一种变躯干多足步行平台
成果类型:: 发明专利,实用新型专利,新技术
发布时间: 2023-09-27 10:56:04
本发明涉及一种变躯干多足步行平台,具体的讲是一种躯干具有两种变形模式的高机动性闭链腿式步行平台;由镜像布置的前方、后方两组四足腿机构以及两组活动躯干构件构成空间六杆机构;前方、后方腿机构各由一个电机驱动;构成躯干的六杆机构为具有一个奇异位置的单自由度机构,躯干的变形根据电机控制的不同有两种模式,在不同变形模式下获得不同的躯干姿态,具有高地形适应性,可用于探测探测、物资运输的一种步行平台。将闭式运动链应用于步行运载平台的腿机构,每个腿机构由由一个独立的电机驱动。较开链腿而言,在相同的材质、外载和速度级别的条件下,闭链杆系理论上只承受拉、压载荷,多为典型的二力杆件,使得闭链腿机构总体具有良好的刚度和稳定性。
本发明所设计多足步行平台的躯干采用空间六杆机构,通过参数设计使其成为具有一个奇异位置的空间单自由度机构。躯干位于奇异位置时,可以选择俯仰变形模式或平面四边形变形模式使步行平台获得不同的行走特性,俯仰变形模式下具有对垂直墙、纵坡的高通过性,四边形变形模式下具有对壕沟地形的高通过性和零半径转向功能,两种变形模式根据地形切换容易通过台阶、墙壁、灌木丛或瓦砾堆等障碍,可用于探测侦查、运载等领域。
1. 探索和研究:变躯干多足步行平台可以用于探索和研究多足动物的步行机理和生物力学。通过模拟多足动物的步行方式,研究人员可以深入了解它们的运动原理、稳定性和适应性,有助于揭示生物运动的奥秘。
2. 机器人技术:变躯干多足步行平台的技术可以应用于机器人领域,用于开发更灵活、适应性更强的机器人。这种多足步行技术可以使机器人在不平坦或复杂环境中行走,具备更好的稳定性和适应性,从而扩展机器人的应用领域,如救援、勘探、农业等。
3. 应急救援:变躯干多足步行平台可以应用于应急救援任务。在灾难现场或危险环境中,这种机器人可以通过多足步行方式穿越不平坦的地形和障碍物,执行搜救、救援和勘察任务,提高救援效率和人员安全。
4. 农业和农业机械化:多足步行技术可以应用于农业领域,用于农业机械化和农田作业。这种步行平台可以在不损害土壤的情况下行走,适应不同的农田地形,用于种植、收割、施肥等农业操作,提高农业生产效率。
5. 残疾人辅助和康复:多足步行平台可以用于残疾人的辅助和康复。通过模仿人类步行方式,这种平台可以提供支持和稳定性,帮助残疾人恢复行走功能或提供行动辅助,改善他们的生活质量。
6. 娱乐和娱乐机器人:多足步行平台可以应用于娱乐和娱乐机器人领域。这种平台可以模拟动物的步态和行为,用于开发具有娱乐性质的机器人玩具、表演或展示。
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. 灵活适应各种地形:变躯干多足步行平台可以根据地形条件自由调整身体形态和足部布局,从而实现在不同地形上的行走和移动。这种灵活适应性可以使平台在崎岖、不规则或复杂地形中行走,扩大了其应用范围。
2. 高稳定性和机动性:多足步行平台通过多个足部的支撑和协调运动,提供了更高的稳定性和机动性。相比于传统的轮式或足式机器人,多足平台可以更好地应对不平坦地形、障碍物和倾斜等情况,具备更好的平衡和移动能力。
3. 携带和运载能力:变躯干多足步行平台可以设计成具有携带和运载功能的装置。通过在平台上添加载货装置或携带装置,它可以用于搬运、运输或交付物品,提供一种便捷的运载解决方案。
4. 灵活的工作空间:多足步行平台可以具备灵活的工作空间,可以适应狭窄、拥挤或限制性的环境。它可以在有限的空间中进行移动、操作和执行任务,具备更好的机动性和可操作性。
5. 自主控制和智能导航:多足步行平台可以配备自主控制和智能导航系统,使其能够自主地感知环境、规划路径和避开障碍物。这种智能化的能力使平台能够独立完成任务,减少人工干预和提高工作效率。
6. 应急救援和危险环境应用:多足步行平台可以在应急救援和危险环境中发挥重要作用。它可以代替人类执行危险任务,如搜救被困人员、处理危险物品或勘察危险区域,从而保护人类的安全和生命。
7. 科学研究和技术创新:多足步行平台可以为科学研究和技术创新提供平台和工具。通过对多足步行机器人的研究和开发,可以深入了解动物步行机理、探索机器人控制和智能化导航等领域,推动科学进步和技术创新。
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。