[发明专利]一种多构态仿生机器人机构

说明书

技术领域

本发明涉及仿生机器人机构设计领域，特别是一种多构态仿生机器人机构。

背景技术

随着仿生机器人技术水平的不断提高，多足类仿生机器人、鱼类仿生机器人、蛇类仿生 机器人以及两栖类仿生机器人的研究成果日趋丰富，在灾后营救、野外探测、海底资源开发、 水下打捞以及树木整枝等工作领域，具有广阔的应用前景。

然而，面对越来越复杂的工作环境，以及越来越高的工作要求，单一构态的机器人机构 越来越力不从心，中国专利ZL 201410520580.7公开了一种具有柔性腰部和弹性腿的柔顺四 足机器人，该机器人具有俯仰、横滚和偏转自由度，但是机械腿与地面接触为单一的点接触 形式，在沙地、沼泽等特殊工作场合明显不足；中国专利ZL 201010223020.7公开了一种两 栖仿生龟机器人机器人，可同时实现陆地运动步态和水中运动步态，但是未考虑复杂的海底 工作环境，其他专利所公开的机器人机构与这两个专利类似，不能真正实现灵活适应环境。

这就要求机器人在陆地工作时，面对实际工作环境，能够实现俯仰动作，在机器人翻倒 后仍能继续工作，还能够改变机器人宽度以适应狭窄空间，同时处于松软地面时，可以改变 足部与地面接触面积，实现安全可靠的工作。在水下工作时，要求机器人能够降低重心，以 减小阻力增加稳定性，同时能以仿生蛇的构态，灵活适应于海底珊瑚、礁石等复杂环境。

未见有能满足上述要求的，能够通过构态变换实现两栖工作，同时可以灵活适应工作环 境，而且驱动简单的仿生机器人机构。

发明内容

本发明提供了一种多构态仿生机器人机构，驱动简单，具备陆地和水下两种工作模式， 同时在两种工作模式中，又可以改变机器人机构构态，以适应复杂的工作环境，具有很好的 环境适应性，可以满足多任务的工作要求。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：

一种多构态仿生机器人机构，包括三个可伸缩连杆和四个闭链五杆机构，其特征在于，所 述三个可伸缩连杆包括第一可伸缩连杆、第二可伸缩连杆和第三可伸缩连杆，所述闭链五杆 机构包括第一闭链五杆机构、第二闭链五杆机构、第三闭链五杆机构及第四闭链五杆机构， 所述第一闭链五杆机构包括第一杆、第二杆、第三杆、第四杆和第五杆，第一杆一端与第一 可伸缩连杆通过铰链连接，另一端与第二可伸缩连杆通过铰链连接，第二杆一端与第一可伸 缩连杆连接，且处于第一杆外侧，另一端与第三杆一端通过铰链连接，第三杆处于第二杆外 侧，第三杆另一端与第四杆一端通过铰链连接，第四杆处于第三杆外侧，第四杆另一端与第 五杆一端通过铰链连接，第五杆处于第四杆内侧，第五杆另一端与第二可伸缩连杆通过铰链 连接，且处于第一杆外侧；所述第二闭链五杆机构，包括第六杆、第七杆、第八杆、第九杆 和第十杆，第六杆一端与第二可伸缩连杆通过铰链连接，且处于第一杆外侧与第五杆内侧， 第六杆另一端与第三可伸缩连杆通过铰链连接，第七杆一端与第二可伸缩连杆通过铰链连接， 且处于第五杆外侧，另一端与第八杆一端通过铰链连接，且第八杆处于第七杆外侧，第八杆 另一端与第九杆一端通过铰链连接，第九杆处于第八杆内侧，第九杆另一端与第十杆一端通 过铰链连接，第十杆处于第九杆内侧，第十杆另一端与第二可伸缩连杆通过铰链连接，第十 杆处于第六杆外侧；所述第三闭链五杆机构，包括第十一杆、第十二杆、第十三杆、第十四 杆、第十五杆，第十一杆一端与第一可伸缩连杆通过铰链连接，另一端与第二可伸缩连杆通 过铰链连接，第十二杆一端与第一可伸缩连杆通过铰链连接，且处于第十一杆的外侧，第十 二杆另一端与第十三杆一端通过铰链连接，且第十三杆处于第十二杆的外侧，第十三杆另一 端与第十四杆一端通过铰链连接，且第十四杆处于第十三杆的外侧，第十四杆另一端与第十 五杆一端通过铰链连接，且第十五杆处于第十四杆的内侧，第十五杆另一端与第二可伸缩连 杆通过铰链连接，且第十五杆处于第十一杆的外侧；所述第四闭链五杆机构，包括第十六杆、 第十七杆、第十八杆、第十九杆和第二十杆，第十六杆一端与第二可伸缩连杆通过铰链连接， 且第十六杆处于第十一杆的外侧和第十五杆的内侧，第十六杆另一端与第三可伸缩连杆通过 铰链连接，第十七杆一端与第二可伸缩连杆通过铰链连接，且处于第十五杆外侧，第十七杆 另一端与第十八杆一端通过铰链连接，且第十八杆处于第十七杆的外侧，第十八杆另一端与 第十九杆一端通过铰链连接，且第十九杆处于第十八杆的内侧，第十九杆一端与第二十杆一 端通过铰链连接，且第二十杆处于第十九杆的内侧，第二十杆另一端与第三可伸缩连杆通过 铰链连接，且第二十杆处于第十六杆的外侧。