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双驱动多模式移动六杆机构及控制方法

成果类型:: 发明专利,实用新型专利,新技术

发布时间: 2023-09-26 22:50:49

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 22:50:49

本发明涉及一种双驱动多模式移动六杆机构及控制方法,双驱动多模式移动六杆机构具体涉及一种以面对称空间六杆机构为基础构型,杆件与杆件之间通过转动副连接。双驱动多模式移动六杆机构为单闭链机构,由电机,轴端挡圈,沉头十字螺钉,第一驱动杆,杆件转动轴,第一传动杆,外卡卡簧,第二传动杆,角接触球轴承,第三传动杆,第二驱动杆,圆形机架杆,平端紧定螺丝和电机座构成;通过两个电机驱动使得机构达到在地面移动的效果,主要依靠第二传动杆和圆形机架杆与地面的接触,实现整个机构在平面的直行和具有确定性的转向运动。该机构具有一种直线移动模式和两种转向模式,刚度好、自由度少、运动灵活、结构简单,易于制造和控制的特点。在民用领域,可用于创意机构演示、娱乐表演,在军用领域,也可进一步设计改造为地形探测、物资运输、排雷机器人和星球探测器.

本发明的有益效果:本发明所述的一种双驱动多模式移动六杆机构为单闭链机构,杆件与杆件之间通过转动副连接,通过两个电机驱动使得机构达到在地面移动的效果,该机构具有一种直线移动模式和两种转向模式,具有适应复杂路面的能力;该机构刚度好、自由度少、运动灵活、结构简单,易于制造和控制。在民用领域,可用于创意机构演示、娱乐表演,在军用领域,也可进一步设计改造为地形探测、物资运输、排雷机器人和星球探测器等。

1. 机器人探索与勘测:双驱动多模式移动六杆机构在探索和勘测任务中具有广阔的应用前景。通过控制机构的运动模式,它可以适应不同的地形和环境,如爬坡、跨越障碍物、穿越狭窄通道等。这种机构的灵活性和多样性使其适用于勘测探险、灾难救援和外星探索等领域。

2. 物流和仓储系统:双驱动多模式移动六杆机构可以应用于物流和仓储系统中,实现高效的物料搬运和仓储操作。通过控制机构的运动模式,它可以适应不同的货物尺寸和仓库布局,实现自动化的货物搬运和装卸。这种机构可以提高物流效率,减少人力投入和操作时间。

3. 搜索与救援任务:双驱动多模式移动六杆机构可用于搜索与救援任务,例如在灾害现场或危险环境中搜救受困人员。机构的多种运动模式和灵活性使其能够穿越复杂的地形和障碍物,寻找潜在的受困位置,并提供紧急救援。

4. 精密装配和操作:双驱动多模式移动六杆机构的运动精度和灵活性使其适用于精密装配和操作任务。例如,在微电子制造或精密仪器装配中,机构可以实现高精度的定位和装配操作,提高生产效率和产品质量。

5. 教育和研究:双驱动多模式移动六杆机构可以应用于机器人学和控制理论的教育和研究领域。它提供了一个实验平台,用于研究不同运动模式和控制策略的效果,探索机器人运动学和动力学的理论和实践。

6. 可穿戴机器人和个人助理:双驱动多模式移动六杆机构可以应用于可穿戴机器人和个人助理系统中。通过结合传感器和人机交互技术,机构可以实现与人类的协同工作,例如辅助行走、搬运物体或提供物品交付服务。

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. 多模式适应性:双驱动多模式移动六杆机构具有多种运动模式,可以根据任务需求和环境条件进行切换。这种多模式适应性使机构能够适应不同的工作场景和任务要求,提高灵活性和适应性。

2. 高度灵活性和机动性:机构的六杆结构和双驱动设计使其能够实现多种自由度的运动。它可以在平面内进行平移、旋转和扭转等运动,具有较高的机动性和灵活性。这种灵活性使机构能够在狭小空间中移动和操作,适应复杂的工作环境。

3. 复杂环境适应能力:双驱动多模式移动六杆机构可以适应复杂的工作环境和地形。它可以克服不平坦的地面、通过狭窄的通道、跨越障碍物等。这种能力使机构在勘测、救援和探索任务中具有优势,可以到达人类难以到达的区域。

4. 高精度操纵和装配:机构的六杆设计和控制方法使其能够实现高精度的操纵和装配操作。通过控制各个杆件的长度和角度,机构可以实现精确的定位和装配。这种高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。

5. 自主化和自动化:通过合理的控制方法,双驱动多模式移动六杆机构可以实现自主化和自动化的操作。它可以根据预设的任务和指令进行自主规划和执行,减少人工干预的需求。这种自主化和自动化能力可以提高工作效率和生产力。

6. 安全性和减少人工风险:机构的自主化和自动化操作可以减少人工操作的需求,降低人工操作中的风险和危险。机构可以代替人类从事一些危险、重复或有害的任务,保护人类的安全和健康。

技术合作、技术服务,具体可包括:

(1)自行投资实施转化

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(4)以该科技成果作为合作条件,与他人共同实施转化

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(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。