[发明专利]六自由度滚动机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种滚动步行机构，具体涉及一种多面体滚动机构。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

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。它可以实现平面内的滚动前进。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。

中国专利申请CN101890714A公开了一种单自由度连杆移动机器人。该机器人能够利用机构的重心位置变化以及运动过程中的不稳定状态，实现机器人的定向移动与转向功能。但其自由度较少，灵活性欠佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：是在已有多面体滚动机构基础上，拓展出一种多自由度四面体移动机构，增强变形能力，能够更灵活地实现滚动以及转向功能，提高机构的移动性能。

本发明的技术方案：四面体在几何上由四个面和四个顶点组成，每个顶点上连接三个面，根据几何特征，设计相应的机械结构。其中机构主要包括四个相同接头组件和四个分叉组件。四个分叉组件上，有一分叉组件上有三个舵机，其余分叉组件上各有一个舵机，；接头组件为球副。该机构具有6个自由度，可分别由6个舵机控制。

本发明的有益效果：由于机构自由度为6，其变形能力强，灵活度高，可方便控制机构实现滚动。此外，定点组件和支链便于模块化设计。本发明可用于特种变形机器人的设计，利用机构的外形变化，实现复杂地面上的滚动。进一步地可设计制造特殊的地面侦查机器人。

附图说明

图1 6自由度四面体机构三维图

图2 第一分叉组件（A1）剖视图

图3 第一分叉组件（A1）剖视局部图

图4 电机连接块三维图

图5 第一分叉组件（A1）三维图

图6 第二分叉组件（A3）剖视图

图7 第二分叉组件（A3）剖视局部图

图8 第二分叉组件（A3）三维图

图9 第一顶点组件（A2）三维图

图10 六自由度滚动机构运功过程图

具体实施方案

如图1所示，6自由度滚动机构主要包括第一至第四接头组件（A2、A4、A6、A8）和第一至第四分叉组件（A1、A3、A5、A7）；所述的第一接头组件（A2）上通过弹性件固定有三个连接轴（30、32、34）；第二、三接头组件（A4、A6）尺寸与结构与（A2）相同；所述的第一分叉组件（A1）设有连接管（4、8、13），三个舵机（1、10、14）；所述的第二分叉组件（A3）设有连接管（18、22、27）.一个舵机（15）。

第三、第四分叉组件（A5、A7）结构与尺寸与第二分叉组件（A3）相同。

第一接头组件（A2）上的三个连接轴分别和第一分叉组件（A1）上的连接管（4）、第二分叉组件（A3）上的连接管（18）、第三分叉组件（A5）上的连接管（18）通过销钉固定。

第二接头组件（A4）上的三个连接轴分别和第二分叉组件（A3）上的连接管（22）、第三分叉组件（A5）上的连接管（22）、第四分叉组件（A7）上的连接管（18）通过销钉固定。

第三接头组件（A6）上的三个连接轴分别和第一分叉组件（A1）上的连接管（8）、第三分叉组件（A5）上的连接管（27）、第四分叉组件（A7）上的连接管（22）通过销钉固定。

第四接头组件（A8）上的三个连接轴分别和第一分叉组件（A1）上的连接管（13）、第二分叉组件（A3）上的连接管（27）、第四分叉组件（A7）上的连接管（27）通过销钉固定。

如图2所示，所述的第一分叉组件（A1），包括三个舵机（1、10、14）、三个U件（2、6、11）、三个法兰（3、7、12）、三个连接管（4、8、13）、顶点支撑盘（9）、电机连接块（5）。

如图4所示，所述的电机连接块（5）为三叉形状，三叉的端部为“［”形，“［”形侧面开有两组螺纹孔（5a）用于和舵机上对应的两组孔固定。

如图2所示第一分叉组件（A1），所述的电机连接块（5）的三个“［”形端部分别和三个舵机（1、10、14）的一端通过螺钉连接在一起；所述的电机连接块（5）的中部开有螺纹孔（5b），通过螺钉和顶点支撑盘（9）固定。