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一种变拓扑腿机构四足平台

成果类型:: 发明专利,实用新型专利,新技术

发布时间: 2023-09-27 11:00:33

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 | 2023-09-27 11:00:33

本发明涉及一种变拓扑腿机构四足平台,具体的讲是一种高机动性腿机构步行平台;由共四组腿机构组合而成;每个腿机构由三个电机独立驱动,驱动其中一个电机而锁死另外两个电机实现步行功能;产生多样化足端轨迹,具有高地形适应性,可用于探测侦查的一种步行平台。将闭式运动链应用于步行运载平台的腿机构,每个腿机构由三个独立的电机驱动。较开链腿机构而言,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。一种变拓扑腿机构四足平台,该装置包括:一种变拓扑腿机构四足平台由完全相同的 a、b、c、d 组腿机构(A、B、C、D)和车架(E)组成。变拓扑腿机构四足平台的 a 至 d 组腿机构均为闭链连杆机构,单个腿机构安装三个驱动电机于髋部、膝部和踝部,并通过单电机驱动行走。一种变拓扑腿机构四足平台可实现山地等复杂路面的侦测探查任务,通过腿部机构形态重构,在四杆、六杆、八杆模式之间转换,行走步态更丰富,地形适应性更强

本发明利用闭式运动链应用于步行平台腿机构,在闭链腿第一至第三驱动中,驱动单个电机,同时锁死另外两个电机,实现腿机构在闭链四杆、六杆、八杆模式之间的转换,由此产生多样化的行走步态,在地形适应性方面相较于一般的单自由度单电机驱动腿机构有更好的表现,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:变拓扑腿机构四足平台可以用于探索和研究机器人步态和行走模式的多样性。通过变换腿部机构的拓扑结构,研究人员可以研究不同步态和行走方式对机器人性能和适应性的影响,进一步理解和优化机器人的步行能力。

2. 面对复杂环境的应用:由于可变拓扑腿机构的灵活性,这种四足平台可以适应不同的环境和任务需求。它可以通过调整腿部机构适应不同地形、攀爬障碍物、越过不规则表面等,因此在救援、勘测、探险等复杂环境下具有广泛的应用潜力。

3. 工业和制造领域:变拓扑腿机构四足平台可以应用于工业和制造领域,用于完成一些需要机器人具备高度机动性和灵活性的任务。例如,在生产线上,它可以适应不同的工作空间,完成装配、搬运、检测等工作,提高生产效率和灵活性。

4. 物流和仓储:这种机器人平台可以应用于物流和仓储行业,用于自动化物品搬运和仓储管理。通过灵活调整腿部拓扑结构,它可以适应不同尺寸和形状的物品,从而实现高效的搬运、堆垛和仓储操作,减少人力成本和提高物流效率。

5. 农业和农田作业:变拓扑腿机构四足平台可以用于农业领域,用于农田作业和农业机械化。它可以适应不同的农田地形,用于种植、收割、施肥等农业操作,提高农业生产效率和精度。

6. 残疾人辅助和康复:这种机器人平台的灵活性和适应性使其在残疾人辅助和康复方面具有潜力。它可以用于提供支持和稳定性,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。

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. 应急救援:这种机器人平台可以在自然灾害、事故或紧急情况下执行救援任务。由于其灵活性和适应性,它能够进入人类难以到达的危险区域,执行搜索、救援和救助任务,减少人员伤亡风险,提高救援效率。

2. 工业和制造领域:变拓扑腿机构四足平台可以用于工业和制造领域,实现自动化生产和工作流程。它的灵活性和机动性使其能够适应不同的工作环境和任务需求,提高生产效率、降低劳动成本并改善工作安全性。

3. 农业和农田作业:这种机器人平台可以用于农业领域,执行农田作业和农业机械化任务。它可以适应不同的农田地形,完成种植、收割、除草等农业操作,提高农业生产效率和农作物质量。

4. 环境监测和勘测:变拓扑腿机构四足平台可以用于环境监测和勘测任务。它可以在复杂地形和恶劣环境中进行移动和数据收集,用于监测大气污染、地质勘测、野生动物保护等方面,提供有关环境状况和资源管理的重要信息。

5. 辅助和康复:这种机器人平台的灵活性和适应性使其在辅助和康复领域具有潜力。它可以用于提供支持和稳定性,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. 科学研究和教育:变拓扑腿机构四足平台可以用于科学研究和教育领域。通过研究和开发这种机器人平台,可以深入了解动物步态和行走机理,推动机器人技术和智能控制的发展。同时,它也可以作为教育工具,用于培养学生对机器人技术和工程学的兴趣和能力。

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(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。