[发明专利]一种可实现位姿稳定作业的双模式移动机器人

权利要求书

1.一种可实现位姿稳定作业的双模式移动机器人，其特征在于：包括工作部分（1）、搭载平台（2）、并联机械腿组（3）、升降机构（4）以及锁止装置（5）；

所述工作部分（1）为具有五个自由度的3-RRCR并联机构，包括三角动平台（11）、完全相同的3条由第一连杆（121）、第二连杆（122）、第三连杆（123）组成的运动支链（12）和三角静平台（13）组成；所述三角动平台（11）为正三角形金属板状零件，其三个顶点加工为三个顶点圆柱凸台（111）；所述的顶点圆柱凸台（111）轴线设计有通孔，通孔与运动支链（12）之间形成旋转副连接；所述的运动支链（12）由上至下为第一连杆（121）、第二连杆（122）、第三连杆（123）；所述的第一连杆（121）一端为带通孔的短圆柱体（1211），其与三角动平台之间依靠旋转副连接，其另一端为带通孔的长圆柱体，与第二连杆（122）形成圆柱副连接，使其既能相对滑动也能相对转动；所述的第二连杆（122）是由一根细长圆柱体与带通孔的圆柱体（1221）组成，第一连杆（121）可绕第二连杆的细长圆柱体转动也可沿其轴线方向滑动，带通孔的圆柱体（1221）可与第三连杆（123）之间形成转动副连接；所述的第三连杆（123）一端为带通孔的耳形座（1231），可与第二连杆（122）形成转动副，一端为带通孔的圆柱体（1232）可与三角静平台（13）之间形成转动副；所述的三角静平台（13）大体为正三角形金属板状零件，其底面有正三角形镂空以减轻重量，沿边长方向设计有通孔可与搭载平台（2）固定连接，其3个顶点设计有3个顶点圆柱凸台（131），每个可安装1个驱动电机，可与运动支链之间形成转动副连接并驱动第三连杆（123）绕轴旋转；

所述搭载平台（2）包括引导槽（21）、SPS机构（22）以及承载平板（23），所述引导槽（21）呈“L”形状且引导槽对于承载平板（23）的对称轴线对称布置，两个引导槽（21）的外侧面均与承载平板（23）底部固定连接，所述SPS机构（22）包括外管（221）以及内管（222），其中外管（221）与内管（222）以移动副形式连接，所述外管（221）以球副形式与承载平板（23）连接，所述内管（222）以球副形式与升降机构（4）连接，所述承载平板（23）结构为矩形，中间间距设置两个引导槽（21），SPS机构（22）设置在两个引导槽（21）的中心处；

所述并联机械腿组（3）由四个完全相同的并联机械腿（31）组成，且四个并联机械腿（31）布置于承载平板（23）四个顶角位置附近，关于承载平板的两条对称轴两两对称；所述并联机械腿（31）包括小型扭转电机（311）、虎克铰链（312）、内缸体（313）以及外缸体（314），所述小型扭转电机（311）固定安装在承载平板（23）的底部，将扭矩传递到虎克铰链（312），所述虎克铰链（312）包括中心架（3121）、上支座（3122）以及下支座（3123），所述中心架（3121）结构呈“十”字型，由正方体和4个完全相同的圆柱体组成，每个圆柱体固定在正方体每个面的中心且呈对称状态，其中一个圆柱体的一端与小型扭转电机（311）的输出端连接，所述上支座（3122）和下支座（3123）结构一致，为半包围结构，底面有两沉头孔，两侧面各有一个大小、形状、位置相同的通孔，其中中心架的四个圆柱体分别穿过上支座（3122）和下支座（3123）的两侧面通孔形成转动副，且上支座（3122）的底面的两沉头孔可使用螺栓与承载平板（23）固定连接，下支座（3123）的底面的两沉头孔可使用螺栓与内缸体（313）固定连接，所述内缸体（313）由小梯形块（3131）和圆柱体（3132）组成，其中小梯形块（3131）的大平面端与下支座（3123）的底面固定连接，小梯形块（3131）的小平面端与圆柱体（3132）固定连接，圆柱体（3132）与外缸体（314）连接，它们之间可以做相对滑动，所述外缸体（314）由圆柱孔（3141）、大梯形块（3142）和矩形块（3143）组成，其中圆柱体（3132）穿插在圆柱孔（3141）中形成移动副形式连接，圆柱孔（3141）的底部面与大梯形块（3142）的大底平面固定连接，所述矩形块（3143）与圆柱孔（3141）固定连接且垂直于内缸体（313）中的小梯形块（3131）侧面，矩形块（3143）上设置圆形通孔和矩形通孔，圆形通孔与升降机构（4）连接，矩形通孔与锁止装置（5）连接；

所述升降机构（4）包括矩形管箱（41）、细连接杆（42）、翼形板（43）以及转动轴承（44），所述矩形管箱（41）为截面近似正方形的长方体，中间开有矩形通孔的薄壁零件，此外，矩形管箱（41）上设有圆形通孔，让搭载平台中的SPS机构（22）穿过并与矩形管箱（41）侧面固定连接，此外，矩形管箱（41）侧边有四个呈对称布置的耳状突起（411），突起中间设有圆形通孔，圆形通孔与细连接杆（42）连接，矩形管箱（41）的两侧对称设置两个翼形板（43），所述矩形管箱（41）侧面贴靠在搭载平台中引导槽（21）下端的“L”形形成非固定连接，所述细连接杆（42）设置有结构完全相同的四个且对称布置在矩形管箱的耳状突起（411）外侧连接，其中细连接杆（42）由推力外杆（421）和受力内杆（422）组成，所述推力外杆（421）一端为球体与矩形管箱的耳状突起（411）外侧以球副形式连接，推力外杆（421）的另一端为长圆柱体与受力内杆（422）连接，所述受力内杆（422）一端为“U”型架与外缸体（314）中的矩形块（3143）上的圆形通孔通过销钉以转动副形式连接，受力内杆（422）另一端为圆柱孔与长圆柱体以移动副形式连接，所述翼形板（43）呈矩形，且设置两个圆形通孔，其中翼形板（43）上设置锁止装置（5），并通过圆形通孔连接，所述转动轴承（44）设置有结构完全相同的两个，其内圈与下圆柱体（5142）连接，外圈与翼形板（43）的圆形通孔连接；

所述锁止装置（5）由四个带轮传动机构（51）组成，且四个带轮传动机构（51）结构两两镜像，依靠螺栓对称固定安装在翼形板（43）上；所述带轮传动机构（51）包括角度电机（511）、同步皮带（512）、钩形扣（513）、受力杆（514），所述角度电机（511）固定安装在升降机构（4）的矩形管箱（41）的侧面上，角度电机（511）的输出轴缠绕同步皮带（512），并带动同步皮带，所述同步皮带（512）将角度电机（511）的输出轴和受力杆（514）的大端缠绕在一起，所述钩形扣（513）为鱼钩形，钩形扣（513）的一端加工为矩形凸起块（5131）且穿过外缸体上矩形块（3143）中的矩形通孔形成非固定连接，钩形扣（513）的另一端设有圆形通孔与受力杆（514）的一端固定连接，所述受力杆（514）由上圆柱体（5141）和下圆柱体（5142）组成，上圆柱体（5141）中间设置同步皮带轮槽与同步皮带（512）之间形成传动，上圆柱体（5141）下端与下圆柱体（5142）固定连接，下圆柱体（5142）与钩形扣（513）另一端的圆形通孔固定连接并与嵌入转动轴承（44）内圈，与转动轴承（44）旋转。