CN101973319A - 一种滚动六面体步行机构 - Google Patents

Abstract

一种滚动六面体步行机构，该机构包括：第一支链(I)、第二支链(II)、第三支链(III)、第四支链(IV)、第一个十字杆(1)、第二个十字杆(14)。第一个十字杆的第一端与第一支链的第一滚动轴承(11)连接，第二端与第二支链的第六滚动轴承(27)连接，第三端与第三支链的C滚动轴承连接，第四端与第四支链的E滚动轴承连接。第二个十字杆的第一端与第一支链的第五滚动轴承(12)连接，第二端与第二支链的第三滚动轴承(26)连接，第三端与第三支链的D滚动轴承连接，第四端与第四支链的F滚动轴承连接。该发明采用闭链结构，增加机器人刚度，提高负载能力，结构和控制简单，机构在惯性作用下，能够实现平面内的移动和转向。

Description

一种滚动六面体步行机构

技术领域

本发明涉及一种滚动步行机构，具体涉及一种滚动六面体步行机构。该装置可用于军事领域中侦查、监视恐怖事件及排雷等。

背景技术

平面连杆机构中，结构最简单且应用最广泛的是有四个构件所组成的平面四杆机构。传统的四杆机构有两个连架杆，一个连杆及机架组成，这里机架是与地面固定的。这样在电机的旋转下，实现旋转或部分旋转输出。中国专利申请CN2789106Y公开了一种单动力滚动四杆机构。该机构由4根杆组成，并由一个电机驱动。将机架与地面脱离，机架在一个运动周期中有地面相对静止，而在向下一个周期过渡的过程中，机架与地面之间是脱离的。这样就使机架从四杆机构中解放出来，实现整个机构的平面运动，达到滚动前进的目的。但此设计只是在一个方向运动，不能实现转向，从而无法实现在平面内任意运动。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：是在已有平面滚动四杆机构的基础上，增加一个与之相同的机构，从而实现空间两个方向的滚动，进而实现转向的功能。

本发明的技术方案：

一种滚动六面体步行机构，该机构包括，第一支链、第二支链、第三支链、第四支链、第一个十字杆、第二个十字杆。

第一个十字杆的第一端与第一支链的第一滚动轴承连接。

第一个十字杆的第二端与第二支链的第六滚动轴承27连接。

第一个十字杆的第三端与第三支链的C滚动轴承连接。

第一个十字杆的第四端与第四支链的E滚动轴承连接。

第二个十字杆的第一端与第一支链的第一滚动轴承连接；

第二个十字杆的第二端与第二支链的第三滚动轴承26连接。

第二个十字杆的第三端与第三支链的D滚动轴承连接。

第二个十字杆的第四端与第四支链的F滚动轴承连接。

本发明的有益效果：本发明所述的滚动六面体步行机构采用整体闭链机构，增加了该机构的刚度，当机器人承受负载时，各个杆件共同分担负载，是机器人各构件的受力分布更均匀，提高机器人本体的负载能力。同时实现空间两个方向的滚动，实现转向的功能。该机器人构件少，结构、控制简单。

附图说明

图1滚动六面体步行机构三维图。

图2第一支链三维图。

图3第一支链结构剖视图

图4连接电机轴主视图。

图5连接轴主视图。

图6第二支链三维图。

图7第二支链剖视图。

图8第三支链三维体图。

图9第四支链三维图。

图10第一和第二个十字杆十字杆三维图。

图中：第一支链(I)，第二支链(II)，第三支链(III)，第四支链(IV)，第一个十字杆1，第一支链的第一杆2，第一支链的第二滚动轴承3，第一支链的第三滚动轴承4，第一支链的第一连接轴5，第一支链的主杆6，第一支链的第四滚动轴承7、联接电机轴8，电机9，第一支链的第二杆10，第一支链的第一滚动轴承11，第一支链的第五滚动轴承12，第二个十字杆14，第二支链的第一杆17，第二支链的第一滚动轴承18，第二支链的第二滚动轴承19，第二支链的第一连接轴20，第二支链的主杆21，第二支链的第二连接轴22，第二支链的第四滚动轴承23，第二支链的第五滚动轴承24，第二支链的第二杆25，第二支链的第三滚动轴承26，第二支链的第六滚动轴承27。

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步说明。

一种滚动六面体步行机构，该机构包括，第一支链I、第二支链II、第三支链III、第四支链IV、第一个十字杆1、第二个十字杆14，如图1，通过第一个十字杆和第二个十字杆，将四条支链连接在一起。具体连接如下：

第一个十字杆的第一端与第一支链的第一滚动轴承11连接。

第一个十字杆的第二端与第二支链的第六滚动轴承27连接。

第一个十字杆的第三端与第三支链的C滚动轴承连接。

第一个十字杆的第四端与第四支链的E滚动轴承连接。

第二个十字杆的第一端与第一支链的第五滚动轴承12连接。

第二个十字杆的第二端与第二支链的第三滚动轴承26连接。

第二个十字杆的第三端与第三支链的D滚动轴承连接。

第二个十字杆的第四端与第四支链的F滚动轴承连接。

所述的第一支链I为安装电机的支链，如图2、3，它包括第一支链的第一杆2、第一支链的第一连接轴5、第一支链的主杆6、联接电机轴8、电机9、第一支链的第二杆10、第一支链的第一至第五滚动轴承11、3、4、7、12。

第一支链的第一杆的a端的通孔中安装第一支链的第一滚动轴承11，其b端两侧的通孔中分别安装第一支链的第二、三滚动轴承3、4。

第一支链的第一连接轴5安装于第一支链的第二、三滚动轴承3、4中。

第一支链的主杆6是一种Y型结构，其e端安装第一支链的第四滚动轴承7，电机9放置在第一支链的主杆d端的通孔中，并固定在其端上，联接电机接轴8的一端置于第一支链的第四滚动轴承7中，联接电机接轴8的另一端与电机9的轴固定连接。

第一支链的第二杆的g端安装第一支链的第五滚动轴承12，第一支链的第二杆的f端与联接电机接轴8通过顶丝固定。

第一支链的主杆的c端与第一支链的连接轴5通过顶丝固定。

第四支链IV，如图9，它与第一支链I的结构尺寸相同。第四支链的E滚动轴承用于与第一个十字杆的第四端连接。第四支链的F滚动轴承用于与第二个十字杆的第四端连接。

所述的第二支链II，如图6、7，它包括第二支链的第一杆17、第二支链的第一连接轴20、第二支链的主杆21、第二支链的第二连接轴22、第二支链的第二杆25、第二支链的第一至第六滚动轴承18、19、26、23、24、27。

第二支链的主杆21是一种Y型结构，其j端两侧的通孔中分别安装第二支链的第一、二滚动轴承18、19；第二支链的第一连接轴20安装于第二支链的第一、二滚动轴承18、19中。

第二支链的第一杆的h端的通孔中安装第二支链的第三滚动轴承26；第二支链的第一杆的i端与第二支链的第一连接轴20通过顶丝固定；

第二支链的第二杆25的L端两侧的通孔中分别安装第二支链的第四、第五滚动轴承23、24，第二支链的第二连接轴22的两端分别安装于第二支链的第四、第五滚动轴承23、24中。

第二支链的第二杆的m端安装第二支链的第六滚动轴承27。

第二支链的主杆的k端与第二支链的第二连接轴22通过顶丝固定。

第三支链III，如图8，它与第二支链II的结构、尺寸相同。第三支链的C滚动轴承用于与第一个十字杆的第三端连接。第三支链的D滚动轴承用于与第二个十字杆的第三端连接。

通过上述步骤完成滚动六面体机构的组装。

如图4所示。联接电机轴8为阶梯轴，o端中空，用于安放电机9的输出轴。在o端的径向设一螺纹孔，采用顶丝实现电机输出轴与联接电机轴8的固定。联接电机轴8的中间与第一支链的第二杆10的f端采用顶丝固定；联接电机轴8的n端与第一支链的的第四滚动轴承7连接。

四个支链上连接轴的结构和尺寸均相同，如图5，均为两端直径相同的台阶轴。其两端用于与滚动轴承的连接。

第一和第二个十字块(1、14)，如图10，其十字块的四个端头为与滚动轴承配合的圆柱形。

运动的连续性由机构本身惯性以及对电机的控制实现，滚动翻转前进。机构运动时，保持只有一个电机通电。当只有一个电机通电时，滚动六面体机构的运动方式与平面四杆机构的运动方式相同。当要转换方向时，将机构恢复到正方体形态，停止当前运动的电机，将另一电机通电，从而实现方向的变换。

Claims (3)

1.一种滚动六面体步行机构，其特征在于：该机构包括，第一支链(I)、第二支链(II)、第三支链(III)、第四支链(IV)、第一个十字杆(1)、第二个十字杆(14)；

第一个十字杆的第一端与第一支链的第一滚动轴承(11)连接；

第一个十字杆的第二端与第二支链的第六滚动轴承(27)连接；

第一个十字杆的第三端与第三支链的C滚动轴承连接；

第一个十字杆的第四端与第四支链的E滚动轴承连接；

第二个十字杆的第一端与第一支链的第五滚动轴承(12)连接；

第二个十字杆的第二端与第二支链的第三滚动轴承(26)连接；

第二个十字杆的第三端与第三支链的D滚动轴承连接；

第二个十字杆的第四端与第四支链的F滚动轴承连接。

2.根据权利要求1所述滚动六面体步行机构，其特征在于：

第一支链(I)为安装电机的支链，它包括第一支链的第一杆(2)、第一支链的第一连接轴(5)、第一支链的主杆(6)、联接电机轴(8)、电机(9)、第一支链的第二杆(10)、第一支链的第一至第五滚动轴承(11、3、4、7、12)；

第一支链的第一杆的a端的通孔中安装第一支链的第一滚动轴承(11)，其b端两侧的通孔中分别安装第一支链的第二、三滚动轴承(3、4)；

第一支链的第一连接轴(5)安装于第一支链的第二、三滚动轴承(3、4)中；

第一支链的主杆(6)是一种Y型结构，其e端安装第一支链的第四滚动轴承(7)，电机(9)放置在第一支链的主杆d端的通孔中，并固定在其端上，联接电机接轴(8)的一端置于第一支链的第四滚动轴承(7)中，联接电机接轴(8)的另一端与电机(9)的轴固定连接；

第一支链的第二杆的g端安装第一支链的第五滚动轴承(12)，第一支链的第二杆的f端与联接电机接轴(8)通过顶丝固定；

第一支链的主杆的c端与第一支链的连接轴(5)通过顶丝固定；

第四支链(IV)与第一支链(I)的结构尺寸相同。

3.根据权利要求1所述滚动六面体步行机构，其特征在于：

第二支链(II)包括第二支链的第一杆(17)、第二支链的第一连接轴(20)、第二支链的主杆(21)、第二支链的第二连接轴(22)、第二支链的第二杆(25)、第二支链的第一至第六滚动轴承(18、19、26、23、24、27)；

第二支链的主杆(21)是一种Y型结构，其j端两侧的通孔中分别安装第二支链的第一、二滚动轴承(18、19)；第二支链的第一连接轴(20)安装于第二支链的第一、二滚动轴承(18、19)中；

第二支链的第一杆的h端的通孔中安装第二支链的第三滚动轴承(26)；第二支链的第一杆的i端与第二支链的第一连接轴(20)通过顶丝固定；

第二支链的第二杆(25)的L端两侧的通孔中分别安装第二支链的第四、第五滚动轴承(23、24)，第二支链的第二连接轴(22)的两端分别安装于第二支链的第四、第五滚动轴承(23、24)中；

第二支链的第二杆的m端安装第二支链的第六滚动轴承(27)；

第二支链的主杆的k端与第二支链的第二连接轴(22)通过顶丝固定；

第三支链(III)与第二支链(II)的结构、尺寸相同。

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