一种便携多模式移动机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种便携多模式移动机器人，包括第一、第二支架以交叉方式形成的平台以及第一、第二、第三、第四支链和锁止组件；在第一支架的两端向下安装第一、第三支链，在第二支架的两端向下安装第二、第四支链；第一、第三支链包括第一连杆、第二连杆和第一变形足；第二、第四支链包括第一连杆、第二连杆和第二变形足；第一支架和第二支架通过第四转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第一端通过第一转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第二端通过第三转动副同第二连杆的第一端转动连接，第一支架的第二连杆的第二端通过第三转动副同第一变形足第一端转动连接；第二支架的第二连杆的第二端通过第三转动副同第二变形足第一端转动连接。

【技术实现步骤摘要】
一种便携多模式移动机器人
：本专利技术涉及矿井机器人设备的
，尤其涉及一种便携多模式移动机器人。
技术介绍
：到目前为止，矿井需要勘测、开发和保护，但其地形复杂，地下作业人员和科学考察者在复杂恶劣狭小的地形环境下作业，极大地限制了该类任务的深度和广度。因此迫切需要能适应该类环境的机器人来协同人类完成测量勘探、环境信息探测等任务。现有的机器人大多是轮式、履带式和足式，传统的轮式与履带式移动机器人难以适应崎岖不平的复杂地形，足式机器人具有较强的灵活性和地形适应能力，但是其移动速度慢，能量效率低。因此，为了提高机器人的便携性和环境适应能力，开发一种轻便易携和良好的环境适应能力的移动机器人极具现实意义。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于克服现有技术无法兼顾小巧便携和狭小复杂环境适应能力的缺陷，提供一种能够兼具高收缩折叠率和良好的环境适应能力的移动机器人。本专利技术的便携多模式移动机器人采用支链固定连接并收缩移动支链，机器人呈环形，机器人可滚动前进，能够提高机器人在极限环境下的运动稳定性。本专利技术通过控制系统对舵机进行分时控制，实现机构的折叠、滚动、行走等多模式间的自动切换，避免了单一运动方式的局限性。本专利技术的便携多模式移动机器人，不仅可应对狭小复杂的环境，移动通行能力强，且轻巧方便，可随身携带。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种便携多模式移动机器人，其特征在于：包括第一、第二支架以交叉方式形成的平台以及第一、第二、第三、第四支链和锁止组件；在第一支架的两端向下安装第一、第三支链，在第二支架的两端向下安装第二、第四支链；第一、第三支链包括第一连杆、第二连杆和第一变形足；第二、第四支链包括第一连杆、第二连杆和第二变形足；其中，第一支架通过第四转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第一端通过第一转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第二端通过第三转动副同第二连杆的第一端转动连接，第二连杆的第二端通过第三转动副同第一变形足的第一端转动连接；第二支架通过第四转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第一端通过第一转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第二端通过第三转动副同第二连杆的第一端转动连接，第二连杆的第二端通过第三转动副同第二变形足的第一端转动连接；当第一支链和第四支链连接时，第四支链中第二变形足的第二端通过锁止组件与第一支链中第一变形足的第二端锁止在一起；当第二支链和第三支链连接时，第二支链中第二变形足的第二端通过锁止组件与第三支链中第一变形足的第二端锁止在一起；第二连杆呈II型连杆，第一、第二变形足可通过转动折叠到II型连杆的中间。在一个实施例中，锁止组件包括压簧、凸轮、闭合推块、第一锁止片、第二锁止片和定位轴销；在所述第一变形足的第二端设有第一锁止片，在第二变形足的第二端设有第二锁止片；压簧、凸轮和闭合推块沿第二变形足的长度方向依次设在接近第二变形足第二端的部位上，当第一锁止片叠加在第二锁止片的上方时，由凸轮转动到某一位置，压簧释放，将闭合推块向远离所述第二变形足的方向推出，由闭合推块压在所述第一锁止片的顶部形成上下约束，由定位销插入第一锁止片和第二锁止片在叠加时开设的定位孔中进行径向约束。在一个实施例中，由第一舵机驱动所述第一转动副，由第二舵机驱动所述第二转动副，由第三舵机驱动所述第三转动副，由第四舵机驱动所述第四转动副，由第五舵机驱动所述凸轮的转动。在一个实施例中，所述第一、第二支架以十字交叉方式形成的十字型平台。在一个实施例中，在所述十字型平台中心位置的顶面开设凹槽，在凹槽内设有锁环和卡箍。在一个实施例中，在所述十字型平台的背面设有控制所述第一、第二、第三、第四和第五舵机的控制系统。在一个实施例中，多模式包括折叠模式或滚动模式或单向四足模式或双向四足模式；折叠模式：所述第一、第二变形足与地面接触，通过分别驱动所述第四舵机调整好角度，所述第一、第二舵机和所述第三舵机相互配合，使所述第一、第二、第三、第四支链的变形足交会于所述十字型平台中心的底部，所述定位销轴插入所述定位孔后定位完毕，所述移动机器人被压缩到指定位置停止，所述第五舵机驱动凸轮释放压簧使四足锁止，以防松动，取出所述锁环并从所述十字型平台的中心上锁止，此时可将其提起运输；滚动模式：初始时通过驱动各支链的所述第一、第二、第三和第四舵机，使所述第一支链和所述第四支链、所述第二支链和所述第三支链通过所述锁止部件固定为两条结合长链且与地面接触，其中所述第五舵机驱动所述凸轮使两条结合的支链锁定，当驱动所述第一、第二和所述第三舵机，各支链的所述第一连杆、所述第二连杆和所述十字型平台一起运动迫使机器人整体重心发生偏移，当偏移到一定位置时，所述移动机器人整体发生倾转，此时变形足结合长链脱离地面，所述第二连杆与地面接触，完成一步滚动动作；单向四足模式：沿所述平台的某一转向依次安装所述第一、第二、第三、第四支链，控制所述第三舵机使可各支链的变形足收至II连杆之间，所述第一、第二支链的第一转动副与所述第三、第四支链的第一转动副都是同轴线，所述第一、第二支链的第一转动副轴线与所述第三、第四支链的第一转动副轴线之间相互平行，驱动所述第一舵机和所述第二舵机使其所述第一、第二支链伸展，驱动所述第一舵机和所述第二舵机使其所述第三、第四支链收缩并有向前跨步的形状，伸展的所述第一、第二支链在所述第一、第二舵机的驱动下收叠，直至所述第三、第四支链触地，完成一次直线行走；双向四足模式：沿所述平台的某一转向依次安装所述第一、第二、第三、第四支链，所述第一、第三支链上的第一转动副的轴线相互平行，所述第二、第四支链上的第一转动副的轴线相互平行，所述第一、第三支链的转动副轴线与所述第二、第四支链的第一转动副轴线之间相互垂直，驱动所述第一、第四支链的第一、第二转动副使其伸展，驱动所述第二、第三支链的第一、第二转动副使其收缩并形成向前跨步的形状，然后将伸展的所述第一、第四支链收叠，直至所述第二、第三支链触地，完成一次直线行走，下一次行走方向可选择继续直线行走或与原方向垂直行走。在一个实施例中，所述第一、第二、第三、第四、第五舵机自带角度编码器，可记录机器人整体动作及位置。在一个实施例中，分别与所述控制系统连接的组件包括光电遁迹模块和光电传感器；光电遁迹模块可用于采集机器人运动的轨迹并将信息传送到控制系统；光电传感器用于检测运动方向的前方障碍物并将信息传送到控制系统；所述控制系统分别与所述第一、第二、第三、第四和第五舵机连接，所述控制系统用于对各舵机反馈的信息进行分析处理，得到最优运动路径及相应的控制方案而后根据控制方案控制所述第一、第二舵机、第三、第四和第五舵机完成任务。在一个实施例中，所述控制系统为单片机，所述平台采用碳素纤维复合材料，所述的第一、第二锁止片形状各异，通过控制可相互契合。本专利技术的主要优点或有益效果在于：第一、本专利技术的便携多模式移动机器人，结构设计合理，四条支链的结构设计，赋予了机器人多种包括折叠模式、滚动模式、单向四足模式及双向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携多模式移动机器人，其特征在于：包括第一、第二支架以交叉方式形成的平台以及第一、第二、第三、第四支链和锁止组件；/n在第一支架的两端向下安装第一、第三支链，在第二支架的两端向下安装第二、第四支链；/n第一、第三支链包括第一连杆、第二连杆和第一变形足；/n第二、第四支链包括第一连杆、第二连杆和第二变形足；/n其中，第一支架通过第四转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第一端通过第一转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第二端通过第三转动副同第二连杆的第一端转动连接，第二连杆的第二端通过第三转动副同第一变形足的第一端转动连接；/n第二支架通过第四转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第一端通过第一转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第二端通过第三转动副同第二连杆的第一端转动连接，第二连杆的第二端通过第三转动副同第二变形足的第一端转动连接；/n当第一支链和第四支链连接时，第四支链中第二变形足的第二端通过锁止组件与第一支链中第一变形足的第二端锁止在一起；/n当第二支链和第三支链连接时，第二支链中第二变形足的第二端通过锁止组件与第三支链中第一变形足的第二端锁止在一起；/n第二连杆呈II型连杆，第一、第二变形足可通过转动折叠到II型连杆的中间。/n...

【技术特征摘要】
1.一种便携多模式移动机器人，其特征在于：包括第一、第二支架以交叉方式形成的平台以及第一、第二、第三、第四支链和锁止组件；
在第一支架的两端向下安装第一、第三支链，在第二支架的两端向下安装第二、第四支链；
第一、第三支链包括第一连杆、第二连杆和第一变形足；
第二、第四支链包括第一连杆、第二连杆和第二变形足；
其中，第一支架通过第四转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第一端通过第一转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第二端通过第三转动副同第二连杆的第一端转动连接，第二连杆的第二端通过第三转动副同第一变形足的第一端转动连接；
第二支架通过第四转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第一端通过第一转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第二端通过第三转动副同第二连杆的第一端转动连接，第二连杆的第二端通过第三转动副同第二变形足的第一端转动连接；
当第一支链和第四支链连接时，第四支链中第二变形足的第二端通过锁止组件与第一支链中第一变形足的第二端锁止在一起；
当第二支链和第三支链连接时，第二支链中第二变形足的第二端通过锁止组件与第三支链中第一变形足的第二端锁止在一起；
第二连杆呈II型连杆，第一、第二变形足可通过转动折叠到II型连杆的中间。


2.根据权利要求1所述的一种便携多模式移动机器人，其特征在于：锁止组件包括压簧、凸轮、闭合推块、第一锁止片、第二锁止片和定位轴销；
在所述第一变形足的第二端设有第一锁止片，在第二变形足的第二端设有第二锁止片；
压簧、凸轮和闭合推块沿第二变形足的长度方向依次设在接近第二变形足第二端的部位上，当第一锁止片叠加在第二锁止片的上方时，由凸轮转动到某一位置，压簧释放，将闭合推块向远离所述第二变形足的方向推出，由闭合推块压在所述第一锁止片的顶部形成上下约束，由定位销插入第一锁止片和第二锁止片在叠加时开设的定位孔中进行径向约束。


3.根据权利要求2所述的一种便携多模式移动机器人，其特征在于：由第一舵机驱动所述第一转动副，由第二舵机驱动所述第二转动副，由第三舵机驱动所述第三转动副，由第四舵机驱动所述第四转动副，由第五舵机驱动所述凸轮的转动。


4.根据权利要求3所述的一种便携多模式移动机器人，其特征在于：所述第一、第二支架以十字交叉方式形成的十字型平台。


5.根据权利要求4所述的一种便携多模式移动机器人，其特征在于：在所述十字型平台中心位置的顶面开设凹槽，在凹槽内设有锁环和卡箍。


6.根据权利要求4所述的一种便携多模式移动机器人，其特征在于：在所述十字型平台的背面设有控制所述第一、第二、第三、第四和第五舵机的控制系统。


7.根据权利要求4所述的一种便携多模式移动机器人，其特征在于：多模式包括折叠模式或滚动模式或单向四足模式或双向四足模式；
折叠模式：所述第一、第二变形足与地面接触，通过分别驱动所述第四舵机调整好角度，所述第一、第二舵机和所述第三舵机相互配合，使所述第一、第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁兵，张春燕，陈致，朱锦翊，蒋新星，平安，于新悦，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海;31