[发明专利]一种过约束两栖机器人

权利要求书

1.一种过约束两栖机器人，其特征在于，包括机身和设置在机身上的多个过约束运动装置，

所述过约束运动装置包括：同轴驱动装置和过约束连杆机构，

所述同轴驱动装置包括外驱动器、内驱动器、外输出轴和内输出轴，

所述外驱动器驱动所述外输出轴，所述内驱动器驱动所述内输出轴，

所述内输出轴和外输出轴同轴设置；

所述内输出轴与所述过约束连杆机构的第一主动杆连接，所述外输出轴的与所述过约束连杆机构的第二主动杆连接；

所述过约束连杆机构还包括:第一从动杆和第二从动杆，其中，所述第一主动杆、第二主动杆、第一从动杆和第二从动杆依次铰接形成一个空间单闭环机构；

其中，所述第一主动杆和第二主动杆与所述内输出轴的铰接处形成第一关节；所述第一主动杆和所述第一从动杆之间形成第二关节；所述第二主动杆和所述第二从动杆之间形成第三关节，第一从动杆和第二从动杆之间形成第四关节；

所述第一关节、所述第二关节、所述第三关节以及第四关节的枢转轴的轴线不平行；

所述第一主动杆、第二主动杆、第一从动杆和第二从动杆均包括：第一部分、第二部分、用于使得第一部分和第二部分旋转连接的连接环、用于固定连接环以调节所述第一部分和第二部分之间的扭转角以及对应的关节的初始旋转角的连接柱；

并且，所述第一主动杆的第二部分与所述第一从动杆的第二部分相铰接；所述第二主动杆的第二部分与所述第二从动杆的第一部分相铰接；

所述过约束两栖机器人还包括：安装在机身前端的深度相机；并且，多个过约束运动装置对称分布在所述机身的两侧。

2.根据权利要求1所述的过约束两栖机器人，其特征在于，所述过约束连杆机构的末端设有延长杆，前侧过约束连杆机构的延长杆上设有机械指。

3.根据权利要求1所述的过约束两栖机器人，其特征在于，所述外驱动器通过准直驱的方式与所述外输出轴连接，所述外驱动器的输出轴与外输出轴的减速比为1：5-1：10；

所述内驱动器通过准直驱的方式与所述内输出轴连接，所述内驱动器的输出轴与内输出轴的减速比为1：5-1：10。

4.根据权利要求1所述的过约束两栖机器人，其特征在于，外驱动器、内驱动器和过约束连杆机构末端的关系式为：

φ_i＝h_i(θ_i)＝H_i(q₁,q₂)  (1)

其中，φ_i表示为关节i的等效开链转动角，θ_i表示为关节角，q₁表示为外驱动器转速，q₂表示为内驱动器转速，h_i(θ_i)表示关节转动角和等效开链转动角函数，H_i(q₁,q₂)表示为行将开链转动角和驱动器转速函数；

末端移动速度的表达式为：

其中，V表示末端移动速度，J表示为雅可比矩阵，si表示为关节i旋转轴在初始位置的坐标，初始位置是指过约束机构的连杆在同一平面上时的位置，j表示为末端轴和主动轴之间的关节总数。

5.根据权利要求1所述的过约束两栖机器人，其特征在于，所述过约束连杆机构包括以下一种机构：Bennett机构、Goldberg机构、Myard机构、Extended Myard机构、Double-Goldberg机构、Waldron's Hybrid机构、YuBaker's Syncopated机构、MavroidisRoth's6R机构、Dietmaier's 6R机构、Bricard机构、Altmann's 6R机构和Wohlhart's Hybrid 6R机构。