态，从而完成了一个周期的滚动。

在一个实施例中，所述的可折叠多运动模式为侧滚模式，当遇到不平坦路面时，机器人首先处于两个连杆横向触地的站立姿态，然后向左或向右的倾斜和翻倒，达到两个连杆触地的站立状态后，从而完成了一个周期的滚动。

本实用新型所述的主要具有如下优点和有益效果：

1、可折叠多运动模式移动并联机构为对称设置，具有全姿态滚动、侧滚两种运动模式，适应性好，极具应用前景。

2、整体采用并联机构，与传统的开链机构相比，具有结构简单、刚度好，承载能力高的优点。

3、可折叠多运动模式移动并联机构中的舵机采用分时控制，可实现不同模式间的自由切换。

附图说明：

图1是可折叠多运动模式移动并联机构的整体结构图；

图2是第二虎克铰的结构示意图；

图3是第一虎克铰的结构示意图；

图4是可折叠多运动模式移动并联机构的全姿态滚动模式的运动示意图；

图5是可折叠多运动模式移动并联机构的全姿态滚动模式的运动示意图；

图6是可折叠多运动模式移动并联机构的侧滚模式的运动示意图；

其中，1-上平台，2-下平台，3-虎克铰组件，4-连杆，5-舵机，11-十字型部件，21-十字型部件，30-第一虎克铰，36-第二虎克铰36，31-本体，32-第一转向孔，33-圆弧槽，34-圆柱板，35-第一转轴，36-第二虎克链，37-门型本体，38-第二转轴，39-第二转向孔，12-凹槽，13-凹槽孔。

具体实施方式：

本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种可折叠多运动模式移动并联机构。参考图1并结合图和图3，包括上平台1、下平台2、虎克铰组件3和连杆4；其中，上平台1和下平台2之间间隔性的相对平行设置，在上平台1和下平台2的四端安装虎克铰组件3，并与虎克铰组件3之间转动连接；在每个虎克铰组件3远离上、下平台的一端安装舵机5，且在上、下平台相同一端的虎克铰组件3之间安装连杆4。

优选地，上平台1和下平台2为十字型部件11和21。

优选地，虎克铰组件3包括第一虎克铰30(参考图3)和第二虎克铰36(参考图2)；第一虎克铰30包括本体31，在本体的一端开设沿长度方向的第一转向孔32，在本体的另一端为沿长度方向内凹的圆弧槽33，在圆弧槽33的一侧布置与圆弧槽匹配的圆柱板34，在圆柱板的顶面布置第一转轴35；

第二虎克链36包括门型本体37，在门型本体的顶部布置第二转轴38，在门型本体两侧的相对位置开设第二转向孔39；沿十字型部件11长度方向的两端各开设一凹槽12，在凹槽内壁上开设凹槽孔13；圆柱板34设在凹槽12内，且第一转轴35转动连接在凹槽孔13内；第二转轴38转动连接在第一转向孔32内；舵机5设在门型本体37的内侧，且舵机5转动连接在第二转向孔39内。

优选地，可折叠多运动模式为全姿态滚动模式(参考图4和图5)，当遇到平坦路面时，机构选择全姿态滚动模式，采用一个平台着地，连杆转动使机构重心偏移带动机构滚动的步态。若机构向右侧滚动，则机构的一个滚动步态的周期为：机器人首先处于下平台触地的站立姿态，接着驱动舵机，经过倾斜(向右)、翻倒(向右)过程后，达到两条支链触地的平躺姿态，然后驱动舵机，经两平台绕其支撑线转动，而后机器人继续向右倾斜、翻倒，继续驱动舵机，达到了上平台站立姿态，从而完成了一个周期的滚动。

优选地，所述的可折叠多运动模式为侧滚模式(参考图6)。当遇到不平坦地面时，机构选择侧滚模式。机器人首先处于两个连杆(a、b)触地的站立姿态，接着驱动舵机，使机器人倾斜(向右)，接着驱动舵机使机器人翻倒(向右)，以达到两外两个连杆(a、d)触地状态，接着驱动舵机使机器人达到两个连杆(a、d)触地的站立姿态，从而完成了一个周期的滚动。

可以理解的是，不同的运动姿态和运动方向会产生部分或全部舵机的分时驱动，在此不做详细的阐述。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种可折叠多运动模式移动并联机构，其特征在于：包括上平台、下平台、虎克铰组件和连杆；其中，

上平台和下平台之间间隔性的相对平行设置，在上、下平台的端部安装虎克铰组件，并与虎克铰组件转动连接；在每个虎克铰组件远离上、下平台的一端安装舵机，且在上、下平台相同一端的虎克铰组件之间安装连杆。

2.如权利要求1所述的可折叠多运动模式移动并联机构，其特征在于：上平台和下平台为十字型部件。

3.如权利要求2所述的可折叠多运动模式移动并联机构，其特征在于：虎克铰组件包括第一虎克铰和第二虎克铰；

第一虎克铰包括本体，在本体的一端开设沿长度方向的第一转向孔，在本体的另一端为沿长度方向内凹的圆弧槽，在圆弧槽的一侧布置与圆弧槽匹配的圆柱板，在圆柱板的顶面布置第一转轴；

第二虎克链包括门型本体，在门型本体的顶部布置第二转轴，在门型本体两侧的相对位置开设第二转向孔；沿所述十字型部件长度方向的两端各开设一凹槽，在凹槽内壁上开设凹槽孔；

圆柱板设在凹槽内，且第一转轴转动连接在凹槽孔内；

第二转轴转动连接在第一转向孔内；

所述舵机设在门型本体的内侧，且所述舵机转动连接在第二转向孔内。

4.如权利要求3所述的可折叠多运动模式移动并联机构，其特征在于：所述的可折叠多运动模式为全姿态滚动模式，当遇到平坦路面时，机器人首先处于所述下平台触地的站立姿态，经过向右或向左倾斜、翻倒的过程后，达到两条连杆触地的平躺姿态，然后机器人经过倾斜、翻倒过程后，达到了站立姿态，从而完成了一个周期的滚动。

5.如权利要求3所述的可折叠多运动模式移动并联机构，其特征在于：所述的可折叠多运动模式为侧滚模式，当遇到不平坦路面时，机器人首先处于两个连杆横向触地的站立姿态，然后向左或向右的倾斜和翻倒，达到两个连杆触地的站立状态后，从而完成了一个周期的滚动。

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