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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105563472A(43)申请公布日2016.05.11(21)申请号201610128319.1(22)申请日2016.03.07(71)申请人山东大学(威海)地址264209山东省威海市文化西路180号(72)发明人陈原桑董辉王康玲高军(74)专利代理机构北京恩赫律师事务所11469代理人赵文成(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称二自由度轮-腿复合球面机构及水下机器人(57)摘要本发明公开了一种二自由度轮-腿复合球面机构及水下机器人,属于机器人领域。所述二自由度轮-腿复合球面机构包括静平台和动平台,所述静平台和动平台之间设置有第一驱动支链、第二驱动支链和RUR中间运动传递支链。本发明中,第一驱动支链、第二驱动支链和RUR中间运动传递支链共同构成了一种新型的球面二自由度的轮-腿复合并联机构。本发明利用新型球面并联机构改变了轮的空间运动姿态,从而实现了水下机器人行走时的转向和越障的姿态调整动作。本发明具有结构简单,安装便利,控制方便,转向、越障性能好等特点。CN105563472ACN105563472A权利要求书1/2页1.一种二自由度轮-腿复合球面机构,其特征在于,包括静平台和动平台,其中:所述静平台的侧面和动平台的侧面之间仅设置有第一驱动支链和第二驱动支链,所述第一驱动支链为主动驱动支链,所述第二驱动支链为主动驱动支链或被动驱动支链;所述静平台的中部以转动副的形式设置有第一传动轴,所述动平台的中部以转动副的形式设置有第二传动轴,所述第一传动轴和第二传动轴之间设置有第一万向节,从而形成RUR中间运动传递支链,所述第二传动轴的末端设置有轮子。2.根据权利要求1所述的二自由度轮-腿复合球面机构,其特征在于,所述静平台为长条形,所述动平台为方块形;所述第一驱动支链为RUHR运动支链,所述第二驱动支链为RUPU运动支链,所述第一驱动支链和第二驱动支链均为主动驱动支链,所述RUHR运动支链和RUPU运动支链对称布置;所述静平台的一端和所述动平台的一端之间依次设置有第一转动副、第二万向节、第一螺旋副和第三转动副,从而形成所述RUHR运动支链,其中所述第一转动副由设置在所述静平台上的第一电机驱动;所述静平台的另一端和所述动平台的另一端之间依次设置有第二转动副、第三万向节、第一移动副和第四万向节,从而形成所述RUPU运动支链,其中所述第二转动副由设置在所述静平台上的第二电机驱动。3.根据权利要求2所述的二自由度轮-腿复合球面机构,其特征在于,所述第四万向节的末端固定在所述动平台上,轴线与所述动平台平行。4.根据权利要求1所述的二自由度轮-腿复合球面机构,其特征在于,所述静平台为1/4圆形,所述动平台为方块形;所述第一驱动支链为RUPU运动支链,所述第二驱动支链为RUPR运动支链,所述第一驱动支链为主动驱动支链,所述第二驱动支链为被动驱动支链;所述RUPU运动支链和RUPR运动支链垂直布置;所述静平台的弧形的一端和所述动平台的一侧之间依次设置有第一转动副、第二万向节、第一移动副和第四万向节,从而形成所述RUPU运动支链,其中所述第一转动副由设置在所述静平台上的第一电机驱动;所述静平台的弧形的另一端和所述动平台的相应侧之间依次设置有第二转动副、第三万向节、第二移动副和第三转动副,从而形成所述RUPR运动支链。5.根据权利要求4所述的二自由度轮-腿复合球面机构,其特征在于,所述第四万向节的末端固定在所述动平台上,轴线与所述动平台平行。6.根据权利要求1所述的二自由度轮-腿复合球面机构,其特征在于,所述静平台为长条形,所述动平台为方块形;所述第一驱动支链和第二驱动支链均为RRPR运动支链,所述第一驱动支链为主动驱动支链,所述第二驱动支链为被动驱动支链,所述第一驱动支链和第二驱动支链对称布置;所述静平台的一端和所述动平台的一端之间依次设置有第一转动副、第四转动副、第一移动副和第五转动副,从而形成所述第一驱动支链,其中所述第一转动副由设置在所述静平台上的第一电机驱动;所述静平台的另一端和所述动平台的另一端之间依次设置有第二转动副、第六转动副、第二移动副和第三转动副,从而形成所述第二驱动支链。2CN105563472A权利要求书2/2页7.根据权利要求6所述的二自由度轮-腿复合球面机构,其特征在于,所述第一万向节的轴线与所述第一转动副和第二转动副的轴线在同一平面上;所述第一电机通过一对啮合的锥齿轮驱动连接所述第一转动副。8.根据权利要求1-7中任一所述的二自由度轮-腿复合球面机构,其特征在于,所述动平台的长度小于所述静平台的长度,各万向节均包括两个正交传动铰链。9.一种水下机器人,其特征在于,包括机器人外壳