一种基于Bricard机构的单驱动自旋机器人制造技术

一种基于Bricard机构的单驱动自旋机器人，该机器人以三重对称Bricard空间闭链连杆机构为基础，由第一连杆(1)、第二连杆(2)、第三连杆(3)、第四连杆(4)、第五连杆(5)和第六连杆(6)组成，通过一个驱动即可实现机器人的自旋、移动和转向，通过控制电机的转动可以使机器人实现完全折叠和完全展开，并可进行自旋运动，通过控制电机转动方向及速度可以使机器人实现加速、减速以及刹车，机器人可完全折叠成一束，便于储存和运输中节省空间，在教育、娱乐、军事等领域将得到很好的应用。军事等领域将得到很好的应用。军事等领域将得到很好的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Bricard机构的单驱动自旋机器人


[0001]本专利技术涉及一种基于Bricard机构的单驱动自旋机器人，具体涉及一种空间三重对称Bricard闭链机构，通过对单一驱动的控制即可以使机器人实现折展运动，兼具移动和转向能力，通过控制电机的转动方向可以使机器人完全折叠，在储存和运输中节省空间，且可以实现不改变位置只改变转向的自旋运动。

技术介绍

[0002]由于Bricard机构的空间结构，使得基于Bricard机构的单自由度空间闭链机器人可以进行折展变形，利用这种变形能力，可使该机器人兼具小空间收纳能力和空间自由运动能力。
[0003]中国专利CN202110204914.X公开了“一种单动力可转向移动机器人”，该机器人以Myard机构为基础，通过对贯通式丝杠直线步进电机(18)的转向及转速控制，能够控制两轮同步变形，使两变形轮不同杆件交替与地面接触，机器人利用整体重心的偏移实现滚动，控制两变形轮变形角度的大小，能够实现直行和转向的功能。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题：一般来说，移动机器人的折展能力差，存储和运输困难，且往往需要过多的电机驱动来实现复杂运动，造成结构和性能浪费。
[0005]一种基于Bricard机构的单驱动自旋机器人，其特征在于：基于Bricard机构的单自由度可折展机器人，包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆；
[0006]所述的第一连杆包括第六连杆安装孔、第一支链杆、类球体底座、底部凹形槽、双轴电机、电机支架和凹形减重槽，其中第一支链杆采用类三棱柱体结构，一个侧面为弧形曲面，另两侧面为平面，顶端为斜面，中间设有凹形减重槽，下端设有底部凹形槽，末端为类球体底座，一个侧平面顶端设有第六连杆安装孔，另外一个侧平面末端设有电机支架和双轴电机；
[0007]所述的第二连杆包括第二支链杆、电机转轴连接架、凹形减重槽和第三连杆安装孔，其中第二支链杆采用类三棱柱体结构，一个侧面为弧形曲面，另两侧面为平面，两端均为斜面，中部设有凹形减重槽，一个侧平面顶端设有第三连杆安装孔，另一个侧平面末端设有电机转轴连接架；
[0008]所述的第三连杆包括第二连杆安装孔、第三支链杆、类球体底座、第四连杆安装孔和凹形减重槽，其中第三支链杆采用类三棱柱体结构，一个侧面为弧形曲面，另两侧面为平面，顶端为斜面，中间设有凹形减重槽，末端为类球体底座，一个侧平面顶端设有第二连杆安装孔，另外一个侧平面末端设有第四连杆安装孔；
[0009]所述的第四连杆包括第四支链杆、第三连杆安装孔、凹形减重槽和第五连杆安装孔，其中第四支链杆采用类三棱柱体结构，一个侧面为弧形曲面，另两侧面为平面，两端均为斜面，中部设有凹形减重槽，一个侧平面顶端设有第四连杆安装孔，另一个侧平面末端设
有第三连杆安装孔；
[0010]所述的第五连杆与第三连杆的结构和外形尺寸相同；
[0011]所述的第六连杆与第四连杆的结构和外形尺寸相同；
[0012]第一连杆的双轴电机与第二连杆的电机转轴连接架通过转动副连接，第二连杆通过第三连杆安装孔与第三连杆的第二连杆安装孔通过转动副连接，第三连杆通过第四连杆安装孔与第四连杆的第三连杆安装孔通过转动副连接，第四连杆通过第五连杆安装孔与第五连杆的第四连杆安装孔通过转动副连接，第五连杆通过第六连杆安装孔与第六连杆的第五连杆安装孔通过转动副连接，第六连杆通过第一连杆安装孔与第一连杆的第六连杆安装孔通过转动副连接。
[0013]通过对单一驱动的控制即可以使机器人兼具移动和转向运动能力；
[0014]通过控制电机的转动速度和方向可以调整机器人的移动和转向，从而使机器人切换为兼具移动和转向的单驱动自由运动模式，通过控制电机的转动方向可以使机器人折叠，从而使机器人切换为便于储存运输的完全折叠模式以及不改变位置只改变转向的自旋模式。
[0015]本专利技术的有益效果：本专利技术所述的基于Bricard机构的单驱动自旋机器人结构简单，易于制造和加工。在民用领域，为中小学生提供了对移动机构认识的机会，可用于制作玩具、教具，在军用领域，也可通过进一步设计，改造为军用探测机器人。
附图说明
[0016]图1基于Bricard机构的单驱动自旋机器人
[0017]图2第一连杆结构图
[0018]图3第二连杆结构图
[0019]图4第三连杆结构图
[0020]图5第四连杆结构图
[0021]图6完全折叠模式
[0022]图7单驱动自由运动模式
[0023]图8自旋运动模式
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0025]如图1所示，基于Bricard机构的单自由度可折展机器人，包括第一连杆(1)、第二连杆(2)、第三连杆(3)、第四连杆(4)、第五连杆(5)、第六连杆(6)；
[0026]如图2所示，第一连杆(1)包括第六连杆安装孔(1
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1)、第一支链杆(1
‑
2)、类球体底座(1
‑
3)、底部凹形槽(1
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4)、双轴电机(1
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5)、电机支架(1
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6)和凹形减重槽(1
‑
7)，其中第一支链杆(1
‑
2)采用类三棱柱体结构，一个侧面为弧形曲面，另两侧面为平面，顶端为斜面，中间设有凹形减重槽(1
‑
7)，下端设有底部凹形槽(1
‑
4)，末端为类球体底座(1
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3)，一个侧平面顶端设有第六连杆安装孔(1
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1)，另外一个侧平面末端设有电机支架(1
‑
6)和双轴电机(1
‑
5)；
[0027]如图3所示，第二连杆(2)包括第二支链杆(2
‑
1)、电机转轴连接架(2
‑
2)、凹形减重
槽(2
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3)和第三连杆安装孔(2
‑
4)，其中第二支链杆(2
‑
1)采用类三棱柱体结构，一个侧面为弧形曲面，另两侧面为平面，两端均为斜面，中部设有凹形减重槽(2
‑
3)，一个侧平面顶端设有第三连杆安装孔(2
‑
4)，另一个侧平面末端设有电机转轴连接架(2
‑
2)；
[0028]如图4所示，第三连杆(3)包括第二连杆安装孔(3
‑
1)、第三支链杆(3
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2)、类球体底座(3
‑
3)、第四连杆安装孔(3
‑
4)和凹形减重槽(3
‑
5)，其中第三支链杆(3
‑
2)采用类三棱柱体结构，一个侧面为弧形曲面，另两侧面为平面，顶端为斜面，中间设有凹形减重槽(3
‑
5)，末端为类球体底座(3
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Bricard机构的单驱动自旋机器人，其特征在于：基于Bricard机构的单自由度可折展机器人，包括第一连杆(1)、第二连杆(2)、第三连杆(3)、第四连杆(4)、第五连杆(5)、第六连杆(6)；所述的第一连杆(1)包括第六连杆安装孔(1
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1)、第一支链杆(1
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2)、类球体底座(1
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3)、底部凹形槽(1
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4)、双轴电机(1
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5)、电机支架(1
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6)和凹形减重槽(1
‑
7)，其中第一支链杆(1
‑
2)采用类三棱柱体结构，一个侧面为弧形曲面，另两侧面为平面，顶端为斜面，中间设有凹形减重槽(1
‑
7)，下端设有底部凹形槽(1
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4)，末端为类球体底座(1
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3)，一个侧平面顶端设有第六连杆安装孔(1
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1)，另外一个侧平面末端设有电机支架(1
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6)和双轴电机(1
‑
5)；所述的第二连杆(2)包括第二支链杆(2
‑
1)、电机转轴连接架(2
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2)、凹形减重槽(2
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3)和第三连杆安装孔(2
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4)，其中第二支链杆(2
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1)采用类三棱柱体结构，一个侧面为弧形曲面，另两侧面为平面，两端均为斜面，中部设有凹形减重槽(2
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3)，一个侧平面顶端设有第三连杆安装孔(2
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4)，另一个侧平面末端设有电机转轴连接架(2
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2)；所述的第三连杆(3)包括第二连杆安装孔(3
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1)、第三支链杆(3
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2)、类球体底座(3
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3)、第四连杆安装孔(3
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4)和凹形减重槽(3
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5)，其中第三支链杆(3
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2)采用类三棱柱体结构，一个侧面为弧形曲面，另两侧面为平面，顶端为斜面，中间设有凹形减重槽(3
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5)，末端为类球体底座(3
‑
3)，一个侧平面顶端设有第二连杆安装孔(3<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘超，陈明，杨志鹏，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：