[發明專利]六自由度滾動機構

有效

• 申請號: 201310087460.8
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103144691A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 姚燕安;田耀斌;王潔羽
• 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

本發明涉及一種滾動步行機構，具體涉及一種多面體滾動機構。該裝置可用于軍事領域中偵查、監視恐怖事件及排雷等。

背景技術

中國專利申請CN2789106Y公開了一種單動力滾動四桿機構。該機構由4根桿組成，并由一個電機驅動。它可以實現平面內的滾動前進。但此設計只是在一個方向運動，不能實現轉向，從而無法實現在平面內任意運動。

中國專利申請CN101890714A公開了一種單自由度連桿移動機器人。該機器人能夠利用機構的重心位置變化以及運動過程中的不穩定狀態，實現機器人的定向移動與轉向功能。但其自由度較少，靈活性欠佳。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：是在已有多面體滾動機構基礎上，拓展出一種多自由度四面體移動機構，增強變形能力，能夠更靈活地實現滾動以及轉向功能，提高機構的移動性能。

本發明的技術方案：四面體在幾何上由四個面和四個頂點組成，每個頂點上連接三個面，根據幾何特征，設計相應的機械結構。其中機構主要包括四個相同接頭組件和四個分叉組件。四個分叉組件上，有一分叉組件上有三個舵機，其余分叉組件上各有一個舵機，；接頭組件為球副。該機構具有6個自由度，可分別由6個舵機控制。

本發明的有益效果：由于機構自由度為6，其變形能力強，靈活度高，可方便控制機構實現滾動。此外，定點組件和支鏈便于模塊化設計。本發明可用于特種變形機器人的設計，利用機構的外形變化，實現復雜地面上的滾動。進一步地可設計制造特殊的地面偵查機器人。

附圖說明

圖1?6自由度四面體機構三維圖

圖2?第一分叉組件（A1）剖視圖

圖3?第一分叉組件（A1）剖視局部圖

圖4?電機連接塊三維圖

圖5?第一分叉組件（A1）三維圖

圖6?第二分叉組件（A3）剖視圖

圖7?第二分叉組件（A3）剖視局部圖

圖8?第二分叉組件（A3）三維圖

圖9?第一頂點組件（A2）三維圖

圖10?六自由度滾動機構運功過程圖

具體實施方案

如圖1所示，6自由度滾動機構主要包括第一至第四接頭組件（A2、A4、A6、A8）和第一至第四分叉組件（A1、A3、A5、A7）；所述的第一接頭組件（A2）上通過彈性件固定有三個連接軸（30、32、34）；第二、三接頭組件（A4、A6）尺寸與結構與（A2）相同；所述的第一分叉組件（A1）設有連接管（4、8、13），三個舵機（1、10、14）；所述的第二分叉組件（A3）設有連接管（18、22、27）.一個舵機（15）。

第三、第四分叉組件（A5、A7）結構與尺寸與第二分叉組件（A3）相同。

第一接頭組件（A2）上的三個連接軸分別和第一分叉組件（A1）上的連接管（4）、第二分叉組件（A3）上的連接管（18）、第三分叉組件（A5）上的連接管（18）通過銷釘固定。

第二接頭組件（A4）上的三個連接軸分別和第二分叉組件（A3）上的連接管（22）、第三分叉組件（A5）上的連接管（22）、第四分叉組件（A7）上的連接管（18）通過銷釘固定。

第三接頭組件（A6）上的三個連接軸分別和第一分叉組件（A1）上的連接管（8）、第三分叉組件（A5）上的連接管（27）、第四分叉組件（A7）上的連接管（22）通過銷釘固定。

第四接頭組件（A8）上的三個連接軸分別和第一分叉組件（A1）上的連接管（13）、第二分叉組件（A3）上的連接管（27）、第四分叉組件（A7）上的連接管（27）通過銷釘固定。

如圖2所示，所述的第一分叉組件（A1），包括三個舵機（1、10、14）、三個U件（2、6、11）、三個法蘭（3、7、12）、三個連接管（4、8、13）、頂點支撐盤（9）、電機連接塊（5）。

如圖4所示，所述的電機連接塊（5）為三叉形狀，三叉的端部為“［”形，“［”形側面開有兩組螺紋孔（5a）用于和舵機上對應的兩組孔固定。

如圖2所示第一分叉組件（A1），所述的電機連接塊（5）的三個“［”形端部分別和三個舵機（1、10、14）的一端通過螺釘連接在一起；所述的電機連接塊（5）的中部開有螺紋孔（5b），通過螺釘和頂點支撐盤（9）固定。