[发明专利]单自由度三足步行移动机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种可移动机构，具体涉及一种单自由度三足步行移动机构。该机构可运用于步行移动机器人，通过其特殊的步行移动方式增强机器人对于地面的适应能力，同时还可以用于军事侦察等领域。

背景技术

中国专利申请CN101927796A公开了一种单动力平行四边形两足移动机构。该机构由左足、右足，第一曲柄和第二曲柄组成。左足通过第一、二连接轴与第一曲柄和第二曲柄转动连接。右足上一端安装第三连接轴，另一端安装电机，且与第一曲柄和第二曲柄转动连接。第一曲柄和第二曲柄结构和尺寸相同。该四个转动副轴线相互平行，组成四边形两足移动机构。通过曲柄转动，使左足、右足相对滑动从而产生向前滑动的运动姿态。但此机构只能完成向前运动不能实现转向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：设计出一种能够实现步行与转向运动的单自由度三足步行移动机构，同时拥有较为灵活的移动能力。

本发明的技术方案：设计一种双四边形移动机构，整体机构由左足、中足、右足、第一曲柄、第二曲柄、第三曲柄和第四曲柄组成。

左足外形为三棱柱，其上设有左足连接轴与左足电机；右足的整体外形、结构与左足相同，其上设有右足连接轴与右足电机。中足外形为多棱柱，其上设有中足电机、传动轴、中足左侧连接轴与中足右侧连接轴。

第一曲柄的左端与左足上的左足连接轴固定连接，第一曲柄的右端与中足上的传动轴固定连接；第二曲柄的左端与左足上的左足电机轴固定连接，第二曲柄的右端与中足上的中足左侧连接轴固定连接；第三曲柄的左端与中足上的中足右侧连接轴固定连接，第三曲柄的右端与右足上的右足电机固定连接；第四曲柄的左端与中足上的传动轴固定连接，第四曲柄的右端与右足上的右足连接轴固定连接；

其中第一曲柄与第二曲柄由中足电机带动同步转动，第二曲柄和第三曲柄分别由左足电机和右足电机带动转动，通过上述连接构成了一个6杆7副的三足步行移动机构，且为一单个自由度的机构，由左足电机带动第二曲柄，中足电机带动第一曲柄、第四曲柄，右足电机带动第三曲柄以相同的速度转动。

该机构利用平行四边形原理通过电机带动曲柄转动使左足、右足与中足分别交替向前接触地面从而实现机构向前步行的运动；同时利用平行四边形在奇异位置运动方式的切换，使左足与右足的运动方式产生差异从而实现转向。

本发明的有益效果：本发明所述的双四边形机构结构简单紧凑，成本低廉，并能实现向前运动和转向，具有较强的运动灵活性。

附图说明

图1   整体机构图

图2   左足示意图

图3   左足爆炸图

图4   左足板结构图

图5   左足阶梯剖视图

图6   右足示意图

图7   右足爆炸图

图8   右足板结构图

图9   右足阶梯剖视图

图10  中足示意图

图11  中足爆炸图

图12  传动轴结构图

图13  中足阶梯剖视图

图14  曲柄结构图

图15  整体机构爆炸装配图

图16  机构奇异位置运动方式图

图17  整体机构姿态图

图18  整体机构向前运动步态图

图19  整体机构转向步态图

具体实施方式：

结合附图对本发明做进一步说明。

单自由度三足步行移动机构，如图1所示，包括左足A、中足B、右足C、第一曲柄D、第二曲柄E、第三曲柄F、第四曲柄G。

左足A的结构如图2、3所示，左足A包括两个左足端盖（A-1）、左足护壳（A-3）、左足板（A-5）、左足电机（A-4）、左足连接轴（A-2），其连接关系如下：

如图4所示，左足板（A-5）上设有电机安装孔（A-5a）、配合孔（A-5b）、4个连接孔（A-5c），且电机安装孔（A-5a）和配合孔（A-5b）的圆心线与左足棱边呈45°角；如图5所示，左足板（A-5）与左足电机（A-4）通过电机安装孔（A-5a）用螺钉固定连接，左足连接轴（A-2）通过左足板（A-5）的配合孔（A-5b）活动连接，并通过轴肩与卡簧完成轴向定位；左足板（A-5）与左足护壳（A-3）通过连接孔（A-5c）用螺钉固定连接，左足护壳（A-3）在两端分别通过螺纹孔与左足端盖（A-1）用螺钉固定连接，通过上述连接构成左足A。