[发明专利]双模式16杆滚动机构

说明书

1技术领域

本发明涉及一种滚动机构，具体涉及一种可变形滚动机构。该装置可用于军事领域中侦查、监视恐怖事件及排雷等。

2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CN101215292A公开了一种滚动球面四杆机构，利用结构简单的空间闭链四杆机构，用一个电机进行驱动和控制，实现平面内圆周运动轨迹的滚动，该机构结构简单，成本低廉，易于制造和工程实现。但其只能在一圆周滚动。

3发明内容

本发明所要解决的技术问题：是在已有滚动四杆机构和滚动球面四杆机构的基础上，拓展出一种二自由度滚动机构，可以在平面机构与球面机构间进行转换，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：该机构由四个三角形面组成，每个三角形面均由两个固定杆和一个伸缩杆组成。每个三角面间都为转动副，其中一个转动副安装一电机，作为在球面滚动机构时的驱动，伸缩杆作为在机构为平面滚动机构时的驱动。

本发明的有益效果：机构变形能力强，灵活度高，可方便控制机构实现滚动。此外，三角组件便于模块化设计。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。

4附图说明

图1双模式16杆滚动机构图

图2第一三角组件三维图

图3第三三角组件三维图

图4转动副连接件

图5电机连接件

图6第二三角组件三维图

图7第四三角组件三维图

图8平面模式机构三维图

图9球面模式机构向平面模式机构转换三维图

图10机构步态图

5具体实施方案

如图1所示，具有球面机构和平面机构双模式16杆滚动机构，主要包括第一至第四RRRP组件（I、II、III、IV），第一RRRP组件上，伸缩杆a1、杆a2、杆a3之间均以转动副相连；第二RRRP组件上，杆b1、杆b2、伸缩杆b3之间均以转动副相连；第三RRRP组件上，伸缩杆c1、杆c2、杆c3之间均以转动副相连；第四RRRP组件上，杆d1、杆d2、伸缩杆d3之间均以转动副相连，其连接关系如下：第一RRRP组件（I）上的杆a3与第二RRRP组件（II）上的杆b1通过转动副组件R1活动连接；第二RRRP组件（II）上的伸缩杆b3与第三RRRP组件（III）上的伸缩杆c1通过转动副组件R2活动连接；第三RRRP组件（III）上的杆c3与第四RRRP组件（IV）上的杆d1通过转动副组件R活动连接；第四RRRP组件（IV）上伸缩杆d3与第一RRRP组件（I）上的伸缩杆a1通过转动副组件R4活动连接，转动副（R1、R2、R3、R4）交于一点；所述的第一RRRP组件（I）和第三RRRP组件（III）结构与尺寸相同；所述的第二RRRP组件（I）和第四RRRP组件（III）结构与尺寸相同。

如图2所示，所述的第一三角组件（I），包括三个转动副连接件（121、131、141）、第一连接杆（11）、第二连接杆（12）、第三连接杆（13）、第四连接杆（14）、伸缩杆（15）。

如图4所示，所述的转动副连接件（121）为一“b”字形状，“b”字的直部，即平台开有通孔（121a），“b”字的圆部，即圆柱面侧面开有通孔（121b），圆柱面中间开有通孔（121c）。

如图2所示，所述的第一RRRP组件（I）中，第三连接杆（13）和伸缩杆（15）一端通过销钉固定连接，第四连接杆（14）和伸缩杆（15）另一端通过销钉固定连接，第一连接杆（11）和第二连接杆（12）之间通过销钉活动连接，第三连接杆（13）和第二连接杆（12）之间通过销钉固定连接，第四连接杆（14）和第一连接杆（11）之间通过销钉固定连接，转动副连接件（121）的通孔（121a）与第二连接杆（12）通过螺钉固定连接，转动副连接件（131）的通孔与第三连接杆（13）通过螺钉固定连接，转动副连接件（141）的通孔与第四连接杆（14）通过螺钉固定连接。

如图6所示，所述的第二RRRP组件（II），包括一个电机连接件（222）、两个转动副连接件（231、241）、第一连接杆（21）、第二连接杆（22）、第三连接杆（23）、第四连接杆（24）、伸缩杆（25）。