一种可重构变胞式多面体机器人机构制造技术

一种可重构变胞式多面体机器人机构，包括可重构底盘机构、多面体封闭三角形机构、连杆部件和多面体侧杆系，该机器人能够实现机构平面与空间多面体拓扑结构间变化，可重构底盘机构上的导轨可绕转动中心轴任意转动，六个定位滑块可沿其导轨任意滑动，并能保证六个底盘铰链位置任意变化并保持共圆，且多面体封闭三角形机构和连杆部件的所有杆件均为可伸缩杆，机器人在实现重构时，可根据不同的构型变化，使相应杆件伸缩相应长度，使多面体机器人机构生成不同尺寸与不同形状的多面体结构，达到多面体机器人机构多样性变化的目的，实现可重构性，满足工程应用中的不同任务和不同场合，可广泛应用于工业机器人、制造业、航空航天等各个领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变胞机构设计领域，特别是一种可重构变胞式多面体机器人机构。
技术介绍
自上世纪八十年代末以来，可重构机器人研究得到迅速发展，成为近年来机器人技术研究普遍关注的热点之一。可重构机器人是一种能根据任务需要和环境变化，重新组合构型的机器人，在制造业、航空航天、极限环境作业、食品药品包装业等方面具有广泛的应用环境。变胞机构也是近年来学者提出的重要概念，是可变自由度或可变构件数目的新型机构。变胞机构的提出给传统的机构学带来了生机与活力，它改变了传统机构学概念和机 构设计方法。这类机构除了具有类似可展式机构的高度可缩和可展性外，还可使其拓扑结构发生改变并导致变自由度，具有多功能阶段变化、多拓扑结构变化、多自由度变化等特征，可以根据功能需求或环境等的变化，适应不同任务，灵活应用于不同场合。将可重构技术及变胞机构结合生成可重构变胞式机器人，既具有可重构机构的自重构性，又具有变胞机构的变拓扑性，将会更大程度的满足各种工程上的需求，促进生产和科学技术的发展与进步。然而，目前供工程应用的可重构变胞式机器人机构的创新设计专利技术仍旧很少，特别是未见有关可重构变胞式多面体机器人机构的创新设计的专利技术专利。机构是机器及机器人的骨架和执行器，设计一种可重构变胞式多面体机器人机构，可应用于工业机器人、工程结构组建、制造业、航空航天各个领域，在满足人们多样化需求的同时，提高生产的速度，促进社会的进步。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可重构变胞式多面体机器人机构，该机构既能实现多面体型机构不同构型自由地重构，又可实现平面拓扑与多面体拓扑间转变，可应用于工业机器人、工程结构组建、制造业、航空航天等各个领域。本专利技术通过以下技术方案达到上述目的一种可重构变胞式多面体机器人机构，包括可重构底盘机构、多面体封闭三角形机构、连杆部件和多面体侧杆系。所述可重构底盘机构由底座、第一导轨、第二导轨、第三导轨、第四导轨、第五导轨、第一导杆、第二导杆、第三导杆、第四导杆、第五导杆、第六导杆、第七导杆、第八导杆、第一定位滑块、第二定位滑块、第三定位滑块、第四定位滑块、第五定位滑块、第六定位滑块、第一底盘铰链、第二底盘铰链、第三底盘铰链、第四底盘铰链、第五底盘铰链、第六底盘铰链和转动中心轴组成。所述底座为平面且水平放置；所述转动中心轴垂直固定在底座中心上，第一导轨、第二导轨、第三导轨和第四导轨一端与转动中心轴铰接，另一端自由，第一导轨、第二导轨、第三导轨和第四导轨可绕转动中心轴转动；所述第五导轨中间部分固定在转动中心轴上，第五导轨轴线方向与转动中心轴轴线方向垂直；所述第一定位滑块置于第一导轨导槽内，可沿导槽滑动；所述第二定位滑块置于第二导轨导槽内，可沿导槽滑动；所述第三定位滑块置于第三导轨导槽内，可沿导槽滑动；所述第四定位滑块置于第四导轨导槽内，可沿导槽滑动；所述第五定位滑块和第六定位滑块分别套在第五导轨的两端，可沿导轨滑动；所述第一导杆和第二导杆一端垂直交叉放置于第一定位滑块内，另一端分别与第五定位滑块和第六定位滑块铰连，第一定位滑块可沿第一导杆和第二导杆任意滑动，且能保持第一导杆和第二导杆垂直；所述第三导杆和第四导杆一端垂直交叉放置于第二定位滑块内，另一端分别与第六定位滑块和第五定位滑块铰连，第二定位滑块可沿第三导杆和第四导杆任意滑动，且能保持第三导杆和第四导杆垂直；所述第五导杆和第六导杆一端垂直交叉放置于第三定位滑块内，另一端分别与第六定位滑块和第五定位滑块铰连，第三定位滑块可沿第五导杆和第六导杆任意滑动，且能保持第五导杆和第六导杆垂直；所述第七导杆和第八导杆一端垂直交叉放置于第四定位滑块内，另一端分别与第六定位滑块和第五定位滑块铰连，第四定位滑块可沿第七导杆和第八导杆任意滑动，且能保持第七导杆和第八导杆垂直；所述第一底盘铰链、第二底盘铰链、第三底盘铰链、第四底盘铰链、第五底盘铰链和 第六底盘铰链分别固定在第五定位滑块、第一定位滑块、第二定位滑块、第六定位滑块、第四定位滑块和第三定位滑块上面，且第一底盘铰链、第二底盘铰链、第三底盘铰链、第四底盘铰链、第五底盘铰链和第六底盘铰链中心在同一平面内。所述多面体封闭三角形机构由第一多面体封闭三角形机构、第二多面体封闭三角形机构、第三多面体封闭三角形机构、第四多面体封闭三角形机构、第五多面体封闭三角形机构和第六多面体封闭三角形机构组成。所述第一多面体封闭三角形机构由第一三角形机构第一边杆、第一三角形机构第二边杆和第一三角形机构第三边杆组成，第一三角形机构第一边杆一端通过第一铰链与第一三角形机构第三边杆一端连接，第一三角形机构第一边杆另端通过第二铰链与第一三角形机构第二边杆一端连接，第一三角形机构第二边杆另一端和第一三角形机构第三边杆另一端通过第三铰链连接；所述第二多面体封闭三角形机构由第二三角形机构第一边杆、第二三角形机构第二边杆和第二三角形机构第三边杆组成，第二三角形机构第一边杆一端通过第四铰链与第二三角形机构第三边杆一端连接，第二三角形机构第一边杆另端通过第五铰链与第二三角形机构第二边杆一端连接，第二三角形机构第二边杆另一端和第二三角形机构第三边杆另一端通过第六铰链连接；所述第三多面体封闭三角形机构由第三三角形机构第一边杆、第三三角形机构第二边杆和第三三角形机构第三边杆组成，第三三角形机构第一边杆一端通过第七铰链与第三三角形机构第三边杆一端连接，第三三角形机构第一边杆另端通过第八铰链与第三三角形机构第二边杆一端连接，第三三角形机构第二边杆另一端和第三三角形机构第三边杆另一端通过第九铰链连接；所述第四多面体封闭三角形机构由第四三角形机构第一边杆、第四三角形机构第二边杆和第四三角形机构第三边杆组成，第四三角形机构第一边杆一端通过第十铰链与第四三角形机构第三边杆一端连接，第四三角形机构第一边杆另端通过第i^一铰链与第四三角形机构第二边杆一端连接，第四三角形机构第二边杆另一端和第四三角形机构第三边杆另一端通过第十二铰链连接；所述第五多面体封闭三角形机构由第五三角形机构第一边杆、第五三角形机构第二边杆和第五三角形机构第三边杆组成，第五三角形机构第一边杆一端通过第十三铰链与第五三角形机构第三边杆一端连接，第五三角形机构第一边杆另端通过第十四铰链与第五三角形机构第二边杆一端连接，第五三角形机构第二边杆另一端和第五三角形机构第三边杆另一端通过第十五铰链连接；所述第六多面体封闭三角形机构由第六三角形机构第一边杆、第六三角形机构第二边杆和第六三角形机构第三边杆组成，第六三角形机构第一边杆一端通过第十六铰链与第六三角形机构第三边杆一端连接，第六三角形机构第一边杆另端通过第十七铰链与第六三角形机构第二边杆一端连接，第六三角形机构第二边杆另一端和第六三角形机构第三边杆另一端通过第十八铰链连接。所述连杆部件由第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆和第六连杆组成。所述第一连杆一端连接在第二铰链上，另一端连接在第四铰链上；所述第二连杆一端连接在第五铰链上，另一端连接在第七铰链上；所述第三连杆一端连接在第八铰链上，另一端连接在第十铰链上；所述第四连杆一端连接在第十一铰链上，另一端连接在第十三铰链 上；所述第五连杆一端连接在第十四铰链上，另一端连接在第十六铰链上；所述第六连杆一端连接在第十七铰链上，另一端连接在第一铰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可重构变胞式多面体机器人机构，包括可重构底盘机构、多面体封闭三角形机构、连杆部件和多面体侧杆系，其特征是 所述可重构底盘机构由底座、第一导轨、第二导轨、第三导轨、第四导轨、第五导轨、第ー导杆、第二导杆、第三导杆、第四导杆、第五导杆、第六导杆、第七导杆、第八导杆、第一定位滑块、第二定位滑块、第三定位滑块、第四定位滑块、第五定位滑块、第六定位滑块、第一底盘铰链、第二底盘铰链、第三底盘铰链、第四底盘铰链、第五底盘铰链、第六底盘铰链和转动中心轴组成，所述底座为平面且水平放置；所述转动中心轴垂直固定在底座中心上，第一导轨、第二导轨、第三导轨和第四导轨一端与转动中心轴铰接，另一端自由，第一导轨、第二导轨、第三导轨和第四导轨可绕转动中心轴转动；所述第五导轨中间部分固定在转动中心轴上，第五导轨轴线方向与转动中心轴轴线方向垂直；所述第一定位滑块置于第一导轨导槽内，可沿导槽滑动；所述第二定位滑块置于第二导轨导槽内，可沿导槽滑动；所述第三定位滑块置于第三导轨导槽内，可沿导槽滑动；所述第四定位滑块置于第四导轨导槽内，可沿导槽滑动；所述第五定位滑块和第六定位滑块分别套在第五导轨的两端，可沿导轨滑动；所述第一导杆和第二导杆一端垂直交叉放置于第一定位滑块内，另一端分别与第五定位滑块和第六定位滑块铰连，第一定位滑块可沿第一导杆和第二导杆任意滑动，且能保持第一导杆和第二导杆垂直；所述第三导杆和第四导杆一端垂直交叉放置于第二定位滑块内，另一端分别与第六定位滑块和第五定位滑块铰连，第二定位滑块可沿第三导杆和第四导杆任意滑动，且能保持第三导杆和第四导杆垂直；所述第五导杆和第六导杆一端垂直交叉放置于第三定位滑块内，另一端分别与第六定位滑块和第五定位滑块铰连，第三定位滑块可沿第五导杆和第六导杆任意滑动，且能保持第五导杆和第六导杆垂直；所述第七导杆和第八导杆一端垂直交叉放置于第四定位滑块内，另一端分别与第六定位滑块和第五定位滑块铰连，第四定位滑块可沿第七导杆和第八导杆任意滑动，且能保持第七导杆和第八导杆垂直；所述第一底盘铰链、第二底盘铰链、第三底盘铰链、第四底盘铰链、第五底盘铰链和第六底盘铰链分别固定在第五定位滑块、第一定位滑块、第二定位滑块、第六定位滑块、第四定位滑块和第三定位滑块上面，且第一底盘铰链、第二底盘铰链、第三底盘铰链、第四底盘铰链、第五底盘铰链和第六底盘铰链中心在同一平面内； 所述多面体封闭三角形机构由第一多面体封闭三角形机构、第二多面体封闭三角形机构、第三多面体封闭三角形机构、第四多面体封闭三角形机构、第五多面体封闭三角形机构和第六多面体封闭三角形机构组成，所述第一多面体封闭三角形机构由第一三角形机构第ー边杆、第一三角形机构第二边杆和第一三角形机构第三边杆组成，第一三角形机构第一边杆一端通过第一铰链与第一三角形机构第三边杆一端连接，第一三角形机构第一边杆另端通过第二铰链与第一三角形机构第二边杆一端连接，第一三角形机构第二边杆另一端和第一三角形机构第三边杆另一端通过第三铰链连接；所述第二多面体封闭三角形机构由第二三角形机构第一边杆、第二三角形机构第二边杆和第二三角形机构第三边杆组成，第ニ三角形机构第一边杆一端通过第四铰链与第二三角形机构第三边杆一端连接，第二三角形机构第一边杆另端通过第五铰链与第二三角形机构第二边杆一端连接，第二三角形机构第二边杆另一端和第二三角形机构第三边杆另一端通过第六铰链连接；所述第三多面体封闭三角形机构由第三三角形机构第一边杆、第三三角形机构第二边杆和第三三角形机构第三边杆组成，第三三角形机构第一边杆一端通过第七铰链与第三三角形机构第三边杆一端连接，第三三角形机构第一边杆另端通过第八铰链与第三三角形机构第二边杆一端连接，第三三角形机构第二边杆另一端和第三三角形机构第三边杆另一端通过第九铰链连接；所述第四多面体封闭三角形机构由第四三角形机构第一边杆、第四三角形机构第二边杆和第四三角形机构第三边杆组成，第四三角形机构第一边杆一端通过第十铰链与第四三角形机构第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王汝贵，梁贵扬，袁华强，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：