一种可重构变胞式多面体机器人机构

摘要

一种可重构变胞式多面体机器人机构，包括可重构底盘机构、多面体封闭三角形机构、连杆部件和多面体侧杆系，该机器人能够实现机构平面与空间多面体拓扑结构间变化，可重构底盘机构上的导轨可绕转动中心轴任意转动，六个定位滑块可沿其导轨任意滑动，并能保证六个底盘铰链位置任意变化并保持共圆，且多面体封闭三角形机构和连杆部件的所有杆件均为可伸缩杆，机器人在实现重构时，可根据不同的构型变化，使相应杆件伸缩相应长度，使多面体机器人机构生成不同尺寸与不同形状的多面体结构，达到多面体机器人机构多样性变化的目的，实现可重构性，满足工程应用中的不同任务和不同场合，可广泛应用于工业机器人、制造业、航空航天等各个领域。

主权项

一种可重构变胞式多面体机器人机构，包括可重构底盘机构、多面体封闭三角形机构、连杆部件和多面体侧杆系，其特征是：所述可重构底盘机构由底座、第一导轨、第二导轨、第三导轨、第四导轨、第五导轨、第一导杆、第二导杆、第三导杆、第四导杆、第五导杆、第六导杆、第七导杆、第八导杆、第一定位滑块、第二定位滑块、第三定位滑块、第四定位滑块、第五定位滑块、第六定位滑块、第一底盘铰链、第二底盘铰链、第三底盘铰链、第四底盘铰链、第五底盘铰链、第六底盘铰链和转动中心轴组成，所述底座为平面且水平放置；所述转动中心轴垂直固定在底座中心上，第一导轨、第二导轨、第三导轨和第四导轨一端与转动中心轴铰接，另一端自由，第一导轨、第二导轨、第三导轨和第四导轨可绕转动中心轴转动；所述第五导轨中间部分固定在转动中心轴上，第五导轨轴线方向与转动中心轴轴线方向垂直；所述第一定位滑块置于第一导轨导槽内，可沿导槽滑动；所述第二定位滑块置于第二导轨导槽内，可沿导槽滑动；所述第三定位滑块置于第三导轨导槽内，可沿导槽滑动；所述第四定位滑块置于第四导轨导槽内，可沿导槽滑动；所述第五定位滑块和第六定位滑块分别套在第五导轨的两端，可沿导轨滑动；所述第一导杆和第二导杆一端垂直交叉放置于第一定位滑块内，另一端分别与第五定位滑块和第六定位滑块铰连，第一定位滑块可沿第一导杆和第二导杆任意滑动，且能保持第一导杆和第二导杆垂直；所述第三导杆和第四导杆一端垂直交叉放置于第二定位滑块内，另一端分别与第六定位滑块和第五定位滑块铰连，第二定位滑块可沿第三导杆和第四导杆任意滑动，且能保持第三导杆和第四导杆垂直；所述第五导杆和第六导杆一端垂直交叉放置于第三定位滑块内，另一端分别与第六定位滑块和第五定位滑块铰连，第三定位滑块可沿第五导杆和第六导杆任意滑动，且能保持第五导杆和第六导杆垂直；所述第七导杆和第八导杆一端垂直交叉放置于第四定位滑块内，另一端分别与第六定位滑块和第五定位滑块铰连，第四定位滑块可沿第七导杆和第八导杆任意滑动，且能保持第七导杆和第八导杆垂直；所述第一底盘铰链、第二底盘铰链、第三底盘铰链、第四底盘铰链、第五底盘铰链和第六底盘铰链分别固定在第五定位滑块、第一定位滑块、第二定位滑块、第六定位滑块、第四定位滑块和第三定位滑块上面，且第一底盘铰链、第二底盘铰链、第三底盘铰链、第四底盘铰链、第五底盘铰链和第六底盘铰链中心在同一平面内；所述多面体封闭三角形机构由第一多面体封闭三角形机构、第二多面体封闭三角形机构、第三多面体封闭三角形机构、第四多面体封闭三角形机构、第五多面体封闭三角形机构和第六多面体封闭三角形机构组成，所述第一多面体封闭三角形机构由第一三角形机构第一边杆、第一三角形机构第二边杆和第一三角形机构第三边杆组成，第一三角形机构第一边杆一端通过第一铰链与第一三角形机构第三边杆一端连接，第一三角形机构第一边杆另端通过第二铰 链与第一三角形机构第二边杆一端连接，第一三角形机构第二边杆另一端和第一三角形机构第三边杆另一端通过第三铰链连接；所述第二多面体封闭三角形机构由第二三角形机构第一边杆、第二三角形机构第二边杆和第二三角形机构第三边杆组成，第二三角形机构第一边杆一端通过第四铰链与第二三角形机构第三边杆一端连接，第二三角形机构第一边杆另端通过第五铰链与第二三角形机构第二边杆一端连接，第二三角形机构第二边杆另一端和第二三角形机构第三边杆另一端通过第六铰链连接；所述第三多面体封闭三角形机构由第三三角形机构第一边杆、第三三角形机构第二边杆和第三三角形机构第三边杆组成，第三三角形机构第一边杆一端通过第七铰链与第三三角形机构第三边杆一端连接，第三三角形机构第一边杆另端通过第八铰链与第三三角形机构第二边杆一端连接，第三三角形机构第二边杆另一端和第三三角形机构第三边杆另一端通过第九铰链连接；所述第四多面体封闭三角形机构由第四三角形机构第一边杆、第四三角形机构第二边杆和第四三角形机构第三边杆组成，第四三角形机构第一边杆一端通过第十铰链与第四三角形机构第三边杆一端连接，第四三角形机构第一边杆另端通过第十一铰链与第四三角形机构第二边杆一端连接，第四三角形机构第二边杆另一端和第四三角形机构第三边杆另一端通过第十二铰链连接；所述第五多面体封闭三角形机构由第五三角形机构第一边杆、第五三角形机构第二边杆和第五三角形机构第三边杆组成，第五三角形机构第一边杆一端通过第十三铰链与第五三角形机构第三边杆一端连接，第五三角形机构第一边杆另端通过第十四铰链与第五三角形机构第二边杆一端连接，第五三角形机构第二边杆另一端和第五三角形机构第三边杆另一端通过第十五铰链连接；所述第六多面体封闭三角形机构由第六三角形机构第一边杆、第六三角形机构第二边杆和第六三角形机构第三边杆组成，第六三角形机构第一边杆一端通过第十六铰链与第六三角形机构第三边杆一端连接，第六三角形机构第一边杆另端通过第十七铰链与第六三角形机构第二边杆一端连接，第六三角形机构第二边杆另一端和第六三角形机构第三边杆另一端通过第十八铰链连接；所述连杆部件由第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆和第六连杆组成，所述第一连杆一端连接在第二铰链上，另一端连接在第四铰链上；所述第二连杆一端连接在第五铰链上，另一端连接在第七铰链上；所述第三连杆一端连接在第八铰链上，另一端连接在第十铰链上；所述第四连杆一端连接在第十一铰链上，另一端连接在第十三铰链上；所述第五连杆一端连接在第十四铰链上，另一端连接在第十六铰链上；所述第六连杆一端连接在第十七铰链上，另一端连接在第一铰链上；所述多面体侧杆系由第一侧杆、第二侧杆、第三侧杆、第四侧杆、第五侧杆和第六侧杆组成，所述第一侧杆、第二侧杆、第三侧杆、第四侧杆、第五侧杆和第六侧杆的尺寸相同，所述第一侧杆一端连接在第一铰链上，另一端连接在第二底盘铰链上；所述第二侧杆一端连 接在第四铰链上，另一端连接在第三底盘铰链上；所述第三侧杆一端连接在第七铰链上，另一端连接在第四底盘铰链上；所述第四侧杆一端连接在第十铰链上，另一端连接在第五底盘铰链上；所述第五侧杆一端连接在第十三铰链上，另一端连接在第六底盘铰链上；所述第六侧杆一端连接在第十六铰链上，另一端连接在第一底盘铰链上。