[发明专利]一种六杆三十索的柔性张拉整体机器人

说明书

本发明提供一种六杆三十索的柔性张拉整体机器人，属于机器人技术领域。该机器人包括三对两两平行的电动推杆、24根弹性‑刚性复合索和6根弹性索。每对平行电动推杆端部通过弹性索相连形成三个相互垂直且中心重合的平面，将12个顶点分别与周围的不同面的四个点通过弹性‑刚性复合索相连，构成骨架结构。中控芯片和电池通过附加绳索悬挂于结构中部空腔，并保留空间留作扩展功能使用。采用单片机，接收红外信号，并控制6根电动杆伸缩从而实现重心移动跨越接地三角形的一边实现自然翻滚并定向移动；本发明机器人在同等条件和能力下实现更小的体积，更适合代替人力前往特殊地形的探测活动。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是指一种六杆三十索的柔性张拉整体机器人。

背景技术

张拉整体结构是一类轻质、网格状的空间结构体系，由预拉伸的绳单元和预压缩的杆单元相互连接而成。张拉整体结构可以轻松改变自身结构情况，在较复杂受力情况下仍然能够保持平衡状态，并且可以通过改变单元长度实现重心转移从而实现定向移动。传统行走机器人多通过轮子履带等实现行走，在不平整路段限制较大，容错率低。为此，本发明公开一种六杆三十索的柔性张拉整体结构机器人。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种六杆三十索的柔性张拉整体机器人，该机器人结构简单，操控方便，并且通过滚动的方式进行移动，并且内部空腔可以加载功能性模块实现其他功能。

该机器人包括三对两两平行的电动推杆、24根弹性-刚性复合索和6根弹性索，每对平行电动推杆端部通过弹性索相连形成三个相互垂直且中心重合的平面，将平面的12个顶点分别与周围的不同面的四个点通过弹性-刚性复合索相连，构成骨架结构；中控芯片和电池通过附加绳索悬挂于结构中部空腔。

其中，中控芯片采用arduino或者stm32，接收红外信号，并控制6根电动杆伸缩从而实现重心移动以及定向移动。

每两根电动推杆反向对称放置以保持平衡，电动推杆伸长比大于1.4。

每一个电动推杆在底部均设有直流电机，向外引出电机线连接设置在电动推杆中部的继电器控制电路，由悬挂在中部空腔的电池和中控芯片控制。

弹性-刚性复合索包括柔性索单元和刚性索单元，柔性索具有弹性，刚性索按照最大伸长状态长度设计，使机器人在伸长状态保持高度预应力状态从而维持结构形态。

本发明机器人工作过程为：

由于6杆30索张拉整体机器人具有很高的对称性，可以根据机器人落地点的关系，将机器人的20个落地形态分为两种形态即为等边三角形(RT)和等腰三角形(IT)。利用杆的伸缩，可以实现RT-IT、IT-RT、IT-RT-IT之间的相互转换，并可以控制其方向，从而实现其移动的功能。

当在RT状态下，三个落地点的人以一根电动推杆的收缩都能够引起重心越过等边三角形的边并实现自然翻滚，之后将相应的杆伸长可以得到IT的状态，IT状态下，收缩两根对称杆中的一根或收缩两根对称杆中的一根和单独着地的杆可以实现机器人中心越过等腰三角形的收缩杆对应的等腰边从而实现自然翻滚并得到RT状态。每一次这样的移动都可以实现某一特定方向的位移，不断地叠加累计便可以实现机器人的可控移动。

柔性张拉整体机器人可以通过预先给定的程序进行伸缩移动亦可通过红外遥控器或其他任何无线传输方案控制下进行人为干预或者人为操作翻滚移动。控制板在特有的中部空腔内，仍能够使得结构保持高度的对称性从而能够用简单的方法不断操控实现复杂的功能。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：