[发明专利]一种可变形折叠的移动机器人

说明书

本发明提供了一种可变形折叠的移动机器人，其包括第一平台、第二平台，以及连接第一和第二平台的第一至第四支链；其中，第一和第二平台均为等边四连杆机构，该等边四连杆机构的连杆构件之间形成轴线相互平行的第一转动副连接，且其中的各个连杆构件均可被折叠到由第一转动副的轴线所共同限定的平面内；第一至第四支链的两个端部分别与第一和第二平台通过虎克铰相连，且第一至第四支链均包括两根相互之间形成第二转动副连接的驱动杆；虎克铰的两条转动轴线中的一条与第一转动副的轴线共线，另一条与第二转动副的轴线平行。本发明的机器人具有较强的变形折叠能力和较大的体积伸缩比，不仅运动形式多样，可以适应多种地形，而且便于携带与运输。

技术领域

本发明涉及一种移动机器人，尤其是一种可变形折叠的移动机器人。

背景技术

并联机构是一种由多个并行链所构成的闭环系统，与传统的串联机构相比，具有高刚度、高精度、高承载能力、结构简单紧凑以及易于实现高速运动等一系列优点，吸引了国内外学术界与工程界的广泛关注，其应用也几乎涉及了现代尖端技术的各个领域。目前，已有研究者将并联机构应用于移动机器人，且这种并联移动机器人在某些方面的性能优于车轮移动式机器人和履带移动式机器人。

缩放机构是指自身具有大范围的空间变形(包括空间体积的改变和外观形状的改变)能力的一类机构。这类机构易于模块化，便于存放和运输，具有很高的实用性和经济性。由于具有出色的变形能力和变形时的美观性，缩放机构在太空设备中和建筑设计中得到了广泛的应用。

中国专利文献CN 105109573A公开了一种可变形三棱柱机器人，其由上下平台和三条可自转的支链组成，可以实现滚动与折叠。但是，该机器人不仅上下平台无法折叠，而且支链无法完全折叠，由此不具有步行的能力，且折叠能力非常有限。

中国专利文献CN 103213130A公开了一种可折叠移动机器人，其由上下平台和三条带有移动副的支链组成，可以实现管道内的爬行。然而，该机器人移动方式较少、移动能力较弱，虽然上下平台可以折叠，但是支链并没有折叠功能，从而大大降低了整体折叠能力，功能单一。

中国专利文献CN 103192368A公开了一种可变平台的并联移动机构，该机构包括下平台、上平台以及第一至第三支链；第一至第三支链的两端分别与上平台和下平台的相应顶点之间通过销钉固定连接。通过三个支链的转动，以及上平台和下平台的缩放实现较大范围的空间变形和移动。该机器人的上平台和下平台虽然可以缩放，但是无法折叠，而且支链无法完全折叠，折叠能力非常有限。

中国专利文献CN 102248532A公开了一种空间三自由度并联机器人，该机器人由运动平台、固定平台和联接上述两平台的三条支链组成。其中，两条支链由运动平台到固定平台分别由转动铰、虎克铰、转动铰以及它们之间的连杆组成，另一条支链由运动平台到固定平台由两个虎克铰、转动铰以及它们之间的连杆组成。同样地，该机器人不仅运动平台和固定平台无法折叠，而且支链无法完全折叠，折叠能力非常有限。

因此，有必要对现有的移动机器人进行改进。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的主要目的是提供一种可变形折叠的移动机器人，其不仅具有较强的折叠功能，而且能够更灵活地进行多种模式的滚动和步行运动。

为了实现上述的主要发明目的，本发明提供了一种可变形折叠的移动机器人，包括第一平台、第二平台，以及连接第一平台和第二平台的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链，其中：

第一平台和第二平台均为等边四连杆机构，组成等边四连杆机构的连杆构件之间形成轴线相互平行的第一转动副连接，且等边四连杆机构被构造为使得其中的各个连杆构件均可被折叠到由第一转动副的轴线所共同限定的平面内；