基于双球面6R的多步态移动机器人

本发明涉及一种基于双球面6r的多步态移动机器人，具体涉及一种以空间六杆双球面机构为基础的，通过利用驱动电机的正反转驱动机构前行及转向的基于双球面6r的多步态移动机器人。

背景技术：

1、当前，地面移动机器人在复杂地形勘探，地震救援等方面应用十分广泛，然而在面对狭窄崎岖地形时，传统的轮、腿、履带式机器人不能很好的做到通过性强、控制简单，传统空间连杆式6r机器人虽然具有较强的越障性能，但自由度多，控制复杂，并且搭载的电机过多，质量大，不利于搭载其他设备。如能设计一种机器人，使其既能通过狭窄崎岖的地形，又有较少的自由度，控制简单，则能很好的解决上述问题。

2、针对以上技术难题，本发明提供了一种基于双球面6r的多步态移动机器人的设计。

技术实现思路

1、基于双球面6r的多步态移动机器人包括：第一连接杆、第一长连接杆、第一类曲支撑杆、第二长连接杆、第二连接杆、第二类曲支撑杆。

2、构成机构的零件结构：

3、所述的第一连接杆由中心的球体、右连接杆和左连接杆共同组成一个整体，其中右连接杆和左连接杆形状和大小完全相同，且由两段粗细不均的圆柱形杆件组成，靠近球体的一段半径稍小，另一端半径稍大，右连接杆和左连接杆的基准轴之间的夹角为60度。

4、所述的第一长连接杆由中心的球体、下连接杆和上连接杆共同组成一个整体，上连接杆由两段粗细不均的圆柱形杆件组成，末端杆件半径稍大，靠近球体的杆件半径稍小，且有两个弯折分为别60度和90度，下连接杆由两段粗细不均的圆柱形杆件组成，靠近球体的一段半径稍小，末端半径稍大且与第一连接杆右连接柱半径对应相同。

5、所述的第一类曲支撑杆为截面为圆形的杆件，并在中间设有左球体、右球体，两端设有左连接柱、右连接柱，左侧球体和右侧球体半径相同且相对于第一类曲支撑杆的中轴线对称，左连接柱和右连接柱大小形状完全相同且相对于第一类曲支撑杆的中轴线对称。

6、所述的第二长连接杆由中心的球体、下连接杆和上连接杆共同组成一个整体，上连接杆由两段粗细不均的圆柱形杆件组成，末端杆件半径稍大，靠近球体的杆件半径稍小，且有两个弯折分为别60度和90度，下连接杆由两段粗细不均的圆柱形杆件组成，靠近球体的一段半径稍小，末端半径稍大且与第一连接杆右连接柱半径对应相同。

7、所述的第二连接杆由中心的球体、右连接杆和左连接杆共同组成一个整体，其中右连接杆和左连接杆形状和大小完全相同，且由两段粗细不均的圆柱形杆件组成，靠近球体的一段半径稍小，另一端半径稍大，右连接杆和左连接杆的基准轴之间的夹角为60度。

8、所述的第二类曲支撑杆为截面为圆形的杆件，并在两端设有左连接柱、右连接柱，左连接柱和右连接柱大小形状完全相同且相对于第二类曲支撑杆的中轴线对称。

9、所述第一连接杆的右连接杆和左连接杆末端半径较大部分、第一长连接杆的下连接杆和上连接杆末端半径较大部分、第一类曲支撑杆的左连接柱和右连接柱、第二长连接杆的下连接杆和上连接杆末端半径较大部分、第二连接杆的右连接杆和左连接杆末端半径较大部分、第二类曲支撑杆的左连接柱和右连接柱，这十二部分是大小形状对应完全相同的圆柱体。

10、构成机构的零件连接方式：

11、将第一类曲支撑杆的左连接柱和右连接柱分别与第一长连接杆的上连接杆末端半径较大部分和第二长连接杆的上连接杆末端半径较大部分进行同轴心配合，构成转动副；将第一长连接杆的下连接杆和第二长连接杆的下连接杆分别与第一连接杆的右连接杆和第二连接杆的左连接杆末端半径较大部分进行同轴心配合，构成转动副；将第一连接杆的左连接杆末端半径较大部分和第二连接杆的右连接杆末端半径较大部分分别与第二类曲支撑杆的左连接柱和右连接柱进行同轴心配合，构成转动副。

12、所述的第一连接杆和第二类曲支撑杆构成的转动副、第一连接杆和第一长连接杆构成的转动副、第一长连接杆和第一类曲支撑杆构成的转动副轴心交于一点，第二连接杆和第二类曲支撑杆构成的转动副、第二连接杆和第二长连接杆构成的转动副、第二长连接杆和第一类曲支撑杆构成的转动副轴心交于一点，这两个交点为所述的基于双球面6r的多步态移动机器人的双球心。

13、第一连接杆、第一长连接杆、第一类曲支撑杆、第二长连接杆、第二连接杆、第二类曲支撑杆中接触面之间形成的转动连接关系可以采用多种方式，例如可采用合页。

14、第一长连接杆的上连接杆靠近球体的杆件和第二长连接杆的上连接杆靠近球体的杆件中弯折部分角度不局限于本申请中所表述角度，可进行其他角度拓展。

15、第一类曲支撑杆和第二类曲支撑杆中弯曲的弧度不局限于本申请中所表述角度，可进行其他角度拓展。

16、本发明的有益效果：所提出的基于双球面6r的多步态移动机器人属于双球面机构范畴，通过有效地利用驱动电机的正反转实现机器人的前进和后退功能，通过辅助支腿奇异位置实现转向功能。该机构设计、控制简单，制造和加工过程相对容易，能够很好的适应复杂地形勘探、地震救援的任务。

技术特征：

1.基于双球面6r的多步态移动机器人机构，其特征在于：基于双球面6r的多步态移动机器人机构由第一连接杆(1)、第一长连接杆(2)、第一类曲支撑杆(3)、第二长连接杆(4)、第二连接杆(5)、第二类曲支撑杆(6)组成；

2.如权利要求1所述的基于双球面6r的多步态移动机器人机构，其特征在于：所述的第一连接杆(1)、第一长连接杆(2)、第一类曲支撑杆(3)、第二长连接杆(4)、第二连接杆(5)、第二类曲支撑杆(6)中接触面之间形成的转动连接关系可以采用多种方式，例如可采用合页。

3.如权利要求1所述的基于双球面6r的多步态移动机器人机构，其特征在于：所述的第一长连接杆(2)的上连接杆(2-3)靠近球体(2-2)的杆件和第二长连接杆(4)的上连接杆(4-3)靠近球体(2-2)的杆件中弯折部分角度不局限于本申请中所表述角度，可进行其他角度拓展。

4.如权利要求1所述的基于双球面6r的多步态移动机器人机构，其特征在于：所述的第一类曲支撑杆(3)和第二类曲支撑杆(6)中弯曲的弧度不局限于本申请中所表述角度，可进行其他角度拓展。

技术总结一种基于双球面6R的多步态移动机器人，该机器人以空间六杆双球面机构为基础，由第一连接杆(1)、第一长连接杆(2)、第一类曲支撑杆(3)、第二长链接杆(4)、第二连接杆(5)、第二类曲支撑杆(6)组成。通过利用驱动电机的正反转驱动机构前行及转向，在地形勘测、军事侦查等领域将得到很好的应用。技术研发人员：刘超,董岳海,刘宇,王海波受保护的技术使用者：北京交通大学技术研发日：技术公布日：2024/7/4