一種變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括可移動(dòng)平臺(tái)、機(jī)身、第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿、手臂桿和三角形連桿構(gòu)件，所述三角形連桿構(gòu)件包括第一邊桿、第二邊桿和第三邊桿，手臂桿末端為輸出端，工作時(shí)，通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副和第四轉(zhuǎn)動(dòng)副的結(jié)合，使三角形連桿構(gòu)件的第二邊桿與手臂桿的第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六轉(zhuǎn)動(dòng)副間部分重疊，實(shí)現(xiàn)兩自由度與單自由度機(jī)構(gòu)間轉(zhuǎn)變，有多功能階段變化、多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化和多自由度變化的特征，并且這種機(jī)構(gòu)同時(shí)具有移動(dòng)和操作的功能，工作空間大，能適應(yīng)不同任務(wù)、場(chǎng)合和工作對(duì)象。
【專利說(shuō)明】一種變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別是一種變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)機(jī)器人，是一個(gè)集環(huán)境感知、動(dòng)態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多功能于一體的綜合系統(tǒng)。它集中了傳感器技術(shù)、信息處理、電子工程、計(jì)算機(jī)工程、自動(dòng)化控制工程以及人工智能等多學(xué)科的研宄成果，代表機(jī)電一體化的最高成就，是目前科學(xué)技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。隨著機(jī)器人性能不斷地完善，移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)展，不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，而且在城市安全、國(guó)防和空間探測(cè)領(lǐng)域等有害與危險(xiǎn)場(chǎng)合得到很好的應(yīng)用。因此，移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)得到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。
[0003]變胞機(jī)構(gòu)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)，這類機(jī)構(gòu)除了具有類似可展式機(jī)構(gòu)的高度可縮和可展性外，還可改變拓?fù)鋱D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。
[0004]將變胞機(jī)構(gòu)應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)，將產(chǎn)生一類新型的變胞機(jī)構(gòu)式移動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，使移動(dòng)機(jī)器人有更多的發(fā)展空間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，它能克服現(xiàn)有碼垛機(jī)器人的不足，具有同時(shí)移動(dòng)和操作的功能，能靈活應(yīng)用于不同場(chǎng)合。
[0006]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:一種變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括可移動(dòng)平臺(tái)、機(jī)身、第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿、手臂桿和三角形連桿構(gòu)件。具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為:所述機(jī)身通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副連接到可移動(dòng)平臺(tái)上，機(jī)身通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一主動(dòng)桿一端連接，第一主動(dòng)桿另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與手臂桿鏈接，機(jī)身通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二主動(dòng)桿一端連接，第二主動(dòng)桿另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與三角形連桿構(gòu)件第一邊桿一端鏈接，三角形連桿構(gòu)件第一邊桿另一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與手臂桿鏈接。
[0007]所述第一主動(dòng)桿和第二主動(dòng)桿尺寸相同。
[0008]所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)副至第六轉(zhuǎn)動(dòng)副的長(zhǎng)度與所述三角形連桿構(gòu)件的第二邊桿長(zhǎng)度相等。
[0009]所述三角形連桿構(gòu)件，它的第三邊桿長(zhǎng)度等于第二轉(zhuǎn)動(dòng)副至第三轉(zhuǎn)動(dòng)副的長(zhǎng)度。
[0010]工作原理及過(guò)程:
[0011]工作時(shí)，通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第七轉(zhuǎn)動(dòng)副的結(jié)合，使三角形連桿構(gòu)件的第二邊桿與手臂桿的第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六轉(zhuǎn)動(dòng)副間部分重疊，此時(shí)變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)為單自由度平行四邊形機(jī)構(gòu)，三角形連桿構(gòu)件的第二邊桿與手臂桿的第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六轉(zhuǎn)動(dòng)副間部分分開時(shí)，此時(shí)變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)為兩自由度可控連桿機(jī)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)單自由度與兩自由度機(jī)構(gòu)間轉(zhuǎn)變，使碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)既具有移動(dòng)和操作功能，又具有變胞機(jī)構(gòu)多功能階段變化特征，使碼垛機(jī)器人適應(yīng)不同任務(wù)，靈活應(yīng)用于不同場(chǎng)合和不同的工作對(duì)象。
[0012]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于:
[0013]1、機(jī)器人安裝在移動(dòng)平臺(tái)上，這種結(jié)構(gòu)使機(jī)器人擁有幾乎無(wú)限大的工作空間和高度的運(yùn)動(dòng)冗余性，并同時(shí)具有移動(dòng)和操作功能，這是它優(yōu)于移動(dòng)機(jī)器人和傳統(tǒng)的機(jī)器人的地方；
[0014]2、移動(dòng)機(jī)器人具有移動(dòng)功能，在代替人從事危險(xiǎn)、惡劣(如輻射、有毒等)環(huán)境下作業(yè)和人所不及的(如宇宙空間、水下等)環(huán)境作業(yè)方面，比一般機(jī)器人有更大的機(jī)動(dòng)性、靈活性；
[0015]3、碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)在工作過(guò)程中，可實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)單自由度與兩自由度轉(zhuǎn)變，為變自由度變胞機(jī)構(gòu)，具有多功能階段變化、多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化、多自由度變化特征，使碼垛機(jī)器人能靈活應(yīng)用于不同場(chǎng)合和不同的工作對(duì)象，機(jī)構(gòu)兩自由度時(shí)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人機(jī)構(gòu)輸出端精確定位，單自由度時(shí)，可有效實(shí)現(xiàn)板運(yùn)動(dòng)作。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明所述的變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明所述的變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明所述的變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的機(jī)身結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明所述的變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)兩自由度時(shí)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。
[0020]圖5為本發(fā)明所述的變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)單自由度時(shí)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]對(duì)照?qǐng)D1，本發(fā)明所述的變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括可移動(dòng)平臺(tái)1、機(jī)身2、第一主動(dòng)桿4、第二主動(dòng)桿14、手臂桿7和三角形連桿構(gòu)件，機(jī)身2通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副16連接在可移動(dòng)平臺(tái)I上，機(jī)身2通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副3與第一主動(dòng)桿4 一端連接，第一主動(dòng)桿4另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副6與手臂桿7鏈接，機(jī)身2通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副15與第二主動(dòng)桿14 一端連接，第二主動(dòng)桿14另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副13與三角形連桿構(gòu)件第一邊桿10—端鏈接，三角形連桿構(gòu)件第一邊桿10另一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副9與手臂桿7鏈接。
[0023]所述第一主動(dòng)桿4和第二主動(dòng)桿尺寸14相同，
[0024]所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)副6至第六轉(zhuǎn)動(dòng)副9的長(zhǎng)度與所述三角形連桿構(gòu)件的第二邊桿8長(zhǎng)度相等，
[0025]所述三角形連桿構(gòu)件的第三邊桿12長(zhǎng)度等于第二轉(zhuǎn)動(dòng)副3至第三轉(zhuǎn)動(dòng)副15的長(zhǎng)度。
[0026]工作原理及過(guò)程:
[0027]對(duì)照?qǐng)D4和圖5，變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)在工作時(shí)，通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副6與第七轉(zhuǎn)動(dòng)副5的結(jié)合，使三角形連桿構(gòu)件的第二邊桿8與手臂桿的第四轉(zhuǎn)動(dòng)副6與第六轉(zhuǎn)動(dòng)副9間部分重疊，此時(shí)變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)為單自由度平行四邊形機(jī)構(gòu)，三角形連桿構(gòu)件的第二邊桿8與手臂桿的第四轉(zhuǎn)動(dòng)副6與第六轉(zhuǎn)動(dòng)副9間部分分開時(shí)，此時(shí)變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)為兩自由度可控連桿機(jī)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)單自由度與兩自由度機(jī)構(gòu)間轉(zhuǎn)變，使碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)既同時(shí)具有移動(dòng)和操作功能，又具有變胞機(jī)構(gòu)多功能階段變化特征，該碼垛機(jī)器人能適應(yīng)不同任務(wù)，靈活應(yīng)用于不同場(chǎng)合和不同的工作對(duì)象。
【權(quán)利要求】
1.一種變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括可移動(dòng)平臺(tái)、機(jī)身、第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿、手臂桿和三角形連桿構(gòu)件，其特征在于，具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為:所述機(jī)身通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副連接到可移動(dòng)平臺(tái)上，機(jī)身通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一主動(dòng)桿一端連接，第一主動(dòng)桿另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與手臂桿鏈接，機(jī)身通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二主動(dòng)桿一端連接，第二主動(dòng)桿另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與三角形連桿構(gòu)件第一邊桿一端鏈接，三角形連桿構(gòu)件第一邊桿另一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與手臂桿鏈接，通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第七轉(zhuǎn)動(dòng)副的結(jié)合，使三角形連桿構(gòu)件的第二邊桿與手臂桿的第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六轉(zhuǎn)動(dòng)副間部分重疊，變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)為單自由度平行四邊形機(jī)構(gòu)，三角形連桿構(gòu)件的第二邊桿與手臂桿的第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六轉(zhuǎn)動(dòng)副間部分分開時(shí)，變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)為兩自由度可控連桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)單自由度與兩自由度機(jī)構(gòu)間轉(zhuǎn)變，使碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)既具有移動(dòng)和操作功能，又具有變胞機(jī)構(gòu)多功能階段變化特征。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一主動(dòng)桿和第二主動(dòng)桿尺寸相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)副至第六轉(zhuǎn)動(dòng)副的長(zhǎng)度與所述三角形連桿構(gòu)件的第二邊桿長(zhǎng)度相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變胞機(jī)構(gòu)式輪式移動(dòng)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述三角形連桿構(gòu)件的第三邊桿長(zhǎng)度等于第二轉(zhuǎn)動(dòng)副至第三轉(zhuǎn)動(dòng)副的長(zhǎng)度。
【文檔編號(hào)】B25J5/00GK104493809SQ201410756102
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】蔡敢為, 陳淵, 王麾, 范雨, 王少龍, 李智杰, 朱凱君, 張永文, 王龍, 王小純, 楊旭娟, 李巖舟 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)