多運動模式移動機器人的制作方法
【專利摘要】多運動模式移動機器人，多運動模式機器人包括十字桿A、十字桿B，八個擺桿，四個連桿A、四個連桿B、四個連接軸、四個調整電機和八個擺桿電機；十字桿A和十字桿B的四個端部分別連接四個擺桿，每個擺桿上設有電機，和十字桿A連接的擺桿上通過電機軸上固定連接連桿A，和十字桿B連接的擺桿上通過電機軸上固定連接連桿B，連桿A和連桿B又通過連接軸活動連接在一起，通過控制八個擺桿的位置，可以實現機器人縮放、折疊在一個狹小空間中，此外還能夠變形為環狀的滾動機器人和四足步行機器人。
【專利說明】多運動模式移動機器人
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種移動機器人，具體涉及一種可變運動模式的移動機器人。該裝置可用于軍事領域中勘察特殊地形，執行特種任務；民用領域中用做娛樂設施等。
【背景技術】
[0002]中國專利申請CN101973319公開了一種滾動六面體機構。該機構由4個支鏈和2個十字桿組成，并由2個電機驅動。能夠以滾動方式移動。中國專利CN102145719公開了一種滾動機器人，由兩個十字桿通過8個U副連接四個連桿，實現滾動運動。但以上兩個技術方案由于結構和自由度限制，機器人變形量較少，只能滾動。專利CN102673669公開了一種移動機構，通過改進運動支鏈，提高機構的變形和移動能力。為進一步提高這類由一系列連桿組成移動機構的移動性能，需要集成多種運動模式的移動機器人方案，使得機構能夠以多種方式變形和移動。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題:提出一種由十字桿和一系列連桿組成移動機器人，能夠集成縮放、折疊、滾動和步行多種運動模式，使得機器人的移動能力大大提高。
[0004]本發明的技術方案:
[0005]多運動模式機器人包括十字桿A、十字桿B、八個擺桿、四個連桿A、四個連桿B、四個連接軸(30 )和十二個電機。
[0006]所述的十字桿A為十字外形，其中十字的水平的兩端上安裝有兩個電機，十字豎直的兩端各設有連接孔；十字桿A帶電機的兩端分別連接第一擺桿和第三擺桿，電機可分別帶動兩個擺桿自由轉動；十字桿A不帶帶電機的兩端分別通過轉銷活動連接第二擺桿和第四擺桿。第一至第四擺桿上均安裝一個電機，電機軸通過頂絲固定連接一個連桿A。
[0007]所述的十字桿B為十字外形，其中十字的水平的兩端上安裝有兩個電機，十字豎直的兩端各設有連接孔；十字桿B帶電機的兩端分別連接第五擺桿和第七擺桿，電機可分別帶動兩個擺桿自由轉動；十字桿B不帶帶電機的兩端分別通過轉銷活動連接第六擺桿和第八擺桿。第六至第八擺桿上均安裝一個電機，電機軸通過頂絲固定連接一個連桿B。
[0008]上述的第一、第二、第三、第擺桿上電機連接的四個連桿A通過四個連接軸分別對應活動連接第五、第六、第七、第八擺桿上電機連接的四個連桿B，通過以上連接關系，構成多運動模式移動機器人。
[0009]本發明的有益效果:本發明通過控制八個擺桿的位置，可以實現機器人縮放、折疊在一個狹小空間中，此外還能夠變形為環狀的滾動機器人和四足步行機器人。本發明實現了機器人的多種運動模式的變化，大大提高機器人的移動能力，同時節省運輸和存放空間。可應用與新型的野外探測、搜救機器人設計。
【專利附圖】
【附圖說明】[0010]圖1多運動模式移動機器人三維圖。
[0011]圖2十字桿A和調整電機安裝圖。
[0012]圖3十字桿B和調整電機安裝圖。
[0013]圖4擺桿和擺桿電機安裝圖。
[0014]圖5升降模式圖。
[0015]圖6折疊效果圖。
[0016]圖7步行模式圖。
[0017]圖8滾動模式圖。
[0018]圖9滾動模式側視圖。
【具體實施方式】
[0019]結合附圖對本發明作進一步說明。
[0020]如圖1所示，多運動模式機器人包括十字桿A (10)、十字桿B (20)，八個擺桿(11、12、13、14、21、22、23、24)，四個連桿A (31)、四個連桿B (32)、四個連接軸(30)、八個擺桿電機(41、42、43、44、45、46、47、48)和四個調整電機(51、52、53、54)。
[0021]參照圖1、圖2，所述的十字桿A (10)為十字外形，十字桿有四個端部，其中水平的兩個端部上安裝有第一調整電機(51)和第三調整電機(53 )，豎直的兩個端部設有連接孔；十字桿A (10)帶電機的兩端分別連接第一擺桿(11)和第三擺桿(13);十字桿A (10)不帶電機的兩端分別通過轉銷活動連接第二擺桿(12)和第四擺桿(14);通過上述的連接，十字桿A (10)的四個端部分別連接了第一、第二、第三、第四擺桿(11、12、13、14)，上述的四個擺桿上分別安裝了第一、第二、第三、第四擺桿電機(41、42、43、44)，每個電機軸通過頂絲固定連接一個連桿A (31)。
[0022]參照圖1、圖3，所述的十字桿B (20)為十字外形，十字桿有四個端部，其中水平的兩個端部上分別安裝有第二調整電機(52)和第四調整電機(54)，豎直的兩個端部設有連接孔；十字桿B (20)帶電機的兩端分別連接第五擺桿(21)和第七擺桿(23);十字桿B
(20)不帶電機的兩端分別通過轉銷活動連接第六擺桿(22)和第八擺桿(24);通過上述連接，十字桿B (20)的四端分別連接了第五、第六、第七、第八擺桿(21、22、23、24)，上述的四個擺桿上分別安裝了第五、第六、第七、第八擺桿電機(45、46、47、48)，每個電機軸通過頂絲固定連接一個連桿B (32)。
[0023]上述的第一、第二、第三、第擺桿(11、12、13、14)上電機(40)連接的四個連桿A
(31)通過四個連接軸(30)分別對應活動連接第五、第六、第七、第八擺桿(21、22、23、24)上電機連接的四個連桿B (32)，通過以上連接關系，構成多運動模式移動機器人。
[0024]參照圖1，十字桿A (10)和十字桿B (20)結構尺寸相同，兩個十字桿的中部均有容納空間的沉臺，安裝時十字桿的沉臺口均朝外。
[0025]所述的八個擺桿的結構尺寸完全相同，如圖4所示，擺桿為有兩個向外延伸的頂部片和側部片，頂部片上設有安裝孔和頂絲安裝孔，用以和十字桿上的電機相連，側部片上設有安裝孔的沉臺，沉臺中安裝擺桿電機，所述的頂部片和側部片正交，且側部片偏置在頂部片的一側。
[0026]以下為機器人的運動模式變化說明:[0027](I)升降模式:
[0028]如圖5所示，當十字桿A (10)和十字桿B (20)上的調整電機控制八個擺桿到圖4所示的位置且鎖定，八個擺桿上的電機只能以相同速度轉動，進而實現十字桿A (10)和十字桿B (20)上下相對運動，使得機器人高度變化。
[0029](2)折疊模式:
[0030]如圖6所示，當十字桿A (10)和十字桿B (20)距離縮小至最短，且十字桿上的調整電機鎖定。此時八個擺桿交疊在一起，八個擺桿可分為四組，第一擺桿和第五擺桿為第一組同步運動，第二擺桿和第六擺桿為第二組同步運動，第三擺桿和第七擺桿為第三組同步運動，第四擺桿和第八擺桿為第四組同步運動。第一組和第三組擺桿上的電機帶動連桿A和連桿B向上折疊，使得連桿頭部收納于十字桿A (10)的中心空間內。第二組和第四組擺桿上的電機帶動對應的連桿A和連桿B向下折疊，使得連桿頭部收納于十字桿B (20)的中心空間內，如此，機器人收縮折疊在一個狹小空間中，便于運輸和存放。
[0031](3)步行模式:
[0032]如圖7所示，當十字桿A (10)和十字桿B (20)距離縮小至最短，八個擺桿交疊在一起，此時，十字桿A (10)和十字桿B (20)上的四個調整電機解鎖，如此:
[0033]第一擺桿和第五擺桿為第一組同步運動，且第一組擺動上連接的連桿A和連桿B作為機器人第一足。
[0034]第二擺桿和第六擺桿為第二組同步運動，且第二組擺動上連接的連桿A和連桿B作為機器人第二足。
[0035]第三擺桿和第七擺桿為第三組同步運動，且第三組擺動上連接的連桿A和連桿B作為機器人第三足。
[0036]第四擺桿和第八擺桿為第死組同步運動，且第四組擺動上連接的連桿A和連桿B作為機器人第四足。
[0037]上述的四個足可通過十字桿上的調整電機和擺桿上的電機控制足的運動。
[0038](4)滾動模式:
[0039]如圖8所示，控制十字桿A (10)和十字桿B (20)上的四個調整電機使得八個擺桿相互平行，如圖9所示，機器人可視為一個滾動環，進一步控制擺桿電機使得機器人以履帶方式滾動。
[0040]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.多運動模式機器人，其特征在于:多運動模式機器人包括十字桿A(10)、十字桿B(20)，八個擺桿(11、12、13、14、21、22、23、24)，四個連桿A (31)、四個連桿B (32)、四個連接軸(30)、八個擺桿電機(41、42、43、44、45、46、47、48)和四個調整電機(51、52、53、54)； 所述的十字桿A (10)為十字外形，十字桿有四個端部，其中水平的兩個端部上安裝有第一調整電機(51)和第三調整電機(53)，豎直的兩個端部設有連接孔；十字桿A (10)帶電機的兩端分別連接第一擺桿(11)和第三擺桿(13);十字桿A (10)不帶電機的兩端分別通過轉銷活動連接第二擺桿(12)和第四擺桿(14);通過上述的連接，十字桿A (10)的四個端部分別連接了第一、第二、第三、第四擺桿(11、12、13、14)，上述的四個擺桿上分別安裝了第一、第二、第三、第四擺桿電機(41、42、43、44)，每個電機軸通過頂絲固定連接一個連桿A(31)； 所述的十字桿B (20)為十字外形，十字桿有四個端部，其中水平的兩個端部上分別安裝有第二調整電機(52)和第四調整電機(54)，豎直的兩個端部設有連接孔；十字桿B (20)帶電機的兩端分別連接第五擺桿(21)和第七擺桿(23);十字桿B (20)不帶電機的兩端分別通過轉銷活動連接第六擺桿(22)和第八擺桿(24);通過上述連接，十字桿B (20)的四端分別連接第五、第六、第七、第八擺桿(21、22、23、24)，上述的四個擺桿上分別安裝了第五、第六、第七、第八擺桿電機(45、46、47、48)，每個電機軸通過頂絲固定連接一個連桿B (32)； 上述的第一、第二、第三、第擺桿(11、12、13、14)上連接的四個連桿A (31)通過四個連接軸(30)分別對應活動連接第五、第六、第七、第八擺桿(21、22、23、24)上連接的四個連桿B (32)，通過以上連接關系，構成多運動模式移動機器人。
2.根據權利要求1所述的多運動模式機器人，其特征在于:所述的十字桿A(10)和十字桿B (20)結構尺寸相同，兩個十字桿的中部均有容納空間的沉臺，安裝時十字桿的沉臺口均朝外。
3.根據權利要求1所述的多運動模式機器人，其特征在于:所述的八個擺桿的結構尺寸完全相同，擺桿為有兩個向外延伸的頂部片和側部片，頂部片上設有安裝孔和頂絲安裝孔，用以和十字桿上的電機相連，側部片上設有安裝孔的沉臺，所述的頂部片和側部片正交，且側部片偏置在頂部片的一側。
【文檔編號】B62D57/032GK103465988SQ201310421904
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月16日 優先權日:2013年9月16日
【發明者】姚燕安, 田耀斌 申請人:北京交通大學