[發明專利]立方體滾動機構

有效

• 申請號: 201210152694.1
• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN102642577A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 姚燕安;田耀斌;翟美麗;秦俊杰
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種單動力的滾動機構，通過在某些確定的位置機構不滿足零力矩（ZMP）穩定性原理，進而發生概率翻轉，實現單動力滾動行進的機械裝置?，可用于野外探查。

背景技術

移動機器人是機器人學中的一個重要分支，早在60年代就已經開始了關于移動機器人的研究，移動機器人可以在復雜的工作環境下具有自規劃、自組織、自適應的能力。但移動機器人要實現在平面內任意運動，一般至少需要兩個動力來控制其移動和轉向，與動力機數目相對應，即移動機構一般具有二自由度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，只需控制一個動力機的正反轉即可實現空間的移動和轉向的移動機構。

本發明的技術方案

此立方體滾動機構包括：第一至第八半球形連接頭，第一至第十二I形桿，電機，配重，驅動軸；

第一半球形連接頭的A1端和第一I形桿的一端通過頂絲連接在一起，A2、A3端和第四、八I形桿的一端通過轉動副連接在一起；

第二半球形連接頭的B1、B3端和第二、五I形桿的一端通過轉動副連接在一起，?B2端和第一I形桿的另一端通過轉動副連接在一起；

第三半球形連接頭的C1端和第二形桿的另一端通過轉動副連接在一起，C2、C3端和第三、六I形桿的一端通過轉動副連接在一起；

第四半球形連接頭的D1、D2端和第四、三I形桿的另一端通過轉動副連接在一起，?D3端和第七I形桿的一端通過轉動副連接在一起；

第五半球形連接頭的E1、E2端和第十二、九I形桿的一端通過轉動副連接在一起，E3端和第八I形桿的另一端通過轉動副連接在一起；

第六半球形連接頭的F1端和第十I形桿的一端通過轉動副連接在一起，F2、F3端和第九、五I形桿的另一端通過轉動副連接在一起；

第七半球形連接頭的G1端和第十一I形桿的一端通過轉動副連接在一起，G2、G3端和第十、六I形桿的另一端通過轉動副連接在一起；

第八半球形連接頭的H1、H2、H3端和第十二、十一、七I形桿的另一端通過轉動副連接在一起；

第二至八半球形連接頭（B、C、D、E、F、G、H）結構和尺寸相同；第二至第十二I形桿（2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12）結構和尺寸相同；?

通過上述步驟完成立方體滾動機構的組裝，機構具有二十個桿件和二十四個轉動副，其自由度為一，通過對機構一個桿件的電機驅動，可使得某些確定的位置上機構不滿足穩定性原理，進而發生概率翻轉，實現滾動。

本發明具有以下優點：

本發明是完全由轉動副連接構成的二十桿機構，由八個三副桿和十二個二副桿通過轉動副巧妙地連接在一起，其自由度為一；通過對機構一個桿件的電機驅動，可使得某些確定的位置上機構不滿足穩定性原理，進而發生概率翻轉，實現滾動；由此該機構可以實現只需控制一個動力機的正反轉就可完成空間移動和轉向的功能。

附圖說明

圖1立方體滾動機構整體示意圖

圖2第一半球形連接頭

圖3第二半球形連接頭

圖4第一I形桿結構圖

圖5第二至第十二I形桿結構圖

圖6（a）立方體滾動機構的運動初始狀態圖

圖6（b）立方體滾動機構的運動翻滾臨界狀態圖

圖6（c）立方體滾動機構的概率翻滾狀態圖

圖6（d）立方體滾動機構的概率翻滾中間狀態圖

圖6（e）立方體滾動機構的概率翻滾后狀態圖

具體實施方式

結合附圖對本發明作進一步說明。

立方體滾動機構，如圖1包括：第一至第八半球形連接頭（A、B、C、D、E、F、G、H），第一至第十二I形桿（1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12），電機（13），配重（14），驅動軸（15），錐齒輪（16），錐齒輪（17）；零件的結構及連接方式如下：

第一半球形連接頭（A）的A1端和第一I形桿（1）的一端通過頂絲連接在一起，A2、A3端和第四、八I形桿（4、8）的一端通過轉動副連接在一起；

第二半球形連接頭（B）的B1、B3端和第二、五I形桿（2、5）的一端通過轉動副連接在一起，?B2端和第一I形桿（1）的另一端通過轉動副連接在一起；

第三半球形連接頭（C）的C1端和第二形桿（2）的另一端通過轉動副連接在一起，C2、C3端和第三、六I形桿（3、6）的一端通過轉動副連接在一起；