一种多面体滚动机构
成果类型:: 发明专利,实用新型专利,新技术
发布时间: 2023-09-27 21:07:09
一种多面体滚动机构,其特征在于:该机构包括上平台,下平台和第一支链、第二支链、第三支链和第四支链,所述的下平台与上平台的结构尺寸相同,所述的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链的结构和尺寸相同;第一支链上端与上平台的A1侧固定, 第一支链下端与下平台的B1侧固定;第二支链上端与上平台的A2侧固定, 第二支链下端与下平台的B2侧固定;第三支链上端与上平台的A3侧固定, 第三支链下端与下平台的B3侧固定;第四支链上端与上平台的A4侧固定, 第四支链下端与下平台的B4侧固定;通过上述的连接,构成多面体的滚动机构。该发明采用闭链结构,增加机器人刚度,提高负载能力,结构和控制简单,能够实现平面内的移动和转向。
本发明的有益效果:本发明所述的多面体滚动机构采用整体闭链机构,增加了该机构的刚度,当机器人承受负载时,各个杆件共同分担负载,是机器人各构件的受力分布更均匀,提高机器人本体的负载能力。同时实现空间两个方向的滚动,实现转向的功能。该机器人构件少,结构、控制简单。
1. 机器人和自动化系统:多面体滚动机构可以应用于机器人和自动化系统中。通过将该机构应用于机器人的底盘或关节部分,可以实现机器人的平稳移动和灵活转向。这对于各种应用场景,如仓储物流、服务机器人、工业自动化等都具有潜在的应用价值。
2. 车辆和交通工具:多面体滚动机构可以用于车辆和交通工具的设计。通过应用于轮胎或车辆底盘,可以实现更高的操控性能和行驶稳定性。这对于特殊环境下的车辆,如越野车、机器人车辆、轨道交通等都有潜在的应用前景。
3. 仿生学和生物医学:多面体滚动机构的设计灵感来源于自然界中的多面体结构,如某些昆虫的外骨骼结构。因此,它在仿生学和生物医学领域有潜在的应用前景。例如,可以将该机构应用于仿生机器人的运动模块,模拟昆虫或其他动物的运动方式,用于探索、救援或医疗辅助等任务。
4. 娱乐和游乐设施:多面体滚动机构可以应用于娱乐和游乐设施中,为游客提供独特的体验和乐趣。例如,在主题公园或游乐场所中,可以设计一种基于多面体滚动机构的刺激和创新的游乐设备,吸引游客参与。
5. 工程研究和创新设计:多面体滚动机构对于工程研究和创新设计有重要意义。它提供了一种新颖的滚动机构,可以应用于各种工程领域,如机械设计、运动学研究、材料工程等。通过对该机构的研究和优化,可以推动工程领域的发展,促进创新设计的实现。
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. 稳定性和操控性能:多面体滚动机构可以提供稳定的滚动运动和良好的操控性能。通过合理设计滚动面的形状和结构,可以实现平稳的运动和精确的操控,从而提高机构的稳定性和机动性。
2. 多向移动能力:多面体滚动机构可以实现多向的移动能力,包括前进、后退、左右转向等。它的滚动面可以在不同方向上独立运动,使机构能够适应多种复杂的地形和环境条件,具有灵活性和适应性。
3. 越障和越野能力:由于多面体滚动机构的特殊结构,它在越障和越野能力方面具有优势。滚动面的运动可以使机构适应不平坦的地面或克服障碍物,实现高效的越障和越野能力,适用于各种户外环境和应用场景。
4. 节约能源和减少磨损:多面体滚动机构的设计可以减少能源消耗和机构磨损。相比于传统的轮式机构或履带机构,其滚动面的接触面积较小,减少了能源损耗和摩擦磨损,提高了机构的效率和寿命。
5. 高承载能力:多面体滚动机构由多个滚动面组成,可以实现较高的承载能力。这使得机构能够携带和操作较重的载荷,在一些需要承载大负荷的应用中具有优势,如工业自动化、物流搬运等。
6. 可编程和自主性:多面体滚动机构可以与控制系统结合,实现可编程和自主运动。通过控制滚动面的运动和协调,可以使机构实现自主导航、路径规划和任务执行,具备一定程度的智能和自主性。
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