[发明专利]基于田字形机构的滚动机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种滚动机器人，具体涉及一种菱形六面体移动机构。该装置可用于军事领域中勘察特殊地形，执行特种任务；民用领域中用做娱乐设施等。

背景技术

中国专利申请CN101973319公开了一种滚动六面体机构。该机构由4个支链和2个十字杆组成，并由2个电机驱动。在已有平面滚动四杆机构的基础上，增加一个与之相同的机构，从而实现空间两个方向的滚动，进而实现转向的功能。当机器人承受负载时，各个杆件共同分担负载，同时实现空间两个方向的滚动，实现转向的功能。该机构与地面接触面积较小，稳定性较差。为了提高滚动六面体的移动性能，需要对运动支链杆件进行结构优化。同时，为了使得机器人有一定的负载能力，需要在机器人内部设置中心舱，用于安装设备或携带物品。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：基于田字形平面单自由度机构，组合成一个空间3自由度的滚动机器人，进而实现空间任意转向的功能，并在机器人内部安装中心舱。

本发明的技术方案：

滚动机器人包括，第一至第六田字形机构，其中第一、第二和第五田字形机机构上中心各设有电机，第三、第四和第六田字形机构上中心设有配重。

每个田字形机构为一个单自由度的平面六杆机构，在田字中心的两个杆的两端设有球副连接孔。

第一至第六田字形机构组成一个六面体机构，六面体的每个面上均是一个田字形机构，第一田字形机构与第三田字形机构所在的平面相互平行，第二田字形机构与第四田字形机构所在的平面相互平行，第五田字形机构与第六田字形机构所在的平面相互平行。每两个相邻的田字机构通过一个球副连接，共需要12个球副，组成一个3自由度的空间机构。机器人的中心舱通过四个弹性挂钩，分别与第一至第四田字形机构的中心相连。

本发明的有益效果：本发明所述的基于田字形的滚动机器人，采用6个相同的田字形机构，组成一个空间闭合的机构，增强了该机构的稳定性，实现了平面的二个方向的滚动。同时，机器人内部设置了中心舱，可用安装相应的设备或者于携带物品。因此，可用与设计探测机器人，载物机器人等。又因其规则的几何外形，亦可应用与制作几何教具机器人或玩具机器人。

附图说明

图1基于田字形机构的滚动机器人三维示意图。

图2田字形机构三维示意图。

图3球副连接件示意图。

图4中心舱示意图

图5第一田字形机构三维图。

图6第一杆三维图。

图7第二杆三维图。

图8第一田字形机构剖视图

图9第三田字形机构三维图。

图10第三田字形机构剖视图。

图11球体中心舱示意图。

图12机器人（带球体中心舱）整体三维图。

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，基于田字形机构的滚动机器人包括第一至第六田字形机构（1、2、3、4、5、6），十二个球副连接件（7），四个拉杆（8）和中心舱（9）。

参照图2，所述的第一至第六田字形机构（1、2、3、4、5、6）均为平面单自由度六杆机构，外形为“田”字形，田字形机构中心的两个杆的四个端点上设有连接槽，用于连接球副（7），其中第一、第二和第五田字形机构（1、2、5）上中心各设有电机，第三、第四和第六田字形机构（3、4、6）中心设有配重，第一至第六田字形机构（1、2、3、4、5、6）外形尺寸相同。

参照图1，第一至第六田字形机构（1、2、3、4、5、6）组成一个空间菱形六面体形状，菱形六面体的每个面上均是一个田字形机构，第一田字形机构（1）与第三田字形机构（3）所在的平面相互平行，第二田字形机构（2）与第四田字形机构（4）所在的平面相互平行，第五田字形机构（5）与第六田字形机构（6）所在的平面相互平行，每相邻的两个田字形机构通过球副（7）连接，如图3所示，所述的球副连接件两端均设有安装孔，用于和田字形机构相连。六个田字形机构通过十二个球副（7）连接为一个三自由度的空间机构，通过第一、第二和第五田字形机构（1、2、5）上的电机控制机构的变形和滚动。

如图4所示，所述的中心舱（9）为具有舱盖（91）的中空壳体，舱盖（91）上还设有观察窗，中心舱四周设有吊环（92），所述的第一至第六田字形机构（1、2、3、4、5、6）的中心处同样设置有吊环，拉杆（8）两端设有拉钩，通过上述的四个拉杆（8），将中心舱（9）连接在机器人中心部位。