專(zhuān)利名稱(chēng)：一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變胞機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
自上世紀(jì)八十年代末以來(lái)，可重構(gòu)機(jī)器人研究得到迅速發(fā)展，成為近年來(lái)機(jī)器人技術(shù)研究普遍關(guān)注的熱點(diǎn)之一。可重構(gòu)機(jī)器人是一種能根據(jù)任務(wù)需要和環(huán)境變化，重新組合構(gòu)型的機(jī)器人，在制造業(yè)、航空航天、極限環(huán)境作業(yè)、食品藥品包裝業(yè)等方面具有廣泛的應(yīng)用環(huán)境。變胞機(jī)構(gòu)也是近年來(lái)學(xué)者提出的重要概念，是可變自由度或可變構(gòu)件數(shù)目的新型機(jī)構(gòu)。變胞機(jī)構(gòu)的提出給傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)學(xué)帶來(lái)了生機(jī)與活力，它改變了傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)學(xué)概念和機(jī) 構(gòu)設(shè)計(jì)方法。這類(lèi)機(jī)構(gòu)除了具有類(lèi)似可展式機(jī)構(gòu)的高度可縮和可展性外，還可使其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變并導(dǎo)致變自由度，具有多功能階段變化、多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化、多自由度變化等特征，可以根據(jù)功能需求或環(huán)境等的變化，適應(yīng)不同任務(wù)，靈活應(yīng)用于不同場(chǎng)合。將可重構(gòu)技術(shù)及變胞機(jī)構(gòu)結(jié)合生成可重構(gòu)變胞式機(jī)器人，既具有可重構(gòu)機(jī)構(gòu)的自重構(gòu)性，又具有變胞機(jī)構(gòu)的變拓?fù)湫?，將?huì)更大程度的滿足各種工程上的需求，促進(jìn)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。然而，目前供工程應(yīng)用的可重構(gòu)變胞式機(jī)器人機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)發(fā)明仍舊很少，特別是未見(jiàn)有關(guān)可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)的發(fā)明專(zhuān)利。機(jī)構(gòu)是機(jī)器及機(jī)器人的骨架和執(zhí)行器，設(shè)計(jì)一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)，可應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、工程結(jié)構(gòu)組建、制造業(yè)、航空航天各個(gè)領(lǐng)域，在滿足人們多樣化需求的同時(shí)，提高生產(chǎn)的速度，促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)既能實(shí)現(xiàn)多面體型機(jī)構(gòu)不同構(gòu)型自由地重構(gòu)，又可實(shí)現(xiàn)平面拓?fù)渑c多面體拓?fù)溟g轉(zhuǎn)變，可應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、工程結(jié)構(gòu)組建、制造業(yè)、航空航天等各個(gè)領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括可重構(gòu)底盤(pán)機(jī)構(gòu)、多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)、連桿部件和多面體側(cè)桿系。所述可重構(gòu)底盤(pán)機(jī)構(gòu)由底座、第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、第三導(dǎo)軌、第四導(dǎo)軌、第五導(dǎo)軌、第一導(dǎo)桿、第二導(dǎo)桿、第三導(dǎo)桿、第四導(dǎo)桿、第五導(dǎo)桿、第六導(dǎo)桿、第七導(dǎo)桿、第八導(dǎo)桿、第一定位滑塊、第二定位滑塊、第三定位滑塊、第四定位滑塊、第五定位滑塊、第六定位滑塊、第一底盤(pán)鉸鏈、第二底盤(pán)鉸鏈、第三底盤(pán)鉸鏈、第四底盤(pán)鉸鏈、第五底盤(pán)鉸鏈、第六底盤(pán)鉸鏈和轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸組成。所述底座為平面且水平放置；所述轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸垂直固定在底座中心上，第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、第三導(dǎo)軌和第四導(dǎo)軌一端與轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸鉸接，另一端自由，第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、第三導(dǎo)軌和第四導(dǎo)軌可繞轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第五導(dǎo)軌中間部分固定在轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸上，第五導(dǎo)軌軸線方向與轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸軸線方向垂直；所述第一定位滑塊置于第一導(dǎo)軌導(dǎo)槽內(nèi)，可沿導(dǎo)槽滑動(dòng)；所述第二定位滑塊置于第二導(dǎo)軌導(dǎo)槽內(nèi)，可沿導(dǎo)槽滑動(dòng)；所述第三定位滑塊置于第三導(dǎo)軌導(dǎo)槽內(nèi)，可沿導(dǎo)槽滑動(dòng)；所述第四定位滑塊置于第四導(dǎo)軌導(dǎo)槽內(nèi)，可沿導(dǎo)槽滑動(dòng)；所述第五定位滑塊和第六定位滑塊分別套在第五導(dǎo)軌的兩端，可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)；所述第一導(dǎo)桿和第二導(dǎo)桿一端垂直交叉放置于第一定位滑塊內(nèi)，另一端分別與第五定位滑塊和第六定位滑塊鉸連，第一定位滑塊可沿第一導(dǎo)桿和第二導(dǎo)桿任意滑動(dòng)，且能保持第一導(dǎo)桿和第二導(dǎo)桿垂直；所述第三導(dǎo)桿和第四導(dǎo)桿一端垂直交叉放置于第二定位滑塊內(nèi)，另一端分別與第六定位滑塊和第五定位滑塊鉸連，第二定位滑塊可沿第三導(dǎo)桿和第四導(dǎo)桿任意滑動(dòng)，且能保持第三導(dǎo)桿和第四導(dǎo)桿垂直；所述第五導(dǎo)桿和第六導(dǎo)桿一端垂直交叉放置于第三定位滑塊內(nèi)，另一端分別與第六定位滑塊和第五定位滑塊鉸連，第三定位滑塊可沿第五導(dǎo)桿和第六導(dǎo)桿任意滑動(dòng)，且能保持第五導(dǎo)桿和第六導(dǎo)桿垂直；所述第七導(dǎo)桿和第八導(dǎo)桿一端垂直交叉放置于第四定位滑塊內(nèi)，另一端分別與第六定位滑塊和第五定位滑塊鉸連，第四定位滑塊可沿第七導(dǎo)桿和第八導(dǎo)桿任意滑動(dòng)，且能保持第七導(dǎo)桿和第八導(dǎo)桿垂直；所述第一底盤(pán)鉸鏈、第二底盤(pán)鉸鏈、第三底盤(pán)鉸鏈、第四底盤(pán)鉸鏈、第五底盤(pán)鉸鏈和 第六底盤(pán)鉸鏈分別固定在第五定位滑塊、第一定位滑塊、第二定位滑塊、第六定位滑塊、第四定位滑塊和第三定位滑塊上面，且第一底盤(pán)鉸鏈、第二底盤(pán)鉸鏈、第三底盤(pán)鉸鏈、第四底盤(pán)鉸鏈、第五底盤(pán)鉸鏈和第六底盤(pán)鉸鏈中心在同一平面內(nèi)。所述多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)由第一多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)、第二多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)、第三多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)、第四多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)、第五多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)和第六多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)組成。所述第一多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)由第一三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第一三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿和第一三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿組成，第一三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿一端通過(guò)第一鉸鏈與第一三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿一端連接，第一三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿另端通過(guò)第二鉸鏈與第一三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿一端連接，第一三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿另一端和第一三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿另一端通過(guò)第三鉸鏈連接；所述第二多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)由第二三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第二三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿和第二三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿組成，第二三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿一端通過(guò)第四鉸鏈與第二三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿一端連接，第二三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿另端通過(guò)第五鉸鏈與第二三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿一端連接，第二三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿另一端和第二三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿另一端通過(guò)第六鉸鏈連接；所述第三多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)由第三三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第三三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿和第三三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿組成，第三三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿一端通過(guò)第七鉸鏈與第三三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿一端連接，第三三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿另端通過(guò)第八鉸鏈與第三三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿一端連接，第三三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿另一端和第三三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿另一端通過(guò)第九鉸鏈連接；所述第四多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)由第四三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第四三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿和第四三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿組成，第四三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿一端通過(guò)第十鉸鏈與第四三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿一端連接，第四三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿另端通過(guò)第i^一鉸鏈與第四三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿一端連接，第四三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿另一端和第四三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿另一端通過(guò)第十二鉸鏈連接；所述第五多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)由第五三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第五三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿和第五三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿組成，第五三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿一端通過(guò)第十三鉸鏈與第五三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿一端連接，第五三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿另端通過(guò)第十四鉸鏈與第五三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿一端連接，第五三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿另一端和第五三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿另一端通過(guò)第十五鉸鏈連接；所述第六多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)由第六三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第六三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿和第六三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿組成，第六三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿一端通過(guò)第十六鉸鏈與第六三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿一端連接，第六三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿另端通過(guò)第十七鉸鏈與第六三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿一端連接，第六三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿另一端和第六三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿另一端通過(guò)第十八鉸鏈連接。所述連桿部件由第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿和第六連桿組成。所述第一連桿一端連接在第二鉸鏈上，另一端連接在第四鉸鏈上；所述第二連桿一端連接在第五鉸鏈上，另一端連接在第七鉸鏈上；所述第三連桿一端連接在第八鉸鏈上，另一端連接在第十鉸鏈上；所述第四連桿一端連接在第十一鉸鏈上，另一端連接在第十三鉸鏈 上；所述第五連桿一端連接在第十四鉸鏈上，另一端連接在第十六鉸鏈上；所述第六連桿一端連接在第十七鉸鏈上，另一端連接在第一鉸鏈上。所述多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)和連桿部件的所有桿件均為可伸縮桿。所述第一三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第一三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿、第二三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第二三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿、第三三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第三三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿、第四三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第四三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿、第五三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第五三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿、第六三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第六三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿和第六連桿兩端鉸鏈型心間的距離相等，并且等于第一底盤(pán)鉸鏈、第二底盤(pán)鉸鏈、第三底盤(pán)鉸鏈、第四底盤(pán)鉸鏈、第五底盤(pán)鉸鏈和第六底盤(pán)鉸鏈型心到所述轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸軸線之間的距離；所述第一三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿長(zhǎng)度等于第二底盤(pán)鉸鏈型心與第三底盤(pán)鉸鏈型心間的距離，所述第二三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿長(zhǎng)度等于第三底盤(pán)鉸鏈型心與第四底盤(pán)鉸鏈型心間的距離，所述第三三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿長(zhǎng)度等于第四底盤(pán)鉸鏈型心與第五底盤(pán)鉸鏈型心間的距離，所述第四三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿長(zhǎng)度等于第五底盤(pán)鉸鏈型心與第六底盤(pán)鉸鏈型心間的距離，所述第五三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿長(zhǎng)度等于第六底盤(pán)鉸鏈型心與第一底盤(pán)鉸鏈型心間的距離，所述第六三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿長(zhǎng)度等于第一底盤(pán)鉸鏈型心與第二底盤(pán)鉸鏈型心間的距離。所述多面體側(cè)桿系由第一側(cè)桿、第二側(cè)桿、第三側(cè)桿、第四側(cè)桿、第五側(cè)桿和第六側(cè)桿組成。所述第一側(cè)桿、第二側(cè)桿、第三側(cè)桿、第四側(cè)桿、第五側(cè)桿和第六側(cè)桿的尺寸相同。所述第一側(cè)桿一端連接在第一鉸鏈上，另一端連接在第二底盤(pán)鉸鏈上；所述第二側(cè)桿一端連接在第四鉸鏈上，另一端連接在第三底盤(pán)鉸鏈上；所述第三側(cè)桿一端連接在第七鉸鏈上，另一端連接在第四底盤(pán)鉸鏈上；所述第四側(cè)桿一端連接在第十鉸鏈上，另一端連接在第五底盤(pán)鉸鏈上；所述第五側(cè)桿一端連接在第十三鉸鏈上，另一端連接在第六底盤(pán)鉸鏈上；所述第六側(cè)桿一端連接在第十六鉸鏈上，另一端連接在第一底盤(pán)鉸鏈上。所述一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)在重構(gòu)工作時(shí)，所述可重構(gòu)底盤(pán)機(jī)構(gòu)的第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、第三導(dǎo)軌和第四導(dǎo)軌可繞轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第一定位滑塊、第二定位滑塊、第三定位滑塊、第四定位滑塊、第五定位滑塊和第六定位滑塊可分別沿第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、第三導(dǎo)軌、第四導(dǎo)軌、第五導(dǎo)軌一端和第五導(dǎo)軌另一端任意滑動(dòng)，并能保證第一定位滑塊、第二定位滑塊、第三定位滑塊、第四定位滑塊、第五定位滑塊和第六定位滑塊型心共圓，六個(gè)定位滑塊位置的變化，使第一底盤(pán)鉸鏈、第二底盤(pán)鉸鏈、第三底盤(pán)鉸鏈、第四底盤(pán)鉸鏈、第五底盤(pán)鉸鏈和第六底盤(pán)鉸鏈型心間連線所形成的多邊形尺寸和形狀任意變化，形成不同多邊形構(gòu)型；所述一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)在變胞工作時(shí)，所述多面體側(cè)桿系的第一側(cè)桿、第二側(cè)桿、第三側(cè)桿、第四側(cè)桿、第五側(cè)桿和第六側(cè)桿分別繞第二底盤(pán)鉸鏈、第三底盤(pán)鉸鏈、第四底盤(pán)鉸鏈、第五底盤(pán)鉸鏈、第六底盤(pán)鉸鏈和第一底盤(pán)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)到第一側(cè)桿、第二側(cè)桿、第三側(cè)桿、第四側(cè)桿、第五側(cè)桿和第六側(cè)桿軸線與所述底座水平面垂直位置，此時(shí)第三鉸鏈和第四鉸鏈重合，第六鉸鏈和第七鉸鏈重合，第九鉸鏈和第十鉸鏈重合，第十二鉸鏈和第十三鉸鏈重合，第十五鉸鏈和第十六鉸鏈重合，第十八鉸鏈和第一鉸鏈重合；所述一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)繼續(xù)變胞工作時(shí)，所述多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)的第一多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)、第二多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)、第三多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)、第四多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)、第五多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)和第六多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)分別繞第一三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿、第二三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿、第三三角形機(jī) 構(gòu)第三邊桿、第四三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿、第五三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿和第六三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)到第二鉸鏈、第五鉸鏈、第八鉸鏈、第十一鉸鏈、第十四鉸鏈和第十七鉸鏈重合，形成空間多面體構(gòu)型，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人機(jī)構(gòu)平面到空間轉(zhuǎn)變；所述一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)在重構(gòu)和變胞同時(shí)工作時(shí)，所述一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)生成不同尺寸與不同形狀的多面體結(jié)構(gòu)，以滿足該機(jī)器人機(jī)構(gòu)在工程應(yīng)用中的不同任務(wù)和不同場(chǎng)合需求。本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于I、所述一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)在工作時(shí)，可重構(gòu)底盤(pán)機(jī)構(gòu)上的導(dǎo)軌可繞轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸任意轉(zhuǎn)動(dòng)，六個(gè)定位滑塊可沿其導(dǎo)軌任意滑動(dòng)，并能保證六個(gè)定位滑塊共圓，從而使定位滑塊上的六個(gè)底盤(pán)鉸鏈共圓，六個(gè)底盤(pán)鉸鏈位置的變化，使多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)生成不同尺寸與不同形狀的多面體構(gòu)型，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的可重構(gòu)性，滿足該機(jī)器人機(jī)構(gòu)在工程應(yīng)用中的不同任務(wù)和不同場(chǎng)合需求。2、所述一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)能夠使機(jī)構(gòu)在平面構(gòu)型與空間多面體構(gòu)型間轉(zhuǎn)變，使其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變，具有較強(qiáng)的可展性。3、所述一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)的多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)和連桿部件的所有桿件均為可伸縮桿，機(jī)器人在實(shí)現(xiàn)自重構(gòu)時(shí)，可根據(jù)不同的構(gòu)型變化，使相應(yīng)桿件伸縮相應(yīng)長(zhǎng)度，達(dá)到多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)多樣性變化的目的。


圖I為本發(fā)明所述的可重構(gòu)底盤(pán)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明所述的一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)為平面構(gòu)態(tài)時(shí)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明所述的可重構(gòu)底盤(pán)機(jī)構(gòu)重構(gòu)時(shí)第一種工作狀態(tài)俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明所述的可重構(gòu)底盤(pán)機(jī)構(gòu)重構(gòu)時(shí)第二種工作狀態(tài)俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明所述的可重構(gòu)底盤(pán)機(jī)構(gòu)重構(gòu)時(shí)第三種工作狀態(tài)俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明所述的可重構(gòu)底盤(pán)機(jī)構(gòu)重構(gòu)時(shí)第四種工作狀態(tài)俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明所述的可重構(gòu)底盤(pán)機(jī)構(gòu)重構(gòu)時(shí)第五種工作狀態(tài)俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明所述的一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)變胞時(shí)的第一種工作狀態(tài)示意圖。圖9為本發(fā)明所述的一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)變胞時(shí)的第二種工作狀態(tài)示意圖。圖10為本發(fā)明所述的一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)變胞時(shí)的第三種工作狀態(tài)示意圖。圖11為本發(fā)明所述的一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)重構(gòu)時(shí)的第一種結(jié)構(gòu)狀態(tài)示意圖。
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圖12為本發(fā)明所述的一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)重構(gòu)時(shí)的第二種結(jié)構(gòu)狀態(tài)示意圖。圖13為本發(fā)明所述的一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)重構(gòu)時(shí)的第三種結(jié)構(gòu)狀態(tài)示意圖。圖14為本發(fā)明所述的一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)重構(gòu)時(shí)的第四種結(jié)構(gòu)狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，所述實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。對(duì)照?qǐng)DI和2，所述一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括可重構(gòu)底盤(pán)機(jī)構(gòu)、多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)、連桿部件和多面體側(cè)桿系。所述可重構(gòu)底盤(pán)機(jī)構(gòu)由底座1-1、第一導(dǎo)軌1-2、第二導(dǎo)軌1-3、第三導(dǎo)軌1-4、第四導(dǎo)軌1-5、第五導(dǎo)軌1_6、第一導(dǎo)桿1-7、第二導(dǎo)桿1_8、第三導(dǎo)桿1-9、第四導(dǎo)桿1_10、第五導(dǎo)桿1-11、第六導(dǎo)桿1-12、第七導(dǎo)桿1-13、第八導(dǎo)桿1-14、第一定位滑塊1-15、第二定位滑塊1-16、第三定位滑塊1-17、第四定位滑塊1-18、第五定位滑塊1-19、第六定位滑塊1-20、第一底盤(pán)鉸鏈1-21、第二底盤(pán)鉸鏈1-22、第三底盤(pán)鉸鏈1-23、第四底盤(pán)鉸鏈1-24、第五底盤(pán)鉸鏈1-25、第六底盤(pán)鉸鏈1-26和轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸1-27組成。所述底座1-1為平面且水平放置；所述轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸1-27垂直固定在底座1-1中心上，第一導(dǎo)軌1-2、第二導(dǎo)軌1-3、第三導(dǎo)軌1-4和第四導(dǎo)軌1-5 —端與轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸1-27鉸接,另一端自由,第一導(dǎo)軌1-2、第二導(dǎo)軌1-3、第三導(dǎo)軌1-4和第四導(dǎo)軌1-5可繞轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸1-27轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第五導(dǎo)軌1-6中間部分固定在轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸1-27上，第五導(dǎo)軌1-6軸線方向與轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸1-27軸線方向垂直；所述第一定位滑塊1-15置于第一導(dǎo)軌1-2導(dǎo)槽內(nèi)，可沿導(dǎo)槽滑動(dòng)；所述第二定位滑塊1-16置于第二導(dǎo)軌1-3導(dǎo)槽內(nèi)，可沿導(dǎo)槽滑動(dòng)；所述第三定位滑塊1-17置于第三導(dǎo)軌1-4導(dǎo)槽內(nèi)，可沿導(dǎo)槽滑動(dòng)；所述第四定位滑塊1-18置于第四導(dǎo)軌1-5導(dǎo)槽內(nèi)，可沿導(dǎo)槽滑動(dòng)；所述第五定位滑塊1-19和第六定位滑塊1-20分別套在第五導(dǎo)軌1-6的兩端，可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)；所述第一導(dǎo)桿1-7和第二導(dǎo)桿1-8 —端垂直交叉放置于第一定位滑塊1-15內(nèi)，另一端分別與第五定位滑塊1-19和第六定位滑塊1-20鉸連,第一定位滑塊1-15可沿第一導(dǎo)桿1-7和第二導(dǎo)桿1-8任意滑動(dòng)，且能保持第一導(dǎo)桿1-7和第二導(dǎo)桿1-8垂直；所述第三導(dǎo)桿1-9和第四導(dǎo)桿1-10一端垂直交叉放置于第二定位滑塊1-16內(nèi)，另一端分別與第六定位滑塊1-20和第五定位滑塊1-19鉸連，第二定位滑塊1-16可沿第三導(dǎo)桿1-9和第四導(dǎo)桿1-10任意滑動(dòng)，且能保持第三導(dǎo)桿1-9和第四導(dǎo)桿1-10垂直；所述第五導(dǎo)桿1-11和第六導(dǎo)桿1-12 —端垂直交叉放置于第三定位滑塊1-17內(nèi)，另一端分別與第六定位滑塊1-20和第五定位滑塊1-19鉸連，第三定位滑塊1-17可沿第五導(dǎo)桿1-11和第六導(dǎo)桿1-12任意滑動(dòng)，且能保持第五導(dǎo)桿1-11和第六導(dǎo)桿1-12垂直；所述第七導(dǎo)桿1-13和第八導(dǎo)桿1-14 一端垂直交叉放置于第四定位滑塊1-18內(nèi)，另一端分別與第六定位滑塊1-20和第五定位滑塊1-19鉸連，第四定位滑塊1-18可沿第七導(dǎo)桿1-13和第八導(dǎo)桿1-14任意滑動(dòng)，且能保持第七導(dǎo)桿1-13和第八導(dǎo)桿1-14垂直；所述第一底盤(pán)鉸鏈1-21、第二底盤(pán)鉸鏈1-22、第三底盤(pán)鉸鏈1-23、第四底盤(pán)鉸鏈1-24、第五底盤(pán)鉸鏈1-25和第六底盤(pán)鉸鏈1-26分別固定在第五定位滑塊1-19、第一定位滑塊1-15、第二定位滑塊1-16、第六定位滑塊1-20、第四定位滑塊1-18和第三定位滑塊1-17上面，且第一底盤(pán)鉸鏈1-21、第二底盤(pán)鉸鏈1-22、第三底盤(pán)鉸鏈1-23、第四底盤(pán)鉸鏈1-24、第五底盤(pán)鉸鏈1-25和第六底盤(pán)鉸鏈1-26中心在同一平面內(nèi)。所述多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)由第一多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)3-1、第二多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)3-2、第三多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)3-3、第四多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)3-4、第五多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)3-5和第六多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)3-6組成。所述第一多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)3-1由第一三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-1-1、第一三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-1-2和第一三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-1-3組成，第一三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-1-1 —端通過(guò)第一鉸鏈5-1與第一三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-1-3 —端連接，第一三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-1-1另端通過(guò)第二鉸鏈5-2與第一三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-1-2 —端連接，第一三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-1-2另一端和第一三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-1-3另一端通過(guò)第三鉸鏈5-3連接；所述第二多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)3-2由第二三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-2-1、第二三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-2-2和第二三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-2-3組成，第二三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-2-1 —端通過(guò)第四鉸鏈5-4與第二三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-2-3 —端連接，第二三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-2-1另端通過(guò)第五鉸鏈5-5與第二三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-2-2 —端連接，第二三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-2-2另一端和第二三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-2-3另一端通過(guò)第六鉸鏈5-6連接；所述第三多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)3-3由第三三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-3-1、第三三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-3-2和第三三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-3-3組成，第三三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-3-1 —端通過(guò)第七鉸鏈與第三三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-3-3 —端連接，第三三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-3-1另端通過(guò)第八鉸鏈5-8與第三三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-3-2 —端連接，第三三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-3-2另一端和第三三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-3-3另一端通過(guò)第九鉸鏈5-9連接；所述第四多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)3-4由第四三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-4-1、第四三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-4-2和第四三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-4-3組成，第四三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-4-1 —端通過(guò)第十鉸鏈5-10與第四三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-4-3 —端連接，第四三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-4-1另端通過(guò)第i^一鉸鏈5-11與第四三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-4-2 —端連接，第四三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-4-2另一端和第四三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-4-3另一端通過(guò)第十二鉸鏈連接；所述第五多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)3-5由第五三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-5-1、第五三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-5-2和第五三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-5-3組成，第五三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-5-1 —端通過(guò)第十三鉸鏈5-13與第五三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-5-3 —端連接，第五三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-5-1另端通過(guò)第十四鉸鏈5-14與第五三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-5-2 —端連接，第五三角形 機(jī)構(gòu)第二邊桿3-5-2另一端和第五三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-5-3另一端通過(guò)第十五鉸鏈5-15連接；所述第六多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)3-6由第六三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-6-1、第六三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-6-2和第六三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-6-3組成，第六三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-6-1 一端通過(guò)第十六鉸鏈5-16與第六三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-6-3 —端連接,第六三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-6-1另端通過(guò)第十七鉸鏈5-17與第六三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-6-2 —端連接，第六三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-6-2另一端和第六三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-6-3另一端通過(guò)第十八鉸鏈5-18連接。所述連桿部件由第一連桿4-1、第二連桿4-2、第三連桿4-3、第四連桿4_4、第五連桿4-5和第六連桿4-6組成。所述第一連桿4-1 一端連接在第二鉸鏈5-2上,另一端連接在第四鉸鏈5-4上；所述第二連桿4-2 —端連接在第五鉸鏈5-5上，另一端連接在第七鉸鏈5-7上；所述第三連桿4-3 —端連接在第八鉸鏈5-8上，另一端連接在第十鉸鏈5-10上；所述第四連桿4-4 一端連接在第十一鉸鏈5-11上，另一端連接在第十三鉸鏈5-13上；所述第五連桿4-5 —端連接在第十四鉸鏈5-14上，另一端連接在第十六鉸鏈5-16上；所述第六連桿4-6 —端連接在第十七鉸鏈5-17上，另一端連接在第一鉸鏈5-1上。
所述多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)和連桿部件的所有桿件均為可伸縮桿。所述第一三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-1-1、第一三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-1-2、第二三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-2-1、第二三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-2-2、第三三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-3-1、第三三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-3-2、第四三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-4-1、第四三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-4-2、第五三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-5-1、第五三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-5-2、第六三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿3-6-1、第六三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-6-2、第一連桿4-1、第二連桿4-2、第三連桿4-3、第四連桿4_4、第五連桿4-5和第六連桿4-6兩端鉸鏈型心間的距離相等，并且等于第一底盤(pán)鉸鏈1-21、第二底盤(pán)鉸鏈1-22、第三底盤(pán)鉸鏈1-23、第四底盤(pán)鉸鏈1-24、第五底盤(pán)鉸鏈1-25和第六底盤(pán)鉸鏈1-26型心到所述轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸1-27軸線之間的距離；所述第一三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-1-3長(zhǎng)度等于第二底盤(pán)鉸鏈1-22型心與第三底盤(pán)鉸鏈1-23型心間的距離，所述第二三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-2-3長(zhǎng)度等于第三底盤(pán)鉸鏈1-23型心與第四底盤(pán)鉸鏈1-24型心間的距離，所述第三三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-3-3長(zhǎng)度等于第四底盤(pán)鉸鏈1-24型心與第五底盤(pán)鉸鏈1-25型心間的距離，所述第四三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-4-3長(zhǎng)度等于第五底盤(pán)鉸鏈1-25型心與第六底盤(pán)鉸鏈1-26型心間的距離，所述第五三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-5-3長(zhǎng)度等于第六底盤(pán)鉸鏈1-26型心與第一底盤(pán)鉸鏈1-21型心間的距離，所述第六三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-6-3長(zhǎng)度等于第一底盤(pán)鉸鏈1-21型心與第二底盤(pán)鉸鏈1-22型心間的距離。所述多面體側(cè)桿系由第一側(cè)桿2-1、第二側(cè)桿2-2、第三側(cè)桿2-3、第四側(cè)桿2-4、第五側(cè)桿2-5和第六側(cè)桿2-6組成。所述第一側(cè)桿2-1、第二側(cè)桿2-2、第三側(cè)桿2_3、第四側(cè)桿2-4、第五側(cè)桿2-5和第六側(cè)桿2-6的尺寸相同。所述第一側(cè)桿2-1 —端連接在第一鉸鏈5-1上，另一端連接在第二底盤(pán)鉸鏈1-22上；所述第二側(cè)桿2-2 —端連接在第四鉸鏈5-4上，另一端連接在第三底盤(pán)鉸鏈1-23上；所述第三側(cè)桿2-3 —端連接在第七鉸鏈5-7上，另一端連接在第四底盤(pán)鉸鏈1-24上；所述第四側(cè)桿2-4 —端連接在第十鉸鏈5-10上，另一端連接在第五底盤(pán)鉸鏈1-25上；所述第五側(cè)桿2-5 —端連接在第十三鉸鏈5-13上，另一端連接在第六底盤(pán)鉸鏈1-26上；所述第六側(cè)桿2-6 —端連接在第十六鉸鏈5-16上，另一端連接在第一底盤(pán)鉸鏈1-21上。所述一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)在重構(gòu)工作時(shí)，所述可重構(gòu)底盤(pán)機(jī)構(gòu)的第一導(dǎo)軌1-2、第二導(dǎo)軌1-3、第三導(dǎo)軌1-4和第四導(dǎo)軌1-5可繞轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸1-27轉(zhuǎn)動(dòng),所述第一定位滑塊1-15、第二定位滑塊1-16、第三定位滑塊1-17、第四定位滑塊1-18、第五定位滑塊1-19和第六定位滑塊1-20可分別沿第一導(dǎo)軌1-2、第二導(dǎo)軌1-3、第三導(dǎo)軌1_4、第四導(dǎo)軌1-5、第五導(dǎo)軌1-6 —端和第五導(dǎo)軌1-6另一端任意滑動(dòng),并能保證第一定位滑塊1-15、第二定位滑塊1-16、第三定位滑塊1-17、第四定位滑塊1-18、第五定位滑塊1_19和第六定位滑塊1-20型心共圓,六個(gè)定位滑塊位置的變化,使第一底盤(pán)鉸鏈1-21、第二底盤(pán)鉸鏈1-22、第三底盤(pán)鉸鏈1-23、第四底盤(pán)鉸鏈1-24、第五底盤(pán)鉸鏈1_25和第六底盤(pán)鉸鏈
1-26型心間連線所形成的多邊形尺寸和形狀任意變化，形成不同多邊形構(gòu)型；所述ー種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)在變胞工作時(shí)，所述多面體側(cè)桿系的第一側(cè)桿2-1、第二側(cè)桿
2-2、第三側(cè)桿2-3、第四側(cè)桿2-4、第五側(cè)桿2-5和第六側(cè)桿2_6分別繞第二底盤(pán)鉸鏈1_22、第三底盤(pán)鉸鏈1-23、第四底盤(pán)鉸鏈1-24、第五底盤(pán)鉸鏈1-25、第六底盤(pán)鉸鏈1_26和第一底盤(pán)鉸鏈1-21轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)到第一側(cè)桿2-1、第二側(cè)桿2-2、第三側(cè)桿2-3、第四側(cè)桿2_4、第五側(cè) 桿2-5和第六側(cè)桿2-6軸線與所述底座1-1水平表面垂直位置，此時(shí)第三鉸鏈5-3和第四鉸鏈5-4重合，第六鉸鏈5-6和第七鉸鏈5-7重合，第九鉸鏈5-9和第十鉸鏈5_10重合，第十二鉸鏈5-12和第十三鉸鏈5-13重合，第十五鉸鏈5-15和第十六鉸鏈5_16重合，第十八鉸鏈5-18和第一鉸鏈5-1重合；所述ー種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)繼續(xù)變胞工作時(shí)，所述多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)的第一多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)3-1、第二多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)3-2、第三多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)3-3、第四多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)3-4、第五多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)3-5和第六多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)3-6分別繞第一三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿
3-1-3、第二ニ角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-2-3、第二ニ角形機(jī)構(gòu)第二邊桿3-3-3、第四ニ角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-4-3、第五三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-5-3和第六三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿3-6-3轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)到第二鉸鏈5-2、第五鉸鏈5-5、第八鉸鏈5-8、第i^一鉸鏈5-11、第十四鉸鏈5_14和第十七鉸鏈5-17重合，形成空間多面體構(gòu)型，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人機(jī)構(gòu)平面到空間轉(zhuǎn)變；所述ー種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)在重構(gòu)和變胞同時(shí)工作時(shí)，所述ー種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)生成不同尺寸與不同形狀的多面體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多面體機(jī)構(gòu)重構(gòu)，以滿足該機(jī)器人機(jī)構(gòu)在工程應(yīng)用中的不同任務(wù)和不同場(chǎng)合需求。
權(quán)利要求
1.一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括可重構(gòu)底盤(pán)機(jī)構(gòu)、多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)、連桿部件和多面體側(cè)桿系，其特征是 所述可重構(gòu)底盤(pán)機(jī)構(gòu)由底座、第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、第三導(dǎo)軌、第四導(dǎo)軌、第五導(dǎo)軌、第ー導(dǎo)桿、第二導(dǎo)桿、第三導(dǎo)桿、第四導(dǎo)桿、第五導(dǎo)桿、第六導(dǎo)桿、第七導(dǎo)桿、第八導(dǎo)桿、第一定位滑塊、第二定位滑塊、第三定位滑塊、第四定位滑塊、第五定位滑塊、第六定位滑塊、第一底盤(pán)鉸鏈、第二底盤(pán)鉸鏈、第三底盤(pán)鉸鏈、第四底盤(pán)鉸鏈、第五底盤(pán)鉸鏈、第六底盤(pán)鉸鏈和轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸組成，所述底座為平面且水平放置；所述轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸垂直固定在底座中心上，第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、第三導(dǎo)軌和第四導(dǎo)軌一端與轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸鉸接，另一端自由，第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、第三導(dǎo)軌和第四導(dǎo)軌可繞轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第五導(dǎo)軌中間部分固定在轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸上，第五導(dǎo)軌軸線方向與轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸軸線方向垂直；所述第一定位滑塊置于第一導(dǎo)軌導(dǎo)槽內(nèi)，可沿導(dǎo)槽滑動(dòng)；所述第二定位滑塊置于第二導(dǎo)軌導(dǎo)槽內(nèi)，可沿導(dǎo)槽滑動(dòng)；所述第三定位滑塊置于第三導(dǎo)軌導(dǎo)槽內(nèi)，可沿導(dǎo)槽滑動(dòng)；所述第四定位滑塊置于第四導(dǎo)軌導(dǎo)槽內(nèi)，可沿導(dǎo)槽滑動(dòng)；所述第五定位滑塊和第六定位滑塊分別套在第五導(dǎo)軌的兩端，可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)；所述第一導(dǎo)桿和第二導(dǎo)桿一端垂直交叉放置于第一定位滑塊內(nèi)，另一端分別與第五定位滑塊和第六定位滑塊鉸連，第一定位滑塊可沿第一導(dǎo)桿和第二導(dǎo)桿任意滑動(dòng)，且能保持第一導(dǎo)桿和第二導(dǎo)桿垂直；所述第三導(dǎo)桿和第四導(dǎo)桿一端垂直交叉放置于第二定位滑塊內(nèi)，另一端分別與第六定位滑塊和第五定位滑塊鉸連，第二定位滑塊可沿第三導(dǎo)桿和第四導(dǎo)桿任意滑動(dòng)，且能保持第三導(dǎo)桿和第四導(dǎo)桿垂直；所述第五導(dǎo)桿和第六導(dǎo)桿一端垂直交叉放置于第三定位滑塊內(nèi)，另一端分別與第六定位滑塊和第五定位滑塊鉸連，第三定位滑塊可沿第五導(dǎo)桿和第六導(dǎo)桿任意滑動(dòng)，且能保持第五導(dǎo)桿和第六導(dǎo)桿垂直；所述第七導(dǎo)桿和第八導(dǎo)桿一端垂直交叉放置于第四定位滑塊內(nèi)，另一端分別與第六定位滑塊和第五定位滑塊鉸連，第四定位滑塊可沿第七導(dǎo)桿和第八導(dǎo)桿任意滑動(dòng)，且能保持第七導(dǎo)桿和第八導(dǎo)桿垂直；所述第一底盤(pán)鉸鏈、第二底盤(pán)鉸鏈、第三底盤(pán)鉸鏈、第四底盤(pán)鉸鏈、第五底盤(pán)鉸鏈和第六底盤(pán)鉸鏈分別固定在第五定位滑塊、第一定位滑塊、第二定位滑塊、第六定位滑塊、第四定位滑塊和第三定位滑塊上面，且第一底盤(pán)鉸鏈、第二底盤(pán)鉸鏈、第三底盤(pán)鉸鏈、第四底盤(pán)鉸鏈、第五底盤(pán)鉸鏈和第六底盤(pán)鉸鏈中心在同一平面內(nèi)； 所述多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)由第一多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)、第二多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)、第三多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)、第四多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)、第五多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)和第六多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)組成，所述第一多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)由第一三角形機(jī)構(gòu)第ー邊桿、第一三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿和第一三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿組成，第一三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿一端通過(guò)第一鉸鏈與第一三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿一端連接，第一三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿另端通過(guò)第二鉸鏈與第一三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿一端連接，第一三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿另一端和第一三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿另一端通過(guò)第三鉸鏈連接；所述第二多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)由第二三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第二三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿和第二三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿組成，第ニ三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿一端通過(guò)第四鉸鏈與第二三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿一端連接，第二三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿另端通過(guò)第五鉸鏈與第二三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿一端連接，第二三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿另一端和第二三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿另一端通過(guò)第六鉸鏈連接；所述第三多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)由第三三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第三三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿和第三三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿組成，第三三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿一端通過(guò)第七鉸鏈與第三三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿一端連接，第三三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿另端通過(guò)第八鉸鏈與第三三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿一端連接，第三三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿另一端和第三三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿另一端通過(guò)第九鉸鏈連接；所述第四多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)由第四三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第四三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿和第四三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿組成，第四三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿一端通過(guò)第十鉸鏈與第四三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿一端連接，第四三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿另端通過(guò)第i^ 一鉸鏈與第四三角形機(jī)構(gòu)第ニ邊桿一端連接，第四三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿另一端和第四三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿另一端通過(guò)第十二鉸鏈連接；所述第五多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)由第五三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第五三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿和第五三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿組成，第五三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿一端通過(guò)第十三鉸鏈與第五三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿一端連接，第五三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿另端通過(guò)第十四鉸鏈與第五三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿一端連接，第五三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿另一端和第五三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿另一端通過(guò)第十五鉸鏈連接；所述第六多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)由第六三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第六三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿和第六三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿組成，第六三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿一端通過(guò)第十六鉸鏈與第六三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿一端連接，第六三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿另端通過(guò)第十七鉸鏈與第六三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿一端連接，第六三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿另一端和第六三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿另一端通過(guò)第十八鉸鏈連接； 所述連桿部件由第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿和第六連桿組成，所述第一連桿一端連接在第二鉸鏈上，另一端連接在第四鉸鏈上；所述第二連桿一端連接在第五鉸鏈上，另一端連接在第七鉸鏈上；所述第三連桿一端連接在第八鉸鏈上，另一端連接在第十鉸鏈上；所述第四連桿一端連接在第十一鉸鏈上，另一端連接在第十三鉸鏈上；所述第五連桿一端連接在第十四鉸鏈上，另一端連接在第十六鉸鏈上；所述第六連桿一端連接在第十七鉸鏈上，另一端連接在第一鉸鏈上； 所述多面體側(cè)桿系由第一側(cè)桿、第二側(cè)桿、第三側(cè)桿、第四側(cè)桿、第五側(cè)桿和第六側(cè)桿組成，所述第一側(cè)桿、第二側(cè)桿、第三側(cè)桿、第四側(cè)桿、第五側(cè)桿和第六側(cè)桿的尺寸相同，所述第一側(cè)桿一端連接在第一鉸鏈上，另一端連接在第二底盤(pán)鉸鏈上；所述第二側(cè)桿一端連接在第四鉸鏈上，另一端連接在第三底盤(pán)鉸鏈上；所述第三側(cè)桿一端連接在第七鉸鏈上，另一端連接在第四底盤(pán)鉸鏈上；所述第四側(cè)桿一端連接在第十鉸鏈上，另一端連接在第五底盤(pán)鉸鏈上；所述第五側(cè)桿一端連接在第十三鉸鏈上，另一端連接在第六底盤(pán)鉸鏈上；所述第六側(cè)桿一端連接在第十六鉸鏈上，另一端連接在第一底盤(pán)鉸鏈上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是可重構(gòu)底盤(pán)機(jī)構(gòu)上的第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、第三導(dǎo)軌和第四導(dǎo)軌可繞轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸任意轉(zhuǎn)動(dòng)，六個(gè)定位滑塊可沿其導(dǎo)軌任意滑動(dòng)，六個(gè)定位滑塊在任意位置時(shí)，第一導(dǎo)桿和第二導(dǎo)桿垂直，第三導(dǎo)桿和第四導(dǎo)桿垂直，第五導(dǎo)桿和第六導(dǎo)桿垂直，第七導(dǎo)桿和第八導(dǎo)桿垂直，定位滑塊上的六個(gè)底盤(pán)鉸鏈型心共圓。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是所述多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)和連桿部件的所有桿件均為可伸縮桿，所述第一側(cè)桿、第二側(cè)桿、第三側(cè)桿、第四側(cè)桿、第五側(cè)桿和第六側(cè)桿的尺寸相同，所述第一三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第一三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿、第二三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第二三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿、第三三角形機(jī)構(gòu)第ー邊桿、第三三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿、第四三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第四三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿、第五三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第五三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿、第六三角形機(jī)構(gòu)第一邊桿、第六三角形機(jī)構(gòu)第二邊桿、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿和第六連桿兩端鉸鏈型心間的距離相等，并且等于第一底盤(pán)鉸鏈、第二底盤(pán)鉸鏈、第三底盤(pán)鉸鏈、第四底盤(pán)鉸鏈、第五底盤(pán)鉸鏈和第六底盤(pán)鉸鏈型心到所述轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸軸線之間的距離；所述第一三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿長(zhǎng)度等于第二底盤(pán)鉸鏈型心與第三底盤(pán)鉸鏈型心間的距離，所述第二三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿長(zhǎng)度等于第三底盤(pán)鉸鏈型心與第四底盤(pán)鉸鏈型心間的距離，所述第三三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿長(zhǎng)度等于第四底盤(pán)鉸鏈型心與第五底盤(pán)鉸鏈型心間的距離，所述第四三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿長(zhǎng)度等于第五底盤(pán)鉸鏈型心與第六底盤(pán)鉸鏈型心間的距離，所述第五三角形機(jī) 構(gòu)第三邊桿長(zhǎng)度等于第六底盤(pán)鉸鏈型心與第一底盤(pán)鉸鏈型心間的距離，所述第六三角形機(jī)構(gòu)第三邊桿長(zhǎng)度等于第一底盤(pán)鉸鏈型心與第二底盤(pán)鉸鏈型心間的距離。
全文摘要
一種可重構(gòu)變胞式多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括可重構(gòu)底盤(pán)機(jī)構(gòu)、多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)、連桿部件和多面體側(cè)桿系，該機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)構(gòu)平面與空間多面體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)間變化，可重構(gòu)底盤(pán)機(jī)構(gòu)上的導(dǎo)軌可繞轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸任意轉(zhuǎn)動(dòng)，六個(gè)定位滑塊可沿其導(dǎo)軌任意滑動(dòng)，并能保證六個(gè)底盤(pán)鉸鏈位置任意變化并保持共圓，且多面體封閉三角形機(jī)構(gòu)和連桿部件的所有桿件均為可伸縮桿，機(jī)器人在實(shí)現(xiàn)重構(gòu)時(shí)，可根據(jù)不同的構(gòu)型變化，使相應(yīng)桿件伸縮相應(yīng)長(zhǎng)度，使多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)生成不同尺寸與不同形狀的多面體結(jié)構(gòu)，達(dá)到多面體機(jī)器人機(jī)構(gòu)多樣性變化的目的，實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)性，滿足工程應(yīng)用中的不同任務(wù)和不同場(chǎng)合，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、制造業(yè)、航空航天等各個(gè)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B25J9/08GK102672716SQ20121015894
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者梁貴揚(yáng), 王汝貴, 袁華強(qiáng) 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)