[发明专利]一种基于绳索驱动的球形机器人弹性展开结构

说明书

一种基于绳索驱动的球形机器人弹性展开结构，包括固定装置、驱动装置、传动装置以及展开装置，所述固定装置包括上固定板、下固定板以及用于连接固定上下固定板的支撑铝柱，所述传动模块包括主传动轮，所述主传动轮设于上固定板的外表面，所述驱动装置与主传动轮连接提供动力。本发明可以精确控制曲杆进行展开和收拢；使用绳索驱动和弹性结构可以极大的减轻展开结构的体积和重量，从而进一步增加展开结构的承载能力，有利于实现展开结构的高速运动和快速响应；同时，降低了对零件精度和装配的要求，减少了成本且有助于延长使用寿命，便于拆卸、维护和组装。

技术领域

本发明涉及一种基于绳索驱动的球形机器人弹性展开结构，属于机械技术领域。

背景技术

可展开结构是传统机构学的一个新研究前沿。因为此类结构能产生很大的几何形状变化，所以可在运输时被折叠、使用时被展开。可展结构是其在航天领域的名称；在民用和机械工程领域，它也被称为可伸缩或可折叠结构。

目前，人类在非规则复杂地形中的活动越来越多，且伴随着侦察消防、救援探险及核工业等众多领域对小型机械结构和可展开机械结构需求越来越紧迫。现有的展开结构大体分为张拉结构、三重对称连杆结构、多边形多面体结构、可收缩平面结构、可展张拉压杆结构和X型可展结构。这些展开结构大多采用分离式的电机和驱动器或通过齿轮、皮带等传动结构传动这样会带来很多缺点:1.机械结构和电气线路十分繁琐，不方便装配和拆卸，也容易引发安全隐患。2.增加了结构的惯性和质量，导致其所在机械平台的承载能力受到一定的限制，不利于快速响应。3.分立式的驱动器导致了控制系统的复杂化。4.增加了制造成本。

有鉴于此，开发一种结构用于探索的球形机器人上，解决上述结构的缺陷，显然是有必要的。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种基于绳索驱动的球形机器人弹性展开结构，其可以精确控制曲杆进行展开和收拢；使用绳索驱动和弹性结构可以极大的减轻展开结构的体积和重量，从而进一步增加展开结构的承载能力，有利于实现展开结构的高速运动和快速响应；同时，降低了对零件精度和装配的要求，减少了成本且有助于延长使用寿命，便于拆卸、维护和组装。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种基于绳索驱动的球形机器人弹性展开结构，包括固定装置、驱动装置、传动装置以及展开装置，

所述固定装置包括上固定板、下固定板以及用于连接固定上下固定板的支撑铝柱，

所述传动模块包括主传动轮，所述主传动轮设于上固定板的外表面，所述驱动装置与主传动轮连接提供动力，

所述展开装置包括复数对曲杆，每对曲杆分别包括上曲杆和下曲杆，所述上曲杆的端部固定设有摇臂，所述上曲杆的中部和下曲杆的中部通过连接杆连接固定，所述上曲杆、下曲杆的端部均转动连接在支撑铝柱的端部，

所述摇臂的端部和主传动轮之间连接有驱动绳，相邻每对曲杆之间连接有双钩弹簧，双钩弹簧的一端连接在前一对曲杆的支撑铝柱上，双钩弹簧的另一端连接在后一对曲杆的连接杆上。

优选地，所述驱动装置为舵机，所述舵机设于上固定板和下固定板之间，其齿轮伸出与主传动轮连接，控制主传动轮的转动。

优选地，所述展开装置设有6对曲杆。

本发明中，上曲杆设于上固定板的外表面，并与支撑铝柱转动连接。

本发明通过舵机连接主传动轮，主传动轮转动，使得曲杆在展开方向收到驱动绳的牵引力，在收拢方向受到弹簧的牵引力，摇臂和曲杆之间固定连接，可以将它们看成一个整体，转动点位于整体中间，整体的两端分别受到两个力，在两个力的作用下，可以用于调节整个机器人结构的展开收拢状态。

本发明主传动U型轮边沿均匀设置小孔，每个摇臂末端设置小孔，驱动绳两段设置锁扣，连接主传动U型轮和摇臂。