单动力腿机构四足步行机器人
成果类型:: 发明专利,实用新型专利,新技术
发布时间: 2023-09-24 20:10:34
单动力腿机构四足步行机器人,包括运载架(A)、b 至 e 组腿机构(B、C、D、E),其中单组腿机构仅需要一个驱动电机,电机整周回转实现机构的步行移动。通过调整上下曲柄杆件相位差,即 b 至 e 第四杆(B-4、C-4、D-4、E-4),可以完成对足端轨迹的调整,改变四足步行机器人的抬腿高度和跨步距离,提升地面通过性能。该机构可以用作星球探测、物资运载和军事侦察等领域。
本发明专利提出一种单动力腿机构四足步行机器人,单个腿以多连杆机构联动代替多关节电机驱动,减少驱动电机数目,成本低廉,简化控制算法,提升系统可靠性。同时该步行机器人通过调节腿部曲柄杆件相位,调整足端轨迹实现抬腿高度和跨步距离的改变,改善了单自由度腿部机构的局限性,提升该类步行机构的地面通过性和应用范围。该步行机器人可用作星球探测、物资运载和军事侦察等领域。
单动力腿机构四足步行机器人的应用前景包括以下几个方面:
1. 探索与救援:四足步行机器人可以应用于探险和救援任务中。它们可以在复杂地形、狭窄通道或不可到达的区域中移动,执行搜索、救援和勘测任务。机器人的四足步行机构使其能够适应各种地形,具备较好的稳定性和机动性。
2. 工业和制造业:这种机器人可以应用于工业和制造业中的特殊环境和任务。它们可以执行搬运、装配、检查和维护等工作。机器人的四足步行机构使其能够在不平坦的地面上行走,穿越障碍物,提供更灵活和适应性的操作能力。
3. 农业和农业机械化:四足步行机器人在农业领域中具有潜在的应用价值。它们可以用于农田管理、种植、收割和施肥等任务。机器人可以在不同地形和植被条件下运行,减轻农民的体力劳动,提高农业生产效率。
4. 建筑和施工:这种机器人可以在建筑和施工领域中发挥作用。它们可以用于搬运建筑材料、进行高空作业、检查和维护建筑结构等任务。机器人的四足步行机构使其能够在不平衡和危险的工作环境中移动和操作。
5. 搜索与救援:四足步行机器人在搜索与救援领域中具备重要的应用潜力。它们可以用于灾害现场的搜救任务,寻找被困者或提供物资支持。机器人的四足步行机构使其能够适应不同地形和条件,提供灵活和快速的响应能力。
6. 教育和研究:这种机器人可以用于教育和研究领域。它们可以作为教学工具,用于教授机器人技术和机械工程知识。同时,机器人的四足步行机构也可以用于研究动物步态、运动控制和机器人智能等领域。
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。姚燕安
单动力腿机构四足步行机器人在应用中产生的效益包括:
1. 高机动性和适应性:四足步行机器人的单动力腿机构使其具备较好的机动性和适应性。它们可以在各种地形上行走,包括不平坦的地面、崎岖的山地、狭窄的通道和障碍物密集的环境。这种机器人能够适应复杂的工作环境,提供灵活的移动解决方案。
2. 稳定性和平衡:单动力腿机构四足步行机器人通过四只腿提供了更好的稳定性和平衡能力。它们可以在不同姿态下保持平衡,避免倾覆和摔倒。这对于在不平坦或不稳定的地面上工作非常重要,能够确保机器人的安全性和稳定性。
3. 负载能力:这种机器人通常具备较高的负载能力,能够携带和搬运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,减轻人力劳动,提高工作效率。
4. 自主性和自主导航:单动力腿机构四足步行机器人可以配备自主导航和感知系统,实现自主的移动和导航。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。
5. 搜救和应急响应:四足步行机器人在搜救和应急响应领域具有重要的应用潜力。它们可以应用于灾害现场,执行搜救任务,寻找被困者或提供物资支持。机器人的高机动性和稳定性使其能够进入危险区域,为救援行动提供支持。
6. 减少人力风险:通过使用单动力腿机构四足步行机器人,可以减少人类在危险、恶劣或高风险环境中的工作。这有助于保护人员的安全和健康,减少人力风险。
7. 提高工作效率:这种机器人的高机动性、稳定性和负载能力可以提高工作效率。它们能够在复杂环境中执行任务,减少人工操作的限制和瓶颈,提高任务的完成速度和效率。
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。