[发明专利]一种多模式全姿态移动并联机构

说明书

本发明涉及一种多模式全姿态移动并联机构，包括第一机架、第二机架、第三机架、曲轴、步进电机和驱动舵机，三个机架均为闭环连杆结构，驱动舵机连接连杆连接处，第一机架和第三机架镜像对称，分别通过曲轴连接第二机架的两侧，步进电机连接曲轴。第一机架为平行六边形连杆结构，包括依次连接的第一上平台、第一中间上连杆一、第一中间下连杆一、第一下平台、第一中间下连杆二和第一中间上连杆二，平台和连杆通过驱动舵机连接，上、下连杆通过转动副连接。与现有技术相比，本发明改善了动力学性能，增加结构刚度，可应对复杂多变的环境，地面移动通行能力强，扩大了机器人移动机构在救援、检测、勘探等环境中的应用范围。

技术领域

本发明涉及机器人移动领域，尤其是涉及一种多模式全姿态移动并联机构。

背景技术

随着机器人技术的快速发展，机器人的工作环境逐渐面向未知的、复杂的环境(如星球探测、地震救援等)。目前，在救援、检测和勘探等一般环境下，机器人触地机构的移动方式主要有足式、滚动、蠕动及跳跃等多种单一移动方式，但是，在面对极端复杂的地面环境时，如大尺度岩石、大跨度沟、大坡度峭壁、超低矮桥梁及极狭窄洞穴等环境下，只具有单一移动方式的触地机构无法到达指定区域，无法适应复杂多变的环境。

现有的机器人多模式触地机构中，可实现多种移动模式的机构很少，Mark Yim设计了一种通过模块化自重构实现蛇形蠕动、环形滚动等运动模式的“PolyBot”机器人，NASA研制了一种多模式移动机器人—“Superbot”，虽然以上机器人具有多种运动模式，但其多运动模式采用模块化自重构方式实现，具有刚度、精度不足以及控制复杂等缺点。

因此，开发一种刚度好且控制简单的多模式行走机构极具现实意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多模式全姿态移动并联机构。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多模式全姿态移动并联机构，包括第一机架、第二机架、第三机架、曲轴、步进电机和驱动舵机，三个机架均为闭环连杆结构，所述驱动舵机连接连杆连接处，所述第一机架和第三机架镜像对称，分别通过曲轴连接第二机架的两侧，所述步进电机连接曲轴，所述进步电机和驱动舵机相互配合控制三个机架实现多模式全姿态移动。

进一步地，所述的第一机架为平行六边形连杆结构，包括依次连接的第一上平台、第一中间上连杆一、第一中间下连杆一、第一下平台、第一中间下连杆二和第一中间上连杆二，第一中间上连杆二连接第一上平台，第一上平台和上连杆通过第一驱动舵机和第二驱动舵机连接，第一下平台和下连杆通过第三驱动舵机和第四驱动舵机连接，上连杆和下连杆通过转动副连接。

进一步地，所述的第二机架为平行六边形连杆结构，包括依次连接的第二上平台、第二中间上连杆一、第二中间下连杆一、第二下平台、第二中间下连杆二和第二中间上连杆二，第二中间上连杆二连接第二上平台，第二上平台分别通过驱动舵机连接上、下连杆，并且上、下连杆之间通过转动副连接。

进一步地，第一上平台和第二上平台通过上曲轴相连，第一下平台和第二下平台通过下曲轴相连，上曲轴和下曲轴同步转动；所述第三机架同样通过与第一机架镜像对称的曲轴结构连接第二机架。

进一步地，只有上曲轴连接步进电机，该步进电机安装于第二上平台内，第二下平台内设有与步进电机质量相同的配重块。

进一步地，所述第二上平台的触地面积为第一上平台的两倍，第二下平台的触地面积为第一下平台的两倍。

进一步地，所述的多模式全姿态移动包括滚动模式、步行模式、转向模式和越障模式。

进一步地，所述的第一机架，第二机架和第三机架均为平行八边形连杆结构。

进一步地，所述步进电机和驱动舵机与电路控制板相连。