CN103129638B - 一种六边形滚动机构 - Google Patents
一种六边形滚动机构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103129638B CN103129638B CN201310050744.XA CN201310050744A CN103129638B CN 103129638 B CN103129638 B CN 103129638B CN 201310050744 A CN201310050744 A CN 201310050744A CN 103129638 B CN103129638 B CN 103129638B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transmission assembly
- coupling assembling
- triangular plate
- intermediate transmission
- balancer shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 54
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 54
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 34
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 34
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 34
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
Abstract
本发明公开一种六边形滚动机构，由中间传动组件A，左侧连接组件B，右侧传动组件C组成，中间传动组件A通过配重轴与左侧传动组件B和右侧传动组件C活动连接。左侧连接组件B的B1端连接在中间传动组件A的A1端，左侧连接组件B的B2端连接在中间传动组件A的A2端；右侧连接组件C的C1端连接在中间传动组件A的A1端，右侧连接组件C的C2端连接在中间传动组件A的A2端。机构具有单自由度用一个电机（8）进行驱动控和控制，通过电机转动改变机构形状，从而改变机构重心位置，使机构在惯性力作用下发生翻滚运动，机构具有较强的平衡稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种单自由度移动机构，具体涉及一种六边形滚动机构。该装置可用于军事领域中柔软地面巡逻、长期监控以及制作教具、玩具。
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建所组成的平面四杆机构，传统的四杆机构有两个连杆架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与地面相对静止，而在向下一个周期过度的过程中，机架与地面之间是脱离的，这样就是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。
移动机构相对于地面没有机架，且整体能在一定方向上运动的机构，滚动是比较特殊的移动方式，即在运动的过程中疾走ZMP点需要偏离支撑杆支撑区域。闭链可移动连杆机构是机构设计的一个新的领域，依靠连杆之间的作用，实现机构整体有规律的移动，而构建具有对称几何结构的单动力移动连杆机构更是难点。CN2789106Y公开了一个利用平行四边形机构实现滚动运动的机构，但该机构不对称，运动性能较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是在已有的平面滚动四杆机构的原理基础上，拓展出一种单自由度的六边形链滚动机构，利用一个电机驱动，通过改变几何外形，改变机构重心在地面的投影，依靠惯性力实现滚动运动。
本发明的技术方案：一种六边形滚动机构，该机构包括中间传动组件A，左侧连接组件B，右侧连接组件C，在中间传动组件处安装一个电机，通过联轴器、顶丝实现电机与传动件的连接固定。
所述上述中间传动组件A通过配重轴与左侧传动组件B和右侧传动组件C连接。
左侧连接组件B的B1端连接在中间传动组件A的A1端，左侧连接组件B的B2端连接在中间传动组件A的A2端。
右侧连接组件C的C1端连接在中间传动组件A的A1端，右侧连接组件C的C2端连接在中间传动组件A的A2端。
本发明的有益效果是明采用了三角形板为传动构件，既增加传动件的强度，又增加了机构本身的稳定性，增加传动构件的重量，更有利于在机构变形中改变重心投影。该机构遇到较小障碍时可以轻松跨越，遇到较大障碍时停止前进。机械结构和控制系统均比较简单，成本低，可进行批量生产，在军事巡逻、制作机构教具、玩具设计中有一定的应用价值。
附图说明：
图1整体机构图
图2中间传动组件A示意图
图3中间传动组件A的剖视图
图4左侧连接组件B示意图
图5连接组件连B接处剖视图
图6右侧连接组件C示意图
图7上侧连接处配重轴示意图
图8下侧连接处配重轴示意图
图9中间传动组件A与左侧连接组件B安装示意图
图10a第一运动状态图
图10b第二运动状态图
图10c第三运动状态图
图10d第四运动状态图
图10e第五运动状态图
图10f第六运动状态图
图10g第七运动状态图
图10h第八运动状态图
具体实施方式
图1所示整体机构包括中间传动组件A，左侧连接组件B，右侧连接组件C组成。
图2所示为中间传动组件A，中间传动组件A由第一至第四三角片(1、2、6、7)，第一、第二连接块(3、5)，短轴(4)，电机(8)，联轴器(9)，轴用弹性挡圈(14)组成。图3所示为中间传动组件A的剖视图，第一、第二三角片(1、2)和连接块(3)通过螺钉固定在一起，第三、第四三角片(6、7)和第二连接块(5)通过螺钉固定在一起；电机(8)安装在第四三角片(7)上，联轴器(9)和第一三角片(1)通过螺钉固定连接，联轴器(9)和电机(8)的轴通过顶丝实现传动；短轴(4)将第二三角片(2)和第三三角片(6)活动连接，转轴(4)的两侧通过轴用弹性挡圈(14)轴向定位，中间传动组件A的A1端为窄端，中间传动组件A的A2端为宽端。
如图4所示，左侧传动组件B由第一至第四连杆(13、15、12、10)，挡圈(14)，第一配重轴(11)组成。图5所示为连接组件B配重轴处连接剖视图，第一配重轴(11)左侧依次活动连接第一、第二连杆(13、15)，第一配重轴(11)右侧依次活动连接第三、第四连杆(12、10)，第一配重轴(11)的两端分用轴用弹性挡圈(14)轴向定位。第三、第一连杆(12、13)在内侧，第四、第二连杆(10、15)在外侧，第三、第一连杆(12、13)在左侧连接组件B的B1端，第四、第二连杆(10、15)在左侧连接组件B的B2端，左侧连接组件B的B1端为窄端，左侧连接组件B的B2端为宽端。
如图6所示，右侧传动组件C由第五至第八连杆(16、18、19、20)，挡圈(14)，第四配重轴(17)组成。第四配重轴(17)左侧依次活动连接第七、第八连杆(19、20)，第四配重轴(17)右侧依次活动连接第五、第六连杆(18、16)，第四配重轴(17)的两端分用轴用弹性挡圈(14)轴向定位。第六、第七连杆(18、19)在右侧连接组件C的C1端，第五、第八连杆(16、20)在右侧连接组件C的C2端，右侧连接组件C的C1端为窄端，右侧连接组件C的C2端为宽端。
右侧传动组件C和左侧传动组件B的结构和尺寸相同。
图7为左右连接组件与第三、第四三角片(6、7)连接处第二配重轴(21)，图8为左右连接组件与第一、第二三角片(1、2)连接处第三配重轴(22)。
图9为中间传动组件A与左侧传动组件B的装配示意图。第三配重轴(22)左侧依次活动连接第二连杆(15)第一三角片(1)，第三配重轴(22)右侧依次活动连接第四连杆(10)第二三角片(2)，第二配重轴(21)左侧依次活动连接第四三角片(7)和第一连杆(13)，第二配重轴(21)右侧依次活动连接三角片(6)和连杆(12)。
最后安装连接组件C，配重轴(22)左侧依次活动连接第八连杆(20)第一三角片(1)，第三配重轴(22)右侧依次活动连接第五连杆(16)第二三角片(2)，第二配重轴(21)左侧依次活动连接第四三角片(7)和第七连杆(19)，第二配重轴(21)右侧依次活动连接第三三角片(6)和第六连杆(18)。
中间传动组件A的A1端连接左侧连接组件B的B1端和右侧传动组件C的C1端，中间传动组件A的A2端连接左侧连接组件B的B2端和右侧传动组件C的C2端。
机构运动描述：如图10a所示为机构初始状态。此时外形为正六边形，通过电机转过的角度，使得机构变形。
电机在初始位置正向转动使得第一、第四三角片(1、7)的夹角减小，机构形状改变，机构重心因外形改变而向右倾，达到机构第一次滚动的临界状态，如图10b所示，电机停止转动，机构惯性力作用下将发生翻滚运动。
如图10c所示为机构第一次翻滚后的状态，实现向前移动。电机反向转动，使得第一、第四三角片(1、7)的夹角增大，机构形状改变，机构重心因外形改变而向右倾，到达机构第二次滚动的临界状态，如图10d所示。电机停止转动，机构惯性力作用下将发生翻滚运动。
如图10e所示为机构第二次翻滚后的状态，实现向前移动。电机正向转动，使得第一、第四三角片(1、7)的夹角减小，机构形状改变，机构重心因外形改变而向右倾，到达机构第三次滚动的临界状态，如图10f所示。电机停止转动，机构惯性力作用下将发生翻滚运动。
如图10g所示为机构第三次翻滚后的状态，实现向前移动。电机反向转动使得第一、第四三角片(1、7)的夹角增大，图10h所示为完成一个运动周期后机构回正后的状态图。上述八个过程为该机构的一个周期、机构在一个周期内向前运动，若在初始位置，电机悬向与上述过程相反，则在一个周期里机构向后移动。
Claims (1)
1.一种六边形滚动机构，其特征在于：该机构包括中间传动组件A，左侧连接组件B，右侧连接组件C，所述连接组件B、C的结构和尺寸相同；
所述中间传动组件A包括第一至第四三角片(1、2、6、7)，第一、第二连接块(3、5)，短轴(4)，电机(8)，联轴器(9)，轴用弹性挡圈(14)，第一、第二三角片(1、2)和第一连接块(3)通过螺钉固定在一起，为中间传动组件A的A1端；第三、第四三角片(6、7)和第二连接块(5)通过螺钉固定在一起，为中间传动组件A的A2端；电机(8)安装在第四三角片(7)上，联轴器(9)和第一三角片(1)通过螺钉固定连接，联轴器(9)和电机(8)的轴通过顶丝实现传动；短轴(4)将第二三角片(2)和第三三角片(6)活动连接，短轴(4)的两侧通过轴用弹性挡圈(14)轴向定位；
所述左侧连接组件B在第一配重轴(11)左侧依次活动连接第一、第二连杆(13、15)，在第一配重轴(11)右侧依次活动连接第三、第四连杆(12、10)，并通过轴用弹性挡圈(14)进行轴向定位，右侧传动组件C的安装定位方式与左侧传动组件B相同；
左侧连接组件B的B1端连接在中间传动组件A的A1端，通过第二配重轴(21)活动连接，左侧连接组件B的B2端连接在中间传动组件A的A2端，通过第三配重轴(22)活动连接；
右侧连接组件C的C1端连接在中间传动组件A的A1端，通过第二配重轴(21)活动连接，右侧连接组件C的C2端连接在中间传动组件A的A2端，通过第三配重轴(22)活动连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310050744.XA CN103129638B (zh) | 2013-02-08 | 2013-02-08 | 一种六边形滚动机构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310050744.XA CN103129638B (zh) | 2013-02-08 | 2013-02-08 | 一种六边形滚动机构 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103129638A CN103129638A (zh) | 2013-06-05 |
| CN103129638B true CN103129638B (zh) | 2015-07-01 |
Family
ID=48490222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310050744.XA Expired - Fee Related CN103129638B (zh) | 2013-02-08 | 2013-02-08 | 一种六边形滚动机构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103129638B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103434580B (zh) * | 2013-07-24 | 2016-05-11 | 北京交通大学 | 可变形六面体移动机构 |
| CN104724198B (zh) * | 2015-02-03 | 2017-02-22 | 北京交通大学 | 一种滚动式变形移动机器人 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101915292A (zh) * | 2010-08-31 | 2010-12-15 | 北京交通大学 | 一种单动力滚动球面四杆机构 |
| CN101973319A (zh) * | 2010-10-29 | 2011-02-16 | 北京交通大学 | 一种滚动六面体步行机构 |
| CN102058982A (zh) * | 2010-10-28 | 2011-05-18 | 北京交通大学 | 一种单动力滚动多边形机构 |
| CN102514645A (zh) * | 2011-12-16 | 2012-06-27 | 北京航空航天大学 | 一种球形滚动机器人 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5413771B2 (ja) * | 2008-12-26 | 2014-02-12 | 学校法人日本大学 | 段差乗越車輪及び車輪型ロボット |
| US8768548B2 (en) * | 2009-04-10 | 2014-07-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Spherical infrared robotic vehicle |
-
2013
- 2013-02-08 CN CN201310050744.XA patent/CN103129638B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101915292A (zh) * | 2010-08-31 | 2010-12-15 | 北京交通大学 | 一种单动力滚动球面四杆机构 |
| CN102058982A (zh) * | 2010-10-28 | 2011-05-18 | 北京交通大学 | 一种单动力滚动多边形机构 |
| CN101973319A (zh) * | 2010-10-29 | 2011-02-16 | 北京交通大学 | 一种滚动六面体步行机构 |
| CN102514645A (zh) * | 2011-12-16 | 2012-06-27 | 北京航空航天大学 | 一种球形滚动机器人 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103129638A (zh) | 2013-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101915292B (zh) | 一种单动力滚动球面四杆机构 | |
| CN102058982B (zh) | 一种单动力滚动多边形机构 | |
| CN103722552B (zh) | 一种可控多自由度机械手 | |
| CN107520859B (zh) | 高精度位姿定位机械臂 | |
| CN202318318U (zh) | 含有柔顺关节的平面3自由度并联机器人 | |
| CN105041993A (zh) | 一种scara工业机器人用减速装置 | |
| CN104960591A (zh) | 一种六足机器人 | |
| CN103129638B (zh) | 一种六边形滚动机构 | |
| CN103072143A (zh) | 用于scara型机械手臂的关节机构 | |
| CN108297075B (zh) | 一种基于齿轮齿条传动的板簧式变刚度柔性驱动器 | |
| CN103407508B (zh) | 十二自由度四面体机器人 | |
| CN103738426A (zh) | 双模式16杆滚动机构 | |
| CN103112512B (zh) | 滚动变形机构 | |
| CN104070532A (zh) | 一种多节折叠式遥操作机械臂的关节 | |
| CN207309971U (zh) | 一种六轴工业机器人手腕结构 | |
| CN103144691B (zh) | 六自由度滚动机构 | |
| CN204784506U (zh) | 一种scara工业机器人用减速装置 | |
| CN102211623B (zh) | 一种空间四杆步行机构 | |
| CN109910053A (zh) | 一种工业机器人的小臂及工业机器人 | |
| CN101700655A (zh) | 大工作空间三维移动并联机器人机构 | |
| CN202539147U (zh) | 管道清洁机器人用瓦片式支撑机构 | |
| CN211277326U (zh) | 多轴拧紧机构 | |
| CN204978940U (zh) | 一种六足机器人 | |
| CN202922593U (zh) | 机械腕关节传动的装置 | |
| CN102139713B (zh) | 一种三角形翻转移动机构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150701 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |