[发明专利]一种组合四面体移动机器人

说明书

本发明公开一种组合四面体移动机器人，包括第一至第四六叉顶点、第一至第四三叉顶点、第一至第十八支链。第一六叉顶点与第一、第二、第三、第七、第十、第十三支链连接；第二六叉顶点与第一、第四、第六、第十二、第十四、第十八支链连接；第三六叉顶点与第二、第四、第五、第八、第十五、第十六支链连接；第四六叉顶点与第三、第五、第六、第九、第十一、第十七支链连接；第一三叉顶点与第七至第九支链连接；第二三叉顶点与第十至第十二支链连接；第三三叉顶点与第十三至第十五支链连接；第四三叉顶点与第十六至第十八支链连接；完成上述连接机器人呈现五个正四面体组合外形。机器人通过姿态变化可实现地面全向移动，本发明可用于侦察、探测等。

技术领域

本发明设计一种组合四面体移动机器人，通过对由中心四面体和四个与其共面的四面体组成的组合四面体的杆件和顶点进行设计和布置，使得该机器人获得丰富的空间可变换姿态，并具有地面全向移动能力。本发明可用于侦察、探测、载运等领域。

背景技术

组合四面体移动机器人相较于其他四面体类型机器人，具有更丰富的变形能力，地面适应性好，具有全向移动特性。

中国专利CN 105835972A公布了一种“双四面体伸缩移动机器人”，该机器人由九个伸缩单元通过五个虎克铰顶点连接构成，依靠伸缩单元的伸长和缩短产生自身变形实现整体滚动，结构简单，具有一定的运动能力，但该机构的移动依赖于大伸缩比的伸缩单元，对伸缩单元的性能要求较高。

中国专利CN 108860353A公布了一种“全转动副四面体移动机器人”，该机器人由四个顶点和六个含有轴线相互平行的三个转动副的支链组成，通过控制舵机的正、反转驱动支链的内翻、外翻实现机器人在地面移动，但该机器人由于翻滚步态需求，在翻滚过程中质心位置不断提高，会受到较大的地面冲击，增加了对结构的破坏性和移动的不准确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有四面体移动机器人移动步态单一，翻滚步态受强烈地面冲击等问题，提供一种组合四面体顶点与支链的设计方式，增强四面体机器人的全向移动能力。

本发明的技术方案：一种组合四面体移动机器人包括第一至第四六叉顶点、第一至第四三叉顶点、第一至第十八支链。

所述的第一六叉顶点由三角平台、六个U型板、支撑圆柱、三叉板和半球顶点组成；所述的第二至第四六叉顶点的结构和尺寸与第一六叉顶点完全相同。

所述的第一三叉顶点由底面三角平台、三个底面U型板、长支撑圆柱、短支撑圆柱和单半球顶点组成；所述的第二至第四三叉顶点的结构和尺寸与第一三叉顶点完全相同。

所述的第一支链由第一连杆、第二连杆组成；第一支链包括三个轴线相互平行的转动副；所述的第二至第十八支链的结构和尺寸与第一支链完全相同。

顶点和支链的连接关系为：

第一六叉顶点上的六个U型板分别与第一支链、第二支链、第三支链、第七支链、第十支链、第十三支链的任意一端通过转轴连接；第二六叉顶点上的六个U型板分别与第一支链、第四支链、第六支链、第十二支链、第十四支链、第十八支链的任意一端通过转轴连接；第三六叉顶点上的六个U型板分别与第二支链、第四支链、第五支链、第八支链、第十五支链、第十六支链的任意一端通过转轴连接；第四六叉顶点上的六个U型板分别与第三支链、第五支链、第六支链、第九支链、第十一支链、第十七支链的任意一端通过转轴连接。

第一三叉顶点上的三个底面U型板分别与第七至第九支链的任意一端通过转轴连接；第二三叉顶点上的三个底面U型板分别与第十至第十二支链的任意一端通过转轴连接；第三三叉顶点上的三个底面U型板分别与第十三至第十五支链的任意一端通过转轴连接；第四三叉顶点上的三个底面U型板分别与第十六至第十八支链的任意一端通过转轴连接。

所述的第一六叉顶点包括三角平台、六个U型板、支撑圆柱、三叉板和半球顶点。