本技术介绍了一种新型多重变胞机构,采用8R单环连杆机构设计,包含八根连杆与八个转动副关节,实现连杆间转动副连接。该机构通过调整转动副刚性,可形成多种单自由度7R变胞机构,每种变胞机构具备多样的运动分支和分岔构型,允许机构在分岔点切换运动分支,实现变胞。机构的不同运动分支支持多种运动模式,进而实现多样化的功能应用,如搬运、滚动、钩取、蠕动和手内旋转等。
背景技术
相较于传统机器人单一任务功能的特点,新一代智能机器人可以依据环境要求和任务需求进行自适应工作,具有“一机多用”的特性。可重构机器人可以改变自身构型,具有高智能化、高适应性、低成本等多种优点。相应地,可重构机构要求仅使用一个机构,满足多种任务需求,这是在复杂工况下只具备单一运动特性的传统机构所不能达到的。变胞机构是可重构机构的一种,它是一类新型连杆机构:当机构处于奇异位置时,机构的瞬时活动度会发生改变;进而通过奇异位置后,拓扑结构或者活动度会发生改变。
现有技术中,关于变胞机构的主要研究内容为新型变胞机构及其变胞形式,其中基于Bennett机构和基于Bricard机构构造的变胞机构的研究最为充分。但是,围绕这两种过约束机构而构造的变胞机构,大部分是六杆机构,这些变胞机构可以实现的变胞次数和运动分支也一般较少。
另外,基于Bennett机构和基于Bricard机构构造的变胞机构的研究,其研究对象多为六杆机构;对于更复杂的七杆和八杆机构,研究相对贫乏。同时,较简洁的变胞机构所具有的运动分支也相应较少。还有,现有技术中关于变胞机构的功能应用方面的探索较少,如何进行机构“一机多用”的研究也较为罕见。
因此,提供一种具有多种运动分支、可以导出多种运动模式的新型多重变胞机构,成为业界需要解决的问题。
实现思路