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单动力双步态爬行六杆机构

成果类型:: 发明专利,实用新型专利,新技术

发布时间: 2023-09-24 19:58:11

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 刘阶萍 | 2023-09-24 19:58:11

本发明涉及一种单动力双步态爬行六杆机构,具体涉及一种以线对称 Bricard 机构为基础构型,通过杆件的转动来实现机构的移动。单动力爬行六杆机构为单闭链,由带圆弧机架杆,电机座,电机,法兰联轴器,驱动杆,驱动杆转动轴,第一传动杆,第一传动杆转动轴,第二传动杆,第二传动杆转动轴,第三传动杆,第三传动杆转动轴,第四传动杆,第四传动杆转动轴,轴承座和配重构成;杆件与杆件之间通过轴线互相垂直的转动副连接,通过一个电机来带动机构运动,主要依靠第二传动杆和带圆弧机架杆与地面的接触,产生直行或者转向的摩擦力从而实现整个机构的移动。该机构结构简单,成本低廉,易于制造和控制。在民用领域,可用于制作教学教具、益智产品,在军用领域,也可进一步设计改造为地形探测、物资运输、排雷机器人等

本发明的有益效果:本发明所述的一种单动力爬行六杆机构为单一自由度,通过对于原动件的控制,来使该机构实现移动的功能,具有一定的适应复杂路面的能力;该机构结构简单,成本低廉,易于制造和控制。在民用领域,可用于制作教学教具、益智产品,在军用领域,也可进一步设计改造为地形探测、物资运输、排雷机器人等。

单动力双步态爬行六杆机构应用前景包括以下几个方面:

1. 探索与救援:这种机构可以应用于探险、救援和灾害应对任务中。它们可以在复杂地形、狭窄空间或不可到达的区域中移动,执行搜索、救援和勘测任务。例如,在灾害现场或险恶环境中,机器人可以通过双步态爬行来穿越障碍物、攀爬楼梯或行走在不平坦的地面上。

2. 工业和制造业:单动力双步态爬行六杆机构可以应用于工业和制造业中的特殊环境和任务。它们可以在狭小、复杂或危险的工作场所中移动和操作,执行装配、维修、检查和清洁等任务。这种机构的灵活性和机动性使其适用于需要穿越障碍物或具有限制性空间的工作环境。

3. 军事和安全领域:单动力双步态爬行六杆机构在军事和安全领域中具有潜在的应用价值。它们可以用于侦察、侦查、监视和辅助作战任务。机器人可以在复杂的地形和恶劣的环境下移动,执行隐蔽、迅速和敏捷的操作,减少人员风险。

4. 建筑和维护:这种机构可以在建筑和维护领域中扮演重要角色。机器人可以攀爬楼梯、爬行在建筑物外墙或不平坦的表面上,执行维修、清洁、检查和监测任务。它们可以减少人力投入,提高工作效率和安全性。

5. 医疗和康复:单动力双步态爬行六杆机构也可以应用于医疗和康复领域。机器人可以被设计为辅助行走、康复训练或助力移动装置,帮助行动不便的人士恢复或改善日常生活能力。

北京交通大学是教育部直属全国重点大学,是国家“211工程”“985工程”“双一流”建设高校。有中国科学院院士3人,中国工程院院士10人。全面参与了铁路大提速、青藏铁路、磁悬浮列车、川藏铁路建设和城市轨道交通核心技术自主研发等轨道交通发展重大事件,取得了一系列完全自主知识产权、处于国际先进水平原创性重大成果。 学校智能机器人与系统研究主要从事机器人、虚拟现实、力触觉交互系统、系统控制等研究,构建具有国际先进水平的机器人研究平台。 专家简介:姚燕安,男,工学博士,任北京交通大学教授,博士生导师。研究领域:机构与机器人学 姚教授提出“多模式整体闭链连杆式移动系统”设计理论,提出以“几何机器人”为载体将数学(Mathematics)、科学(Science)、工程(Engineering)、艺术(Art)融合为一体的MSEA教育理念,旨在培养数学家的严谨思维、科学家的创新思维、工程师的实践能力、艺术家的美学情怀。

单动力双步态爬行六杆机构在应用中可以产生多项效益包括:

1. 灵活性和适应性:单动力双步态爬行六杆机构具有良好的灵活性和适应性,能够在复杂的环境中移动和操作。它们可以适应不同地形、攀爬障碍物或穿越狭窄空间,提供更广泛的应用场景和解决方案。

2. 操控能力:这种机构具备良好的操控能力,可以实现高度精确的定位和运动控制。它们可以执行精细动作、准确导航和避障,提高操作的准确性和效率。

3. 高机动性:单动力双步态爬行六杆机构具备高度机动性,能够在复杂、不规则或崎岖的地形中移动。它们可以攀爬楼梯、行走在不平坦的表面上,实现多方向的移动和操作。

4. 负载能力:这种机构具备较高的负载能力,能够承载和携带一定重量的物体或设备。它们可以应用于物流、运输或搬运任务,提高工作效率和减少人力劳动。

5. 环境适应性:单动力双步态爬行六杆机构在应对恶劣环境时表现出良好的适应性。它们可以在高温、低温、高海拔、有毒环境或其他危险条件下工作,减少对人员的风险,并扩展应用的范围。

6. 自主性和自主导航:这种机构可以配备自主导航和感知系统,实现自主的移动和操作。它们可以根据环境变化进行决策和路径规划,自主完成任务,减少对人的依赖性。

7. 节约成本:单动力双步态爬行六杆机构的应用可以降低人力成本和资源消耗。它们可以代替人类执行一些危险、繁重或复杂的任务,提高工作效率和生产力,并减少相关成本。

技术合作、技术服务,具体可包括:

(1)自行投资实施转化

(2)向他人转让该科技成果

(3)许可他人使用该科技成果

(4)以该科技成果作为合作条件,与他人共同实施转化

(5)以该科技成果作价投资,折算股份或者出资比例

(6)其他协商确定的方式

此项技术成果转化方式,既可以是上述方式的组合,也可以是其它符合实际需要的任何方式。具体转化方式待商议确定。