本發(fā)明涉及一種機(jī)器人，特別是關(guān)于一種雙三棱柱移動機(jī)器人。

背景技術(shù)：

連桿式多面體移動機(jī)器人以其豐富的變形能力與傳統(tǒng)移動機(jī)器人相比具有更強(qiáng)的機(jī)動性、靈活性。

中國專利CN103448825B提出了一種縮放穿插的移動機(jī)構(gòu)，外形結(jié)構(gòu)為三棱柱，通過伸縮桿的伸長和縮短實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的縮放穿插及移動。但是該機(jī)構(gòu)對伸縮桿伸縮比要求較高，且應(yīng)用場合較為單一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種雙三棱柱移動機(jī)器人，該機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)全向移動，應(yīng)用場合較廣。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種雙三棱柱移動機(jī)器人，其特征在于：該機(jī)器人包括第一平臺、中部平臺、第二平臺、法蘭組、球鉸、法蘭盤和長伸縮桿；所述第一平臺通過所述法蘭組、球鉸、法蘭盤和長伸縮桿與所述中部平臺連接，所述第二平臺也通過所述法蘭組、球鉸、法蘭盤和長伸縮桿與所述中部平臺連接；所述第一平臺與所述中部平臺和第二平臺結(jié)構(gòu)相同，所述第一平臺、中部平臺和第二平臺都包括第一連接塊、第二連接塊、第三連接塊、第一短伸縮桿、第二短伸縮桿和第三短伸縮桿；所述第一連接塊一端經(jīng)所述第一短伸縮桿與所述第二連接塊一端連接，所述第二連接塊另一端經(jīng)所述第二短伸縮桿與所述第三連接塊一端連接，所述第三連接塊另一端經(jīng)所述第三短伸縮桿與所述第一連接塊另一端連接，形成雙三棱柱結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述第一平臺和第二平臺的第一連接塊一側(cè)設(shè)置有一所述法蘭組、第二連接塊一側(cè)設(shè)置有一所述法蘭組、第三連接塊一側(cè)設(shè)置有一所述法蘭組；所述中部平臺的第一連接塊、第二連接塊和第三連接塊的兩側(cè)分別設(shè)置有所述法蘭盤。

進(jìn)一步，各所述法蘭組與各連接塊之間、以及各所述法蘭盤與各連接塊之間都通過螺釘固定連接。

進(jìn)一步，所述第一平臺的第一連接塊上法蘭組通過子母螺釘與一所述長伸縮桿的固定端構(gòu)成轉(zhuǎn)動副連接，該長伸縮桿的伸縮端通過一所述球鉸與所述中部平臺第一連接塊一側(cè)的所述法蘭盤連接。

進(jìn)一步，所述第二平臺的第一連接塊上法蘭組通過子母螺釘與另一所述長伸縮桿的固定端構(gòu)成轉(zhuǎn)動副連接，該長伸縮桿的伸縮端通過另一所述球鉸與所述中部平臺第一連接塊另一側(cè)的所述法蘭盤連接。

進(jìn)一步，所述球鉸包括左萬向節(jié)、十字軸、右萬向節(jié)、推力軸承、階梯軸、球軸承和擋端；所述長伸縮桿的伸縮端與所述左萬向節(jié)一端通過螺釘固定連接，所述左萬向節(jié)另一端與所述右萬向節(jié)一端通過所述十字軸連接；所述階梯軸通過螺釘與所述右萬向節(jié)另一端進(jìn)行軸向固定，所述推力軸承穿過所述階梯軸的小端，通過軸肩進(jìn)行一側(cè)軸向固定，所述法蘭盤穿過所述階梯軸的小端對所述推力軸承進(jìn)行另一側(cè)軸向固定；所述球軸承穿過所述階梯軸的小端，通過所述擋端進(jìn)行外側(cè)軸向固定。

進(jìn)一步，所述法蘭組包括兩個(gè)截面為L型的法蘭片，每一所述法蘭片均由方形片和三角形片焊接構(gòu)成。

進(jìn)一步，所述方形片和三角形片上均設(shè)置有安裝孔。

進(jìn)一步，所述三角形片頂部采用圓弧型結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明通過具有常規(guī)伸縮比的伸縮桿驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)了平面直行和轉(zhuǎn)向運(yùn)動功能，并具有一定的越障能力。2、本發(fā)明具有九個(gè)自由度，三個(gè)三角形平臺各具有一個(gè)自由度，控制長伸縮桿的伸長和縮短，同時(shí)對每個(gè)三角形平臺的三個(gè)短伸縮桿進(jìn)行同步控制，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)整體變形，完成雙三棱柱移動機(jī)器人的直行和轉(zhuǎn)向功能。3、本發(fā)明利用具有常規(guī)伸縮比的伸縮桿組成了可實(shí)現(xiàn)全向移動的多面體機(jī)器人，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，易于制造和工程實(shí)現(xiàn)。綜上所述，本發(fā)明為中小學(xué)生提供了一個(gè)對幾何形體及移動機(jī)構(gòu)的認(rèn)識，可用于制作玩具、教學(xué)教具，也可用于制作軍用載運(yùn)及探測機(jī)器人。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的第一平臺結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的球鉸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的法蘭組結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的雙三棱柱移動機(jī)器人直行運(yùn)動過程示意圖；

圖6是本發(fā)明的雙三棱柱移動機(jī)器人轉(zhuǎn)向運(yùn)動過程示意圖。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種雙三棱柱移動機(jī)器人，其包括第一平臺1、中部平臺2、第二平臺3、法蘭組4、球鉸5、法蘭盤6和長伸縮桿7。第一平臺1通過法蘭組4、球鉸5、法蘭盤6和長伸縮桿7與中部平臺2連接，第二平臺3也通過法蘭組4、球鉸5、法蘭盤6和長伸縮桿7與中部平臺2連接。

上述實(shí)施例中，如圖2所示，第一平臺1與中部平臺2和第二平臺3結(jié)構(gòu)相同，僅以第一平臺1為例進(jìn)行詳細(xì)說明。第一平臺1包括第一連接塊11、第二連接塊12、第三連接塊13、第一短伸縮桿14、第二短伸縮桿15和第三短伸縮桿16。第一連接塊11一端經(jīng)第一短伸縮桿14與第二連接塊12一端連接，第二連接塊12另一端經(jīng)第二短伸縮桿15與第三連接塊13一端連接，第三連接塊13另一端經(jīng)第三短伸縮桿16與第一連接塊11另一端連接，形成三角形結(jié)構(gòu)；且第一平臺1、中部平臺2和第二平臺3與長伸縮桿7構(gòu)成雙三棱柱結(jié)構(gòu)。

上述實(shí)施例中，第一平臺1和第二平臺3的第一連接塊11一側(cè)設(shè)置有一法蘭組4、第二連接塊12一側(cè)設(shè)置有一法蘭組4、第三連接塊13一側(cè)設(shè)置有一法蘭組4，中部平臺2的第一連接塊11、第二連接塊12和第三連接塊13的兩側(cè)分別設(shè)置有法蘭盤6。其中，各法蘭組4與各連接塊之間以及各法蘭盤6與各連接塊之間都通過螺釘固定連接。

上述各實(shí)施例中，第一平臺1的第一連接塊11上法蘭組4通過子母螺釘與一長伸縮桿7的固定端構(gòu)成轉(zhuǎn)動副連接，該長伸縮桿7的伸縮端通過一球鉸5與中部平臺2第一連接塊11一側(cè)的法蘭盤6連接。第二平臺3的第一連接塊11上法蘭組4通過子母螺釘與另一長伸縮桿7的固定端構(gòu)成轉(zhuǎn)動副連接，該長伸縮桿7的伸縮端通過另一球鉸5與中部平臺2第一連接塊11另一側(cè)的法蘭盤6連接。第一平臺1上的第二連接塊12、第三連接塊13與中部平臺2上的第二連接塊12、第三連接塊13、以及中部平臺2上的第二連接塊12、第三連接塊13與第二平臺3上的第二連接塊12、第三連接塊13之間的連接方式與第一連接塊11連接方式相同，在此不再贅述。

在一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施例中，如圖3所示，球鉸5包括左萬向節(jié)51、十字軸52、右萬向節(jié)53、推力軸承54、階梯軸55、球軸承56和擋端57。長伸縮桿7的伸縮端與左萬向節(jié)51一端通過螺釘固定連接，左萬向節(jié)51另一端與右萬向節(jié)53一端通過十字軸52連接；階梯軸55通過螺釘與右萬向節(jié)53另一端進(jìn)行軸向固定，推力軸承54穿過階梯軸55的小端，通過軸肩進(jìn)行一側(cè)軸向固定，法蘭盤6穿過階梯軸55的小端對推力軸承54進(jìn)行另一側(cè)軸向固定；球軸承56穿過階梯軸55的小端，通過擋端57進(jìn)行外側(cè)軸向固定。

上述各實(shí)施例中，如圖4所示，法蘭組4包括兩個(gè)截面為L型的法蘭片41，每一法蘭片41均由方形片和三角形片焊接構(gòu)成，方形片和三角形片上均設(shè)置有安裝孔。其中，三角形片頂部采用圓弧型結(jié)構(gòu)。

綜上所述，本發(fā)明在使用時(shí)，通過協(xié)調(diào)控制各平臺上的短伸縮桿和長伸縮桿7的伸長和縮短，可以實(shí)現(xiàn)雙三棱柱移動機(jī)器人的直行功能。如圖5所示，直行運(yùn)動實(shí)現(xiàn)過程如下：

步驟a1，將第一平臺1、中部平臺2和第二平臺3上的短伸縮桿都伸長至最長，各長伸縮桿7都調(diào)整至最短，使雙三棱柱移動機(jī)器人處于直行運(yùn)動初始狀態(tài)；

步驟a2，將第二平臺3上的第一短伸縮桿14、第二短伸縮桿15和第三短伸縮桿16都調(diào)整至最短，使得第二平臺3離開地面；

步驟a3，將位于中部平臺2與第二平臺3之間的三個(gè)長伸縮桿7都伸長至最長；

步驟a4，第二平臺3上的第一短伸縮桿14、第二短伸縮桿15和第三短伸縮桿16都伸長至最長，使得第二平臺3接觸地面；

步驟a5，將中部平臺2上的第一短伸縮桿14、第二短伸縮桿15和第三短伸縮桿16都調(diào)整至最短，使得中部平臺2離開地面；

步驟a6，將第一平臺1與中部平臺2之間的三個(gè)長伸縮桿7都伸長二分之一伸長量，位于中部平臺2與第二平臺3之間的三個(gè)長伸縮桿7同時(shí)縮短二分之一伸長量，使得中部平臺2向前移動；

步驟a7，中部平臺2上的第一短伸縮桿14、第二短伸縮桿15和第三短伸縮桿16都伸長至最長，使得中部平臺2接觸地面；

步驟a8，第一平臺1上的第一短伸縮桿14、第二短伸縮桿15和第三短伸縮桿16都調(diào)整至最短，使得第一平臺1離開地面；

步驟a9，將第一平臺1與中部平臺2之間的三個(gè)長伸縮桿7縮短二分之一伸長量，使得第一平臺1向前移動；

步驟a10，第一平臺1的第一短伸縮桿14、第二短伸縮桿15和第三短伸縮桿16都伸長至最長，使得第一平臺1接觸地面；完成一個(gè)周期的直行運(yùn)動。

通過協(xié)調(diào)控制各平臺上的短伸縮桿和長伸縮桿7的伸長和縮短，還可以實(shí)現(xiàn)雙三棱柱移動機(jī)器人的轉(zhuǎn)向功能。如圖6所示，轉(zhuǎn)向運(yùn)動實(shí)現(xiàn)過程如下：

步驟b1，將第一平臺1、中部平臺2和第二平臺3上的短伸縮桿都伸長至最長，各長伸縮桿7都調(diào)整至最短，使雙三棱柱移動機(jī)器人處于轉(zhuǎn)向運(yùn)動初始狀態(tài)；

步驟b2，第一平臺1上的第一短伸縮桿14、第二短伸縮桿15和第三短伸縮桿16都調(diào)整至最短，使得第一平臺1離開地面；第一平臺1與中部平臺2之間的三個(gè)長伸縮桿7分別伸長至不同長度，調(diào)整轉(zhuǎn)向角度；

步驟b3，第一平臺1上的第一短伸縮桿14、第二短伸縮桿15和第三短伸縮桿16都伸長至最長，使得第一平臺1接觸地面；

步驟b4，第二平臺3上的第一短伸縮桿14、第二短伸縮桿15和第三短伸縮桿16都調(diào)整至最短，使得第二平臺3離開地面；

步驟b5，調(diào)整第一平臺1與中部平臺2之間的三個(gè)長伸縮桿7至相同伸長量；

步驟b6，第二平臺3上的第一短伸縮桿14、第二短伸縮桿15和第三短伸縮桿16都伸長至最長，使得第二平臺3接觸地面；完成一個(gè)周期的轉(zhuǎn)向運(yùn)動。

上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，各部件的結(jié)構(gòu)、尺寸、設(shè)置位置及形狀都是可以有所變化的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對個(gè)別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。