[发明专利]一种滚动行进的双类车轮六边形机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人，具体涉及一种滚动行进的双类车轮六边形机器人。

背景技术

平面连杆机构的应用十分广泛，其优点是能够实现多种运动规律和运动轨迹的要求，并且结构简单、工作可靠、承载能力强。在平面连杆中，由四个杆件组成的平面四杆机构最为常见。平面四杆机构不仅应用广泛，而且是组成多杆机构的基础。中国专利CN 2789106Y提出了一种单动力滚动四杆机构，该机构依靠一个驱动电机的控制，通过自身平行四边形的变形和机构自身的运动惯性实现滚动行进，结构简单，具有一定运动能力，但是该机构只能实现直线上的行走，不能够实现转向运动，而且单纯依靠平行四边形的变形不足以实现滚动运动，对驱动电机的加速性能依赖性较强，对电机的性能要求较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题：轮式机器人的车轮在滚动过程中一般外形不发生变化，对地面环境及周围空间环境的适应能力差。

本发明的技术方案：一种滚动双类车轮六边形机器人包括两个单类车轮六边形机器人及中间连杆，其中单类车轮六边形机器人外形呈六边形，由三组等长的连杆即三个电机同步连杆、三个电机座连杆、三个公共连杆通过轴线相互平行的转动副连接形成三个平行四边形。每个平行四边形均包含一个电机同步连杆、一个电机座连杆和两个公共连杆；相邻的平行四边形共用一条边即公共连杆。

第一连接件电机形式上看作一个四边形的顶点，也是机构整体六边形的一个顶点，第一连接件电机固定在电机座连杆上，电机的转轴通过电机轴孔与电机同步连杆的轴孔以转动副的形式链接，该转动副的轴线垂直于平行四边形的平面，顶丝通过电机同步连杆的顶丝孔对电机的转轴进行周向的固定。

第二连接件短轴形式上看作两个相邻四边形的公共顶点，也是机构整体六边形的一个顶点，第二连接件轴杆通过电机座连杆的轴孔、电机同步连杆的轴孔与公共连杆的轴孔以转动副的形式链接，该转动副的轴线垂直于平行四边形的平面。

第三连接件与第一连接件结构和连接形式完全相同。

第四连接件、第六连接件与第二连接件结构和连接形式完全相同。

第五连接件配重形式上看作一个四边形的顶点，也是机构整体六边形的一个顶点，第五连接件配重固定在电机座连杆上，配重的轴通过电机轴孔与电机同步连杆的轴孔以转动副的形式链接，该转动副的轴线垂直于平行四边形的平面。

第七连接件差速轴形式上看作四个四边形的公共顶点，第九连接件差速轴通过三个公共连杆的轴孔以转动副的形式链接，两个并行的类车轮六边形机器人通过第七连接件差速轴连接在一起，该转动副的轴线垂直于平行四边形的平面。

短轴所构成的转动副是多种形式的圆周运动，如转轴、电机或舵机；驱动电机的形式是多样的，如电机或舵机；差速轴构成的转动副是多种形式的圆周运动，可以直接轴杆连接或联轴器间接连接；配重可替换为驱动电机，作为冗余驱动使用。

本发明的有益效果：本发明所述的翻滚行进的双类车轮六边形机器人，通过两个或两个以上的电机分别对两个类车轮六边形机构进行驱动和控制实现机构的翻滚运动，双类车轮六边形机器人既可以实现直行功能，也可以实现转弯功能，并具有一定的越障能力。该机构结构简单，成本低廉，易于制造和工程实现。为中小学生提供了一个对几何形体及移动机构的认识，可用于制作玩具、教学教具，也可用于制作军用探测机器人。

附图说明

图1滚动行进的双类车轮六边形机器人的整体三维图

图2滚动行进的单类车轮六边形机器人的整体三维图

图3滚动行进的双类车轮六边形机器人的整体俯视图

图4电机的安装图

图5A、图5B、图5C、图5D、图5E、图5F、图5G是单类车轮六边形机器人直行步态的分解图：

图5A直行步态的起始位姿

图5B直行步态第一次重心偏移动作

图5C直行步态第一次翻滚动作

图5D直行步态重心偏移过程动作

图5E直行步态第二次重心偏移动作

图5F直行步态第二次翻滚动作

图5G直行步态姿态恢复动作

图6A、图6B、图6C、图6D、图6E、图6F、图6G是双类车轮六边形机器人转弯步态的分解图：

图6A转弯步态的起始位姿

图6B转弯步态第一次重心偏移动作

图6C转弯步态第一次翻滚动作

图6D转弯步态重心偏移过程动作

图6E转弯步态第二次重心偏移动作

图6F直行步态第二次翻滚动作

图6G直行步态姿态恢复动作