科创中国

本发明公开一种十二自由度四面体机器人，机构包括四个顶点组件（I、II、III、IV）和六个支链（A1、A2、A3、A4、A5、A6），顶点组件I 上的三个法兰分别和第一，第三，第四支链（A1、A3、A4）通过销钉固定；顶点组件II上的三个法兰分别和第一，第二，第五支链（A1、A2、A5）通过销钉固定；顶点组件III 上的三个法兰分别和第二，第三，第六支链（A2、A3、A6）通过销钉固定；顶点组件IV上的三个法兰分别和第四，第五，第六支链（A4、A5、A6）通过销钉固定；所述的四个顶点组件( I、II、III、IV)的结构和尺寸相同，所述的六个支链(A1、A2、A3、A4、A5、A6)的结构和尺寸相同；通过上述的连接，该机构能够实现空间多种姿态的变化和地面快速移动和转向。

本发明的有益效果：由于机构自由度为12，其变形能力强，灵活度高，可方便控制机构实现滚动。此外，定点组件和支链便于模块化设计。本发明可用于特种变形机器人的设计，利用机构的外形变化，实现复杂地面上的滚动。进一步地可设计制造特殊的地面侦查机器人

1. 高灵活性操作：十二自由度四面体机器人可以在工业生产线上进行各种高灵活性操作。由于其多自由度和模块化结构，它可以适应不同形状和尺寸的工件，并实现高度精确的操纵和装配。这种机器人可以在狭小的空间中灵活操作，具有优势，例如在微电子制造、精密装配和医疗器械等领域。

2. 复杂环境探索：十二自由度四面体机器人具有多样化的运动能力，可以在复杂环境中进行探索和勘测任务。它可以适应不规则地形和狭小通道，例如探测狭窄的管道、洞穴或灾难现场。机器人的模块化结构使得它能够改变形态和姿态，适应不同的需求和障碍物。

3. 可编程的平面运动：十二自由度四面体机器人可以实现复杂的平面运动，例如绕过障碍物、遵循指定的轨迹或执行特定的动作序列。这种能力使得机器人在自动化和机器人辅助任务中具有广泛应用，例如在物流、仓储和装配线上进行自动化操作。

4. 人机协作和服务领域：十二自由度四面体机器人可以与人类进行高度协作的任务。它可以通过自适应的运动和形态调整，与人类共同完成特定的工作，例如医疗手术、康复训练或个人助理任务。机器人的高度灵活性和可编程性使得它能够适应不同的人类合作模式和需求。

5. 教育和研究：十二自由度四面体机器人可用于教育和研究领域。它可以作为机器人学和控制理论的教学工具，帮助学生理解和研究机器人系统的运动学和动力学。此外，这种机器人还可以用于研究新的运动规划和控制算法，推动机器人技术的进一步发展。

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. 高度灵活性和多样化运动能力：十二自由度四面体机器人能够实现复杂的运动和姿态控制。它的模块化结构和多自由度设计使得机器人能够适应各种不同的工作场景和任务需求。这种灵活性和多样化的运动能力使得机器人能够执行更复杂、多变的任务，提高工作效率和适应性。

2. 高精度操纵和装配：由于十二自由度四面体机器人具有多自由度和模块化结构，它可以实现高精度的操纵和装配操作。机器人可以灵活调整姿态和形态，适应各种形状和尺寸的工件，并在微米级别上实现精确的定位和装配。这种精度操纵能力在精密装配、微电子制造等领域具有重要应用价值。

3. 适应复杂环境：十二自由度四面体机器人具有多样化的运动能力，可以适应复杂的工作环境和难以到达的区域。它可以在不规则地形、狭小通道或有障碍物的环境中自由移动和操作。这种适应复杂环境的能力使得机器人在勘测、救援和探索任务中具有优势。

4. 提高工作效率和生产力：十二自由度四面体机器人能够执行高度灵活、精确的操作，自主完成各种任务。它可以减少人工操作的需求，提高工作效率和生产力。机器人的高速度和精准性可以加快生产过程，减少生产时间，并且可以持续工作，不受疲劳和人为限制。

5. 降低安全风险：使用十二自由度四面体机器人可以减少人工操作中的安全风险。机器人可以代替人类从事一些危险、重复或有害的任务，例如在有放射性、高温、高压等危险环境中操作。这样可以保护人类的安全和健康，并降低工作事故的发生概率。

6. 探索创新应用领域：十二自由度四面体机器人的高度灵活性和多样化的运动能力为探索创新应用领域提供了可能。它可以应用于人机协作、个人助理、医疗手术等领域，为人类提供更好的服务和支持。

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。