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两自由度可折叠移动机器人

成果类型:: 发明专利,实用新型专利,新技术

发布时间: 2023-09-26 22:15:44

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 | 2023-09-26 22:15:44

并联机构具有高刚度、高精度、强承载等优势,在移动机器人领域得以应用。其中三支链并联机构由于结构简单、种类较多被广泛研究和应用。空间连杆机构具有结构紧凑、变形丰富的特点。空间单自由度连杆机构由于结构简单、控制难度低在研究和应用方面取得关注。由空间连杆机构与并联支链组合构成的可折叠移动机器人,综合了并联机构的移动功能和空间连杆机构的折展功能,具有重要的科研和应用价值。两自由度可折叠移动机器人,包括:第一杆件、第二杆件、第三杆件、第四杆件、第五杆件、第六杆件、第一电机、第二电机。第一杆件B端与第二杆件C端、第三杆件F端与第四杆件G端分别通过连接轴实现两杆件相互转动连接,第五杆件球壳端与第六杆件球形端通过球副连接实现两杆件之间相对转动;第一杆件A端与第四杆件H端通过第一电机相连,短连接轴中端与第一连杆A端配合实现两杆件相互转动连接;第二杆件D端与长连接轴中端通过第二电机相连,第三杆件E端与长连接轴中端配合实现两杆件相互转动连接;第五连杆叉形端与短连接轴配合连接,第六连杆叉形端与长连接轴配合连接。该机器人具有两个自由度,可通过两个电机控制实现全向移动和折叠功能。

本发明所述的两自由度可折叠移动机器人,通过两个电机进行驱动和控制实现机器人的滚动运动和折叠功能。机器人既可以直行,也可以转弯,并具有一定的越障能力。机器人可折叠为棍状,方便存放和运输。该机器人结构简单,成本低廉,易于制造和工程实现,可用于制作军用探测机器人。

1. 搜索与救援:可折叠移动机器人可以应用于搜索与救援任务中。由于其可折叠的设计,机器人可以适应各种复杂的环境和狭小空间,例如在灾难现场搜寻幸存者或危险环境中执行任务。机器人可以通过折叠和展开来适应不同的地形和障碍物,提供救援人员所需的信息和支持。

2. 建筑检查与维护:可折叠移动机器人可以用于建筑物的检查和维护任务。机器人可以通过折叠自身,进入狭小的空间,如管道、风道或其他难以进入的区域。它们可以检查建筑物的结构、管道系统、电线等,提供实时数据和监测信息,以便进行维修和维护工作。

3. 环境监测与探索:可折叠移动机器人可以用于环境监测和探索任务。在野外、森林、山区或其他难以到达的地方,机器人可以通过折叠自身来穿越狭窄的路径和不平坦的地形。它们可以携带各种传感器,收集环境数据,监测气象状况、空气质量、地质情况等,为科学研究和资源管理提供支持。

4. 应急响应与军事应用:在应急响应和军事领域,可折叠移动机器人可以用于快速部署和任务执行。机器人可以折叠成紧凑的形式,便于携带和运输,随时准备应对紧急情况。它们可以用于侦察、侦查、通信和其他任务,提供实时情报和支持决策制定。

5. 教育与娱乐:可折叠移动机器人可以用于教育和娱乐领域。通过与机器人的互动,人们可以了解机器人技术、机械原理和自动化控制。机器人的可折叠设计使其变得有趣和富有挑战性,可以用于教学实验、机器人竞赛或娱乐活动,激发学习兴趣和创造力。

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。

1. 灵活适应性:可折叠设计使机器人能够在不同的环境中自由移动和改变形态。这种灵活性使机器人能够适应狭窄的空间、复杂的地形和障碍物,执行各种任务。它们可以进入难以到达的区域,提供数据收集、监测和维护等服务,从而提高工作效率和减少人力成本。

2. 资源利用效率:可折叠移动机器人可以被设计成紧凑、轻便,便于携带和部署。这使得在需要时可以快速调用机器人,并在任务完成后将其折叠起来进行存储和运输。这种高度的资源利用效率可以节省时间和成本,并提高应急响应和任务执行的效率。

3. 工作安全性:可折叠移动机器人可以执行一些危险、高风险的任务,从而减少人类工作人员的暴露和风险。例如,在搜索救援任务中,机器人可以进入危险区域,减少救援人员的受伤风险。在工业和建筑领域,机器人可以执行高温、高压、有毒等危险环境下的检查和维修任务,保护人类工作人员的安全。

4. 提高生产效率:可折叠移动机器人可以应用于工业生产线或物流系统中,提高生产效率。它们可以执行自动化的搬运、装配和包装任务,减少人工操作所需的时间和劳动力。机器人的灵活性和可变形能力也使其适应不同产品和生产需求,提高生产线的灵活性和适应性。

5. 促进科学研究与创新:可折叠移动机器人的设计和控制涉及机械原理、运动规划和自动化技术等领域。通过研究和应用这些机器人,可以推动相关科学领域的研究和创新。这种创新有助于发展新的机器人技术、控制算法和材料科学,为未来的机器人发展打下基础。

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。