CN106652746A - 一种用于教学的多足机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于教学的多足机器人，属于辅助教学领域。包括多足步行组合机构、和工作台模型组合机构，通过多个机构的传动配合实现多足行走和演示；能展示直齿轮传动、同步带传动、曲柄摇杆机构、凸轮机构、不完全齿轮机构、链传动、涡轮蜗杆传动、锥齿轮传动、导杆机构、偏距曲柄滑块机构、双滑块机构、对心曲柄滑块机构等多种机构，有效增强课堂趣味性。

Description

一种用于教学的多足机器人

技术领域

本发明涉及辅助教学领域，特别是一种用于教学的多足机器人。

背景技术

机械原理课程机构认识实验一般通过机构展示柜或机构模型来增强学生对机构连接和运动的感性认识。传统机构展示柜演示机构种类多，但体积庞大不利于课堂演示，理论教学与实践教学不能实现很好的统一；机构模型体积小，但演示机构较为单一，学生对机构的认识不够全面。

发明内容

本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种用于教学的多足机器人，其体积小巧，能演示多种机构运动，有利于机械原理的课堂教学。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于教学的多足机器人，包括机器人躯体、行走组件和电机，所述躯体上设有多组行走组件；

所述躯体包括呈上下分隔设置上支撑板和下支撑板；所述电机固定在下支撑板上端面；

所述行走组件包括行走轴、第一曲柄、第二曲柄、第一摇杆、第二摇杆和行走腿，所述行走轴通过第一轴承座安装在下支撑板上端面，所述第一曲柄和第二曲柄对应固定在行走轴两端并位于下支撑板的左右两侧外，第一曲柄和第二曲柄相位相差180°；所述第一摇杆可动连接安装在上支撑板侧面，并对应设置在第一曲柄一侧；所述第一曲柄和第一摇杆的活动端之间设置行走腿，该行走腿与第一曲柄、第一摇杆构成曲柄摇杆机构；所述第二摇杆通过可动连接安装在上支撑板侧面，并对应设置在第二曲柄一侧；所述第二曲柄和第二摇杆的活动端之间设置行走腿，该行走腿与第二曲柄、第二摇杆构成曲柄摇杆机构；相邻的行走组件间两第一曲柄相位相差180°，两第二曲柄相位相差180°，行走腿能随曲柄转动接触地面或者脱离地面；

相邻的行走组件间的行走轴通过同步带连接，择一所述行走轴作为驱动轴，驱动轴通过齿轮减速组与所述电机连接；齿轮减速组和电机均安装在下支撑板上端面；所述齿轮减速组包括相啮合的输入齿轮和输出齿轮，所述输入齿轮与电机输出端相连并同轴线设置，输出齿轮固定在驱动轴上并与驱动轴同轴线设置；所述驱动轴上还设置有第一链盘，所述上支撑板上端面设有对应第一链盘的第二链盘，第一链盘和第二链盘之间设有链条；所述第二链盘设置在第一传动轴一端，第一传动轴通过第二轴承座水平安装在上支撑板上端面，所述第一传动轴的正下方或正上方设有与其相垂直的第二传动轴，所述第一传动轴与第二传动轴之间通过涡轮蜗杆传动，第二传动轴通过第三轴承座水平安装在上支撑板上端面；

所述第二传动轴一端设有与其同轴线的第一锥齿轮，其另一端连接摆动导杆机构；第二传动轴通过第一锥齿轮连接的第三传动轴，所述第三传动轴通过第四轴承座水平安装在上支撑板上端面，并与第二传动轴相垂直；第三传动轴一端设置与第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮，另一端设置第三曲柄；所述第三曲柄通过第一连杆连接安装上支撑板上端面的双滑块机构；所述双滑块机构包括第五轴承座、第一滑杆、第二滑杆、第一滑块、第二滑块、第一连杆和第二连杆，所述第一滑杆通过第五轴承座水平安装在上支撑板上端面，第一滑杆与第三传动轴相垂直，第一滑块可滑动地设置在第一滑杆上并通过第一连杆与第三曲柄的活动端连接；第二滑杆固定在第一滑杆远离第三传动轴的一端，并相对竖直设置第二滑杆上方，第二滑块可滑动地设置在第二滑杆上，第一滑块与第二滑块之间可动连接设置第二连杆；

所述摆动导杆机构包括第一立板、第四曲柄、第一导杆、第三连杆和摆动件，所述第一立板垂直设置在上支撑板上端面，并其板面与第二传动轴轴线相垂直；第二传动轴贯穿第一立板并连接第四曲柄，所述第四曲柄一端垂直固定在第二传动轴端部，另一端设有限位块；所述摆动件一端可动连接设置在第一立板顶端，另一端通过第三连杆连接第一导杆摆动件；摆动件与第一立板平行，摆动件中间设有一沿其长度方向设置的长导孔，所述第四曲柄上的限位块对应滑动设置在长导孔内；所述第一导杆通过第六轴承座水平安装在上支撑板上端面；第一导杆中部可动连接第三连杆，其一端设有沿其轴向设置的U型槽；

所述上支撑板上端面上位于摆动导杆机构和双滑块机构之间还设有偏距曲柄滑动机构，所述偏距曲柄滑动机构包括第二立板、第一旋转轮、第二旋转轮、第二导杆、第四连杆和第五连杆，第二立板垂直设置在上支撑板上端面，且其板面正对U型槽并相对第一导杆垂直；所述第一旋转轮和第二旋转轮对称设置在第二立板上端部，并相对第二立板板面平行，第一旋转轮和第二旋转轮之间通过转轴相连；所述第四连杆一端偏心可转动设置第一旋转轮上，其另一端可动连接第二滑块；所述第五连杆一端偏心可转动设置第二旋转轮上并与第四连杆偏心位置对称，第五连杆另一端可动连接第二导杆；所述第二导杆设置第二旋转轮正下方并通过第七轴承座安装在第二立板上，第二导杆相对上支撑板上端面垂直，第二导杆相对第五连杆的一端对应第一导杆U型槽设置；第一导杆和第二导杆共面并相垂直，第一导杆和第二导杆相对方向上均最大行程时，第二导杆能够对应插入第一导杆U型槽内。

上述方案通过多足机器人演示了机构传动和不同传动链之间的配合，结合实际给学生直观演示，使得机械原理课程讲解更加切换实际和深入；可以增强学生学习的兴趣。上述方案展示了三个方向的传动链：一是电机-齿轮减速组-行走组件-行走组件；二是电机-齿轮减速组-链条-涡轮蜗杆-第三传动轴-双滑块机构-偏距曲柄滑动机构；三是电机-齿轮减速组-链条-涡轮蜗杆-摆动导杆机构；其中，第二和第三传动链之间可以相互配合。通过不同传动链之间的动作可以知道不同传动链的空间传动情况，不同机构的动作原理，及传递方向；可以帮助学生很好理解机构的实际应用。

优选的，所述上支撑板还设置有第四转动轴，所述第四转动轴相对上支撑板垂直设置且设置在一行走轴正上方，所述第四转动轴一端通过锥齿轮组与行走轴连接，另一端位通过联轴器与凸轮连接；所述凸轮相对上支撑板平行并分别连接十字滑块机构和不完全齿轮机构，所述十字滑块机构和不完全齿轮机构相连；

所述十字滑块机构包括第三导杆、第四导杆、第五导杆、第六导杆、第三滑块、第七轴承座和第八轴承座，所述第三滑杆通过第七轴承座水平安装在上支撑板上端面，并与所述凸轮等高；第三滑杆一端与凸轮轮廓滑动接触，并能够相对凸轮轮廓周向滑动；所述第四导杆固定在第三导杆上，并相对上支撑板上端面平行且相对第三导杆垂直；第三滑块可滑动设置在第四导杆上和第五导杆上，第四导杆上和第五导杆相垂直设置；所述第五导杆和第六导杆一端固定相连，第五导杆和第六导杆相垂直并均与上支撑板上端面平行；所述第六导杆通过第八轴承座固定在上支撑板上端面，并与不完全齿轮机构相连；

所述不完全齿轮机构包括第九轴承座、第十轴承座、第五转动轴、不完全齿轮和从动件；所述第五转动轴通过第九轴承座垂直安装在下支撑板上，其另一端连接不完全齿轮并位于上支撑板上方；所述第五转动轴与第四转动轴之间通过传送带连接；所述从动件呈环形设置，其内侧设置两平行且相向设置的齿条，所述不完全齿轮设置在两齿条中间并能够相啮合；所述从动件上沿齿条设置方向的一端连接所述第六导杆，所述从动件齿条设置方向与第六导杆轴线平行；其另一端设有导向杆，并通过导向杆安装在第十轴承座上。

这里凸轮为对心直动滚子推杆盘型凸轮机构，演示竖直方向运动，不完全齿轮与齿条啮合演示水平方向运动。凸轮机构与不完全齿轮机构组合，形成并联组合机构，两个机构协调配合，在两个方向上同时移动，最后在十字滑块中心点输出运动轨迹。为了使两个机构的运动同步，凸轮轴与不完全齿轮轴之间利用同步带传动。该组合机构，在演示两个两种机构的同时，输出预定的运动轨迹，可以加深学习者对这两种机构的理解，以及这两种机构的特点。

优选的，所述上支撑板和下支撑板之间通过支柱连接；所述上支撑板和下支撑板为透明材质结构。这里透明材质结构为透明材料亚力克板，有利于机构连接关键点的观察，能帮助学生更好理解机构的运动特性。

优选的，所述行走腿为三角形结构；第一曲柄和第二曲柄之间呈180度设置，相邻行走组件的第一曲柄之间呈180度设置，相邻行走组件的第二曲柄之间呈180度设置。这里呈180度设置能够使得行走腿交替抬起或落下，保证其行走时的稳定性。

优选的，包括三组所述行走组件、两所述电机和两所述齿轮减速组，行走组件均布在躯体上，两所述电机为第一电机和第二电机；所述第一电机和第二电机均连接位于躯体中间位置的行走组件，所述第一电机通过齿轮减速组连接第一曲柄，且齿轮减速组输出齿轮通过同步带连接位于躯体前端位置的行走组件；所述第二电机通过齿轮减速组连接第二曲柄，且齿轮减速组输出齿轮通过同步带连接位于躯体后端位置的行走组件；所述第一电机通过齿轮减速组还连接所述链条。这里设置两组对称设置的动力源，有利于整体机构的动力输出，及方便学生观察不同动力源之间的同步输出及稳定性情况。

优选的，所述上支撑板设有长通孔，所述长通孔对应链条穿过；所述链条相对下支撑板呈45°-90°设置。通过链条不同角度设置，实现不同倾角上的动力传动演示，让学生更好了解链传动和平行轴线之间的传动情况。

优选的，所述联轴器为万向联轴器，所述第四传动轴相对相对下支撑板呈45°-90°设置。通过第四传动轴和联轴器演示非同一轴线间的传动情况。

优选的，所述上支撑板上设置对应所述链条的第一辅助电机，所述第一辅助电机能够通过安装在其输出端的链盘与所述链条连接，并形成链传动。这里可以链条拆卸并连接第一辅助电机，实现对链条及其传动结构的带动，这样可以单独演示；同时也可以实现不动链条之间单独传动，方便显示、对比和观察。

优选的，所述上支撑板上对应联轴器下方设置可拆卸的第二辅助电机，所述第二辅助电机能够对应所述联轴器连接。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1、本发明较传统机械展示柜相比体积小巧、便于携带，在课堂上直接进行演示，能将理论教学与实践教学进行较好的结合。

2、本发明较机构模型相比机构种类丰富，能展示直齿轮传动、同步带传动、曲柄摇杆机构、凸轮机构、不完全齿轮机构、链传动、涡轮蜗杆传动、锥齿轮传动、导杆机构、偏距曲柄滑块机构、双滑块机构、对心曲柄滑块机构等多种机构，有效增强课堂趣味性。

3、本发明利用透明材料亚力克板做底板，有利于机构连接关键点的观察，能帮助学生更好理解机构的运动特性。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明行走机构示意图；

图3是图1中摆动导杆机构、双滑块机构、偏距曲柄滑动机构等组合机构的结构示意图；

图4是图3的后视图；

图5是图1中凸轮、十字滑块机构、不完全齿轮机构等组合结构示意图；

附图中，1-躯体、11-下支撑板、12-上支撑板、13-长通孔、2-行走组件、20-电机、21-行走轴、22-第一曲柄、23-第二曲柄、24-第一摇杆、25-第二摇杆、26-行走腿、27-第一轴承座、28-齿轮减速组、29-同步带、31-第二链盘、32-第一传动轴、33-第二轴承座、34-第二传动轴、35-第三轴承座、36-第一锥齿轮、37-第二锥齿轮、38-第三传动轴、39-第四轴承座、4-摆动导杆机构、41-第一立板、42-第四曲柄、43-第一导杆、44-第三连杆、45-摆动件、46-长导孔、47-限位块、48-U型槽、49-第六轴承座、5-双滑块机构、51-第五轴承座、52-第一滑杆、53-第二滑杆、54-第一滑块、55-第二滑块、56-第三曲柄、57-第一连杆、58-第二连杆、6-偏距曲柄滑动机构、61-第二立板、62-第一旋转轮、63-第二旋转轮、64-第二导杆、65-第四连杆、66-第五连杆、7-凸轮机构、71-第四转动轴、72-凸轮、73-锥齿轮组、74-传送带、8-十字滑块机构、81-第三导杆、82-第四导杆、83-第五导杆、84-第六导杆、85-第三滑块、86-第七轴承座、87-第八轴承座、9-不完全齿轮机构、91-第九轴承座、92-第十轴承座、93-第五转动轴、94-不完全齿轮、95-从动件、96-导向杆。

具体实施方式

以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。

如图1-5所示，为本发明优选实施例，多足机器人教学平台，包括机器人躯体1、行走组件2和电机20，躯体1上设有多组行走组件2，及用于机构展示的组合式机构。组合式机构包括第一组合机构和第二组合机构。

如图1所示，这里公开的多足机器人为六足机器人，且基于六足机器人建立用于教学的机构平台，具体用于向学生提供一种机构的理论和实际相结合的装置。其包括躯体1、用于机器人六足行走的行走组件2和电机20，用于机构展示的组合式结构。六足机器人躯体1包括呈上下分隔设置上支撑板12和下支撑板11，行走组件2和电机20固定在下支撑板11上；用于机构展示的组合式结构安装在上支撑板12上。上支撑板12和下支撑板11为透明材质结构；这里透明材质结构为透明材料亚力克板，有利于机构连接关键点的观察，能帮助学生更好理解机构的运动特性。上支撑板12和下支撑板11上的机构又通过传动机构连接，使得六足机器人动作时，产生至少三组传动链，通过传动链上结构的动作及相互配合，可以让学生了解到机构的实际应用，切合实际拓展理论实践。

如图2所示，为安装在下支撑板11上的机构的结构示意图。这里设置三组行走组件2组成机器人的六足。行走组件2包括行走轴21、第一曲柄22、第二曲柄23、第一摇杆24、第二摇杆25和行走腿26，行走轴21均通过第一轴承座27安装在下支撑板11上端面。第一曲柄22和第二曲柄23对应固定在行走轴21两端并位于下支撑板11的左右两侧外，第一曲柄22和第二曲柄23相位相差180°；第一摇杆24一端可动连接安装在上支撑板12侧面，并对应设置在第一曲柄22一侧；第一曲柄22和第一摇杆24的活动端之间设置行走腿26，该行走腿26与第一曲柄22、第一摇杆24构成曲柄摇杆机构。行走腿26为三角形结构，三角形结构的两角对应连接曲柄和摇杆，最后一角作为与地面的接触点。第二摇杆25通过可动连接安装在上支撑板12侧面，并对应设置在第二曲柄23一侧；第二曲柄23和第二摇杆25的活动端之间设置行走腿26，该行走腿26与第二曲柄23、第二摇杆25构成曲柄摇杆机构；两相邻的行走组件2间第一曲柄22间相位相差180°，第二曲柄23间相位相差180°，行走腿26能随曲柄转动接触地面或者脱离地面。

三组行走组件2依次设置在下支撑板11上端面的前端、中部和后端，相邻的行走组件2间的行走轴21通过同步带29连接，择位于下支撑板11上端面中部行走轴21作为驱动轴。驱动轴通过齿轮减速组28与电机20连接，齿轮减速组28和电机20均安装在下支撑板11上端面；齿轮减速组28包括相啮合的输入齿轮和输出齿轮，输入齿轮与电机20输出端相连并同轴线设置，输出齿轮固定在驱动轴上并与驱动轴同轴线设置。由于行走组件2之间和行走组件2内的第一曲柄22、第二曲柄23相位相差180°设置，其可以保证三个行走腿26与地面接触，行走腿26不断升起放下，始终保持三行走腿26支撑数量及有序切换，进而实现行走。

如图1-4所示，上支撑板12上端面设置有第一组合机构，第一组合机构包括链传动机构、蜗轮蜗杆机构、锥齿轮传动机构、摆动导杆机构4、双滑块机构5和偏距曲柄滑动机构6。

链传动机构包括设置在驱动轴上的第一链盘(图中为画出)和设置在上支撑板12上端面上对应第一链盘的第二链盘31，第一链盘和第二链盘31之间设有链条。第一链盘和第二链盘31之间的上支撑板12上设有长通孔13，长通孔13对应链条穿过；链条相对下支撑板11呈60°设置。通过链条不同角度设置，实现不同倾角上的动力传动演示，让学生更好了解链传动和平行轴线之间的传动情况。第二链盘31设置在第一传动轴32一端，第一传动轴32通过第二轴承座33水平安装在上支撑板12上端面。第一传动轴32的正下方设有与其相垂直的第二传动轴34。第一传动轴32中部设置蜗杆，第二传动轴34的中部设置对应蜗杆的涡轮，形成涡轮蜗杆传动；第二传动轴34通过第三轴承座35水平安装在上支撑板12上端面。

第二传动轴34一端设有与其同轴线的第一锥齿轮36，其另一端连接摆动导杆机构4。第二传动轴34通过第一锥齿轮36连接的第三传动轴38，第三传动轴38通过第四轴承座39水平安装在上支撑板12上端面，并与第二传动轴34相垂直。第三传动轴38一端设置与第一锥齿轮36相啮合的第二锥齿轮37，另一端设置第三曲柄56。第三曲柄56通过第一连杆57连接安装上支撑板12上端面的双滑块机构5。双滑块机构5包括第五轴承座51、第一滑杆52、第二滑杆53、第一滑块54、第二滑块55、第一连杆57和第二连杆58。第一滑杆52通过第五轴承座51水平安装在上支撑板12上端面，第一滑杆52与第三传动轴38相垂直，且位于第一传动轴32同一侧；第一滑块54可滑动地设置在第一滑杆52上并通过第一连杆57与第三曲柄56的活动端连接。第二滑杆53固定在第一滑杆52远离第三传动轴38的一端，并相对竖直设置第二滑杆53上方。第二滑块55可滑动地设置在第二滑杆53上，第一滑块54与第二滑块55之间可动连接设置第二连杆58。

摆动导杆机构4包括第一立板41、第四曲柄42、第一导杆43、第三连杆44和摆动件45。第一立板41垂直设置在上支撑板12上端面，并其板面与第二传动轴34轴线相垂直。第二传动轴34贯穿第一立板41并连接第四曲柄42，第四曲柄42一端垂直固定在第二传动轴34端部，另一端设有限位块47。摆动件45一端可动连接设置在第一立板41顶端，另一端通过第三连杆44连接第一导杆43摆动件45。摆动件45与第一立板41平行，摆动件45中间设有一沿其长度方向设置的长导孔46，第四曲柄42上的限位块47对应滑动设置在长导孔46内。第一导杆43通过第六轴承座49水平安装在上支撑板12上端面。第一导杆43中部可动连接第三连杆44，其一端设有沿其轴向设置的U型槽48。第一导杆43与第一滑杆52相垂直设置。

位于摆动导杆机构4和双滑块机构5之间的上支撑板12上端面上还设有偏距曲柄滑动机构6。偏距曲柄滑动机构6包括第二立板61、第一旋转轮62、第二旋转轮63、第二导杆64、第四连杆65和第五连杆66。第二立板61垂直设置在上支撑板12上端面，且其板面正对U型槽48并相对第一导杆43垂直。第一旋转轮62和第二旋转轮63对称设置在第二立板61上端部，并相对第二立板61板面平行，第一旋转轮62和第二旋转轮63之间通过转轴相连。第四连杆65一端偏心可转动设置第一旋转轮62上，其另一端可动连接第二滑块55。第五连杆66一端偏心可转动设置第二旋转轮63上并与第四连杆65偏心位置对称，第五连杆66另一端可动连接第二导杆64。第二导杆64设置第二旋转轮63正下方并通过第七轴承座86安装在第二立板61上，第二导杆64相对上支撑板12上端面垂直，第二导杆64相对第五连杆66的一端对应第一导杆43U型槽48设置。第一导杆43和第二导杆64共面并相垂直，第一导杆43和第二导杆64相对方向上均最大行程时，第二导杆64能够对应插入第一导杆43的U型槽48内。

上述方案通过多足机器人演示了机构传动和不同传动链之间的配合，结合实际给学生直观演示，使得机械原理课程讲解更加切换实际和深入；可以增强学生学习的兴趣。这里传动链包括：电机20-齿轮减速组28-链传动-涡轮蜗杆-第三传动轴38-双滑块机构5-偏距曲柄滑动机构6、电机20-齿轮减速组28-链传动-涡轮蜗杆-摆动导杆机构4。这里两传动链之间可以相互配合，即两者相对方向上均最大行程时，第二导杆64能够对应插入第一导杆43的U型槽48内。这里第二导杆64是否能够对应插入第一导杆43U型槽48内与机构之间的传动情况有关，其对应插合频率与六足机器人的行走速度有关；这里学生可以通过记录第二导杆64和第一导杆43的插合频率了解行走情况，了解机构传动情况，速比情况，传动效率情况等等，这些都是现有机构教学模型无法带来的。以为机构教学只能单一机构讲解，很少进行多机构组合的教学，或者只能讲解理论，无法具体演示给学生，理论无法切合实际应用。而这里通过不同传动链之间的动作可以知道不同传动链的空间传动情况，不同机构的动作原理，及传递方向；可以帮助学生很好理解机构的实际应用。

如图5所示，上支撑板12上端面设置有第二组合机构，第二组合机构包括锥齿轮机构、凸轮机构7、十字滑块机构8和不完全齿轮机构9。上支撑板12设置有第四转动轴71，第四转动轴71相对上支撑板12垂直设置且设置在一行走轴21正上方。第四转动轴71一端通过锥齿轮组73与行走轴21连接，另一端位通过联轴器与凸轮72连接。凸轮72相对上支撑板12平行并分别连接十字滑块机构8和不完全齿轮机构9，十字滑块机构8和不完全齿轮机构9相连。

十字滑块机构8包括第三导杆81、第四导杆82、第五导杆83、第六导杆84、第三滑块85、第七轴承座86和第八轴承座87。第三滑杆通过第七轴承座86水平安装在上支撑板12上端面，并与凸轮72等高。第三滑杆一端与凸轮72轮廓滑动接触，并能够相对凸轮72轮廓周向滑动。具体的，第三滑杆通过其端部的滑轮与凸轮72轮廓滑动接触。第四导杆82固定在第三导杆81上，并相对上支撑板12上端面平行且相对第三导杆81垂直。第三滑块85可滑动设置在第四导杆82上和第五导杆83上，第四导杆82上和第五导杆83相垂直设置。第五导杆83和第六导杆84一端固定相连，第五导杆83和第六导杆84相垂直并均与上支撑板12上端面平行。第六导杆84通过第八轴承座87固定在上支撑板12上端面，并与不完全齿轮机构9相连。

不完全齿轮机构9包括第九轴承座91、第十轴承座92、第五转动轴93、不完全齿轮94和从动件95。第五转动轴93通过第九轴承座91垂直安装在下支撑板11上，其另一端连接不完全齿轮94并位于上支撑板12上方。第五转动轴93与第四转动轴71之间通过传送带74连接。从动件95呈环形设置，其内侧设置两平行且相向设置的齿条，不完全齿轮94设置在两齿条中间并能够相啮合。从动件95上沿齿条设置方向的一端连接第六导杆84，从动件95齿条设置方向与第六导杆84轴线平行；其另一端设有导向杆96，并通过导向杆96安装在第十轴承座92上。

这里凸轮72为对心直动滚子推杆盘型凸轮机构7，演示竖直方向运动，不完全齿轮94与齿条啮合演示水平方向运动。凸轮机构7与不完全齿轮机构9组合，形成并联组合机构，两个机构协调配合，在两个方向上同时移动，最后在十字滑块中心点输出运动轨迹。为了使两个机构的运动同步，凸轮72轴与不完全齿轮94轴之间利用同步带29传动。该组合机构，在演示两个两种机构的同时，输出预定的运动轨迹，可以加深学习者对这两种机构的理解，以及这两种机构的特点。这里组合机构的动作与六足机器人的行走动作有关；这样不单在学习基于曲柄摇杆机构的行走机构同时，也可以学习与之形成传动链的其他不同机构，学习机构知识，及有机构组成的传动链，将理论切合实际。

为了方便单独演示第一组合机构，上支撑板12上设置对应链条的第一辅助电机，第一辅助电机能够通过安装在其输出端的链盘与链条连接，并形成链传动。这里可以链条拆卸并连接第一辅助电机，实现对链条及其传动结构的带动，这样可以单独演示；同时也可以实现不动链条之间单独传动，方便显示、对比和观察。

为了方便单独演示第二组合机构，上支撑板12上对应联轴器下方设置可拆卸的第二辅助电机，第二辅助电机2能够对应联轴器连接。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (8)

1.一种用于教学的多足机器人，包括机器人躯体、行走组件和电机，所述躯体上设有多组行走组件；其特征在于：

所述躯体包括呈上下分隔设置上支撑板和下支撑板；所述电机固定在下支撑板上端面；

所述行走组件包括行走轴、第一曲柄、第二曲柄、第一摇杆、第二摇杆和行走腿，所述行走轴通过第一轴承座安装在下支撑板上端面，所述第一曲柄和第二曲柄对应固定在行走轴两端并位于下支撑板的左右两侧外，第一曲柄和第二曲柄相位相差180°；所述第一摇杆可动连接安装在上支撑板侧面，并对应设置在第一曲柄一侧；所述第一曲柄和第一摇杆的活动端之间设置行走腿，该行走腿与第一曲柄、第一摇杆构成曲柄摇杆机构；所述第二摇杆通过可动连接安装在上支撑板侧面，并对应设置在第二曲柄一侧；所述第二曲柄和第二摇杆的活动端之间设置行走腿，该行走腿与第二曲柄、第二摇杆构成曲柄摇杆机构；两相邻的行走组件间第一曲柄相位相差180°，第二曲柄相位相差180°，行走腿能随曲柄转动接触地面或者脱离地面；

相邻的行走组件间的行走轴通过同步带连接，择一所述行走轴作为驱动轴，驱动轴通过齿轮减速组与所述电机连接；齿轮减速组和电机均安装在下支撑板上端面；所述齿轮减速组包括相啮合的输入齿轮和输出齿轮，所述输入齿轮与电机输出端相连并同轴线设置，输出齿轮固定在驱动轴上并与驱动轴同轴线设置；所述驱动轴上还设置有第一链盘，所述上支撑板上端面设有对应第一链盘的第二链盘，第一链盘和第二链盘之间设有链条；所述第二链盘设置在第一传动轴一端，第一传动轴通过第二轴承座水平安装在上支撑板上端面，所述第一传动轴的正下方或正上方设有与其相垂直的第二传动轴，所述第一传动轴与第二传动轴之间通过涡轮蜗杆传动，第二传动轴通过第三轴承座水平安装在上支撑板上端面；

所述第二传动轴一端设有与其同轴线的第一锥齿轮，其另一端连接摆动导杆机构；第二传动轴通过第一锥齿轮连接的第三传动轴，所述第三传动轴通过第四轴承座水平安装在上支撑板上端面，并与第二传动轴相垂直；第三传动轴一端设置与第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮，另一端设置第三曲柄；所述第三曲柄通过第一连杆连接安装上支撑板上端面的双滑块机构；所述双滑块机构包括第五轴承座、第一滑杆、第二滑杆、第一滑块、第二滑块、第一连杆和第二连杆，所述第一滑杆通过第五轴承座水平安装在上支撑板上端面，第一滑杆与第三传动轴相垂直，第一滑块可滑动地设置在第一滑杆上并通过第一连杆与第三曲柄的活动端连接；第二滑杆固定在第一滑杆远离第三传动轴的一端，并相对竖直设置第二滑杆上方，第二滑块可滑动地设置在第二滑杆上，第一滑块与第二滑块之间可动连接设置第二连杆；

所述摆动导杆机构包括第一立板、第四曲柄、第一导杆、第三连杆和摆动件，所述第一立板垂直设置在上支撑板上端面，并其板面与第二传动轴轴线相垂直；第二传动轴贯穿第一立板并连接第四曲柄，所述第四曲柄一端垂直固定在第二传动轴端部，另一端设有限位块；所述摆动件一端可动连接设置在第一立板顶端，另一端通过第三连杆连接第一导杆摆动件；摆动件与第一立板平行，摆动件中间设有一沿其长度方向设置的长导孔，所述第四曲柄上的限位块对应滑动设置在长导孔内；所述第一导杆通过第六轴承座水平安装在上支撑板上端面；第一导杆中部可动连接第三连杆，其一端设有沿其轴向设置的U型槽；

所述上支撑板上端面上位于摆动导杆机构和双滑块机构之间还设有偏距曲柄滑动机构，所述偏距曲柄滑动机构包括第二立板、第一旋转轮、第二旋转轮、第二导杆、第四连杆和第五连杆，第二立板垂直设置在上支撑板上端面，且其板面正对U型槽并相对第一导杆垂直；所述第一旋转轮和第二旋转轮对称设置在第二立板上端部，并相对第二立板板面平行，第一旋转轮和第二旋转轮之间通过转轴相连；所述第四连杆一端偏心可转动设置第一旋转轮上，其另一端可动连接第二滑块；所述第五连杆一端偏心可转动设置第二旋转轮上并与第四连杆偏心位置对称，第五连杆另一端可动连接第二导杆；所述第二导杆设置第二旋转轮正下方并通过第七轴承座安装在第二立板上，第二导杆相对上支撑板上端面垂直，第二导杆相对第五连杆的一端对应第一导杆U型槽设置；第一导杆和第二导杆共面并相垂直，第一导杆和第二导杆相对方向上均最大行程时，第二导杆能够对应插入第一导杆U型槽内。

2.根据权利要求1所述的一种用于教学的多足机器人,其特征在于：所述上支撑板还设置有第四转动轴，所述第四转动轴相对上支撑板垂直设置且设置在一行走轴正上方，所述第四转动轴一端通过锥齿轮组与行走轴连接，另一端位通过联轴器与凸轮连接；所述凸轮相对上支撑板平行并分别连接十字滑块机构和不完全齿轮机构，所述十字滑块机构和不完全齿轮机构相连；

所述十字滑块机构包括第三导杆、第四导杆、第五导杆、第六导杆、第三滑块、第七轴承座和第八轴承座，所述第三滑杆通过第七轴承座水平安装在上支撑板上端面，并与所述凸轮等高；第三滑杆一端与凸轮轮廓滑动接触，并能够相对凸轮轮廓周向滑动；所述第四导杆固定在第三导杆上，并相对上支撑板上端面平行且相对第三导杆垂直；第三滑块可滑动设置在第四导杆上和第五导杆上，第四导杆上和第五导杆相垂直设置；所述第五导杆和第六导杆一端固定相连，第五导杆和第六导杆相垂直并均与上支撑板上端面平行；所述第六导杆通过第八轴承座固定在上支撑板上端面，并与不完全齿轮机构相连；

所述不完全齿轮机构包括第九轴承座、第十轴承座、第五转动轴、不完全齿轮和从动件；所述第五转动轴通过第九轴承座垂直安装在下支撑板上，其另一端连接不完全齿轮并位于上支撑板上方；所述第五转动轴与第四转动轴之间通过传送带连接；所述从动件呈环形设置，其内侧设置两平行且相向设置的齿条，所述不完全齿轮设置在两齿条中间并能够相啮合；所述从动件上沿齿条设置方向的一端连接所述第六导杆，所述从动件齿条设置方向与第六导杆轴线平行；其另一端设有导向杆，并通过导向杆安装在第十轴承座上。

3.根据权利要求1所述的一种用于教学的多足机器人,其特征在于：所述上支撑板和下支撑板之间通过支柱连接；所述上支撑板和下支撑板为透明材质结构。

4.根据权利要求1所述的一种用于教学的多足机器人,其特征在于：所述上支撑板设有长通孔，所述长通孔对应链条穿过；所述链条相对下支撑板呈45°-90°设置。

5.根据权利要求1所述的一种用于教学的多足机器人,其特征在于：所述联轴器为万向联轴器，所述第四传动轴相对相对下支撑板呈45°-90°设置。

6.根据权利要求1所述的一种用于教学的多足机器人,其特征在于：所述上支撑板上设置对应所述链条的第一辅助电机，所述第一辅助电机能够通过安装在其输出端的链盘与所述链条连接，并形成链传动。

7.根据权利要求1所述的一种用于教学的多足机器人,其特征在于：所述上支撑板上对应联轴器下方设置可拆卸的第二辅助电机，所述第二辅助电机能够对应所述联轴器连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于教学的多足机器人,其特征在于：所述行走腿为三角形结构。