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龙图腾网恭喜上海大学申请的专利一种四面体翻滚机器人及其运动关节参数优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116079785B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310178673.5，技术领域涉及：B25J18/00；该发明授权一种四面体翻滚机器人及其运动关节参数优化方法是由沈振军;王宇斌;陈冬冬;孔冬冬;吕品;施伟豪设计研发完成，并于2023-02-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种四面体翻滚机器人及其运动关节参数优化方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种四面体翻滚机器人及其运动关节参数优化方法，其中机器人通过其支撑臂的组合摆动来实现翻滚运动，动作步骤简单且各个关节间可独立控制，简化了机器人的整体结构并降低了控制难度；通过确定四面体翻滚机器人的特征参数，结合翻滚条件筛选出四面体翻滚机器人的可翻滚形状；通过在特定的关节运动速度下，机器人的形状到翻滚所需时间的关系来确定摆动关节的最优目标值；并给出了机器人旋转关节的角度变化方法。与现有技术相比，本发明解决了四面体翻滚机器人运动步骤多、运动过程耗时的缺点，使得对应的四面体翻滚机器人在该关节参数下进行运动时所花费的时间最短，提升了机器人的运动效率。

本发明授权一种四面体翻滚机器人及其运动关节参数优化方法在权利要求书中公布了：1.一种四面体翻滚机器人的运动关节参数优化方法，其特征在于，应用于四面体翻滚机器人中，所述四面体翻滚机器人包括支撑臂A（1000）、支撑臂B（2000）、支撑臂C（3000）、支撑臂D（4000）及中心块（5000）；所述支撑臂A（1000）包括旋转关节（1100）、摆动关节（1300）及控制电路板（1800），旋转关节（1100）及摆动关节（1300）中分别设有电机（1107），电机（1107）用于控制旋转关节（1100）及摆动关节（1300）的角度；所述支撑臂B（2000）、支撑臂C（3000）及支撑臂D（4000）与支撑臂A（1000）结构相同；支撑臂A（1000）、支撑臂B（2000）、支撑臂C（3000）及支撑臂D（4000）上的旋转关节（1100）分别与中心块（5000）连接；所述控制电路板（1800）控制各个支撑臂上旋转关节（1100）及摆动关节（1300）的转动，实现机器人的翻滚运动；在旋转关节（1100）中，设有关节盖（1105）将电机（1107）安装在关节座（1101）内，并通过蜗轮蜗杆结构将动力传递到转轴（1110）；设有螺栓a（1102）、螺栓b（1103A）、螺母b（1103B）、螺栓c（1106A）及螺母c（1106B）将关节盖（1105）与关节座（1101）相固定；转轴（1110）上设有零位挡板（1113），当转轴（1110）转动到某个位置时，零位挡板（1113）触发旋转关节（1100）上的零位开关（1104）；螺栓（d1111）安装在关节座（1101）前侧螺纹孔内，旋入后有一部分螺纹段进入蜗杆（1108A）的孔中，用于辅助支撑蜗杆（1108A），减小蜗轮（1108B）对蜗杆（1108A）径向力所引起的变形；所述运动关节参数优化方法包括：确定四面体翻滚机器人的各个特征参数；根据机器人的翻滚条件f，筛选出可使机器人翻滚的形状所构成的集合；其中，为支撑臂A上摆动关节角度，为支撑臂D上摆动关节角度；若为空集，则重新调整四面体翻滚机器人的各个特征参数；若非空，则计算中元素在特定摆动关节角速度下，四面体翻滚机器人完成翻滚所花费的时间t；根据求得的翻滚花费时间t中的最小值，确定四面体翻滚机器人在特定摆动关节角速度下所对应的与；分别确定支撑臂B的旋转关节转过的角度及支撑臂C的旋转关节转过的角度，在机器人的翻滚运动过程中，与角度在自身关节基础值上更新；支撑臂A的旋转关节转过的角度；其中，的新值与其旧值间的关系为： 的新值与其旧值间的关系为： 确定支撑臂A的旋转关节转过的角度，在机器人的翻滚运动过程中，角度在自身关节基础值上更新，且根据四面体翻滚机器人后续翻滚轴确定；所述机器人的各个特征参数包括：机器人中心到各支撑臂摆动关节旋转轴线长度r，各支撑臂摆动关节轴线到末端长度l，机器人中心起半径为r的球体内所包含的质量，机器人中心起半径r外每条支撑臂上所含的质量，各支撑臂摆动关节轴线到所在质心的距离以及机器人摆动关节最大角度；所述机器人的翻滚条件f是由机器人中心块所处的空间位置、机器人各支撑臂质心所处的空间位置、、以及共同决定的，翻滚条件f的公式为： 其中，为机器人中心块的空间位置在地面上的投影与翻滚轴BC连线的距离，为支撑臂的质心空间位置在地面上的投影与BC连线的距离； 中元素在特定摆动关节角速度下，四面体翻滚机器人完成翻滚所花费的时间t的计算公式为： 其中，为机器人翻滚过程中绕翻滚轴线BC旋转的总角度，，为四面体翻滚机器人支撑臂D末端点D在形状下距离地面的高度，为四面体翻滚机器人D点在地面上的投影到翻滚轴线BC的距离；为四面体翻滚机器人在摆动关节角速度条件下运动到时机器人整体质心绕翻滚轴线BC轴线的角速度；为四面体翻滚机器人的总质量；g为重力加速度；为四面体翻滚机器人此时整体质心距离翻滚轴线BC轴线的距离；J为四面体翻滚机器人此时绕翻滚轴线BC的转动惯量。

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