[发明专利]一种带有弹簧驱动机械臂的两轮自主移动平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有弹簧驱动机械臂的两轮自主移动平台。涉及专利分类 号B25手动工具；轻便机动工具；手动器械的手柄；车间设备；机械手B25J机 械手；装有操纵装置的容器。

背景技术

近年来，随着对轮式智能车辆(轮式移动机器人)的研究不断深入，其应用 领域不断扩大，且该类无人自主探测车辆在工作过程中经常会遇到工作区域狭 窄、需要经常转向、爬坡等极端情况。为此人们根据需要提出了一种两轮移动 机器人或两轮自主移动平台，该两轮移动机器人具有结构小巧、转向灵活、能 耗小、效率高等特点，适合在复杂多变的非结构化环境(如地震废墟、核辐射 地区设置行星表面等)中执行自主探测任务。机械臂是一种自动化装置，广范 应用于工业制造、医学治疗、军事以及太空探索等领域。尽管它们各自有着不 同的形态以及不同的特点并且发挥这各自的不同的作用，但它们都有一个相同 的点，就是能够接受指令，精确地定位到三维或者二维空间上的某一点进行作 业。现有技术中的机械臂主要根据工厂或特定场合的需求进行定制化，其空间 位置固定，所完成的动作固定化，质量大且很少用于车载或具有可移动性。同 时传统机械臂采用电机驱动，机构质量大、成本高。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制的一种带有弹簧驱动机械臂的两轮自 主移动平台，包括多个由关节活动连接的子机械臂和承载机械臂的车体；所述 的多个子机械臂组成在竖直方向伸缩的机械臂；

所述的关节内部设有扭转弹簧；

相邻的两子机械臂分别设有相对设置的吸合部；

折叠状态下：所述的吸合部工作，相邻的两子机械臂在吸合部的作用下贴 合，完成机械臂的折叠；

展开状态下：所述的吸合部停止工作，相邻的两子机械臂在扭转弹簧弹力 的作用下展开至预设角度。

作为优选的实施方式，当机械臂处于折叠状态时，所述的吸合部的吸合力 Fp与所述的扭转弹簧的弹力Fe满足如下关系式：

F_p+mg≥F_e

其中，m为处于上方的子机械臂的质量。

作为优选的实施方式，当机械臂处于展开状态时，相邻子机械臂满足如下 关系：

其中，为扭转弹簧26在旋转角时的扭矩，l表示位于上部的子机械臂的质心到关节旋转中心的距离，θ为相邻两子机械臂张角的一半。

作为优选的实施方式，所述的吸合部为电磁铁。

更进一步的，所述机械臂中最上方设有由电机驱动旋转的联接器；最下方 的机械臂末端连接有机械臂向设定方向伸展的姿态调整电机。

更进一步的，所述车体上方设有旋转基座，所述的旋转基座所述的弹簧驱 动机械臂下端的姿态调整电机活动连接；

所述的车体两侧分别通过连杆连接由轮毂电机驱动的电动轮。

作为优选的实施方式，两个所述电动轮对称设置在车体两侧。

由于采用了上述的技术方案，本发明公开的弹簧驱动机械臂及安装有该机 械臂的两轮自主移动平台具备如下优点。

1、本发明将两轮自主移动平台与机械臂相结合，能够在充分发挥两轮移动 机器人的转向灵活、能耗小、效率高的特点的同时，使得机械臂作业范围不受 空间位置的约束，更好的发挥机械臂的作用。

2、本发明采用扭转弹簧来驱动机械臂，使得机械臂具有结构简单，质 量小，载荷冲击小，体积小等特点。

3、本发明所设计的带有弹簧驱动机械臂的两轮移动平台适合在非结构 化环境(地震废墟，行星表面等)中进行探测，可靠性高。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描 述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不 付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明 实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

实施例1，如图1所示，为了直观的反映移动平台的结构，机械臂仅采用包 括2个子机械臂，以机械臂一和机械臂二表示。