[發明專利]單動力雙步態爬行六桿機構

有效

• 申請號: 201711154419.2
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN108001553B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 劉超;巢鑫迪;姚燕安;徐小景
• 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: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 謝建玲;郝亮

本發明涉及一種單動力雙步態爬行六桿機構，具體涉及一種以線對稱Bricard機構為基礎構型，通過桿件的轉動來實現機構的移動。單動力爬行六桿機構為單閉鏈，由帶圓弧機架桿，電機座，電機，法蘭聯軸器，驅動桿，驅動桿轉動軸，第一傳動桿，第一傳動桿轉動軸，第二傳動桿，第二傳動桿轉動軸，第三傳動桿，第三傳動桿轉動軸，第四傳動桿，第四傳動桿轉動軸，軸承座和配重構成；桿件與桿件之間通過軸線互相垂直的轉動副連接，通過一個電機來帶動機構運動，主要依靠第二傳動桿和帶圓弧機架桿與地面的接觸，產生直行或者轉向的摩擦力從而實現整個機構的移動。該機構結構簡單，成本低廉，易于制造和控制。在民用領域，可用于制作教學教具、益智產品，在軍用領域，也可進一步設計改造為地形探測、物資運輸、排雷機器人等。

技術領域

本發明涉及一種單動力雙步態爬行六桿機構，具體涉及一種以線對稱Bricard為基礎構型，機構為單自由度，用軸線相互垂直的轉動副將各桿相連，；可通過特殊桿件的運動來帶動整體機構移動，以適應不同運動環境及探測工作要求。

背景技術

線對稱Bricard機構，是典型的單閉鏈空間六桿機構，具有六個轉動副。該線對稱Bricard機構只有一個自由度，僅需要一個電機即可以驅動。由于該機構的結構和運動特點，在日常生活中的各個領域都有很廣泛的應用，例如費斯托公司的斯馬特翻飛器(SmartInversion)，利用空氣推動自身不斷地使自身向外翻轉。線對稱Bricard機構具有結構簡單，成本低廉，單電機控制系統簡單，可靠性高的特點。

中國專利申請CN 103231750A公開了一種單動力滾動球面四桿機構。該機構包括四個連桿，由七個轉接頭連接成一個閉合的球面機構，結構簡單，具有一定的運動能力。但是該機構運動路線為一個圓弧，運動單一，越障能力低。

中國專利申請CN 103407507A公開了一種單動力爬行六桿機構，以空間六桿機構為基礎的，通過部件的翻轉來實現整體移動的單動力爬行六桿機構。桿件之間通過轉動副相連。但該機構變形能力單一，運動能力較低，克服復雜地形障礙的能力較弱。

發明內容

本發明要解決的問題是線對稱Bricard機構多用于空間折展，而沒有應用到移動機器人方向，本發明提供一種單自由度六桿移動機器人構型移動方案，該機器人能夠利用特定桿件與地面產生的摩擦力，來實現機器人的定向移動和定向轉動。

本發明的技術方案：

一種單動力雙步態爬行六桿機構為單閉鏈機構，由電機座，電機，法蘭聯軸器，驅動桿，驅動桿轉動軸，第一傳動桿，第一傳動桿轉動軸，第二傳動桿，第二傳動桿轉動軸，第三傳動桿，第三傳動桿轉動軸，第四傳動桿，第四傳動桿轉動軸，軸承座，配重和圓弧機架桿構成；

構成機構的零件結構及連接方式：

所述的驅動桿為“凸”形狀，驅動桿一端制成凸臺(4-a)，凸臺中間設有一個通孔，在驅動桿中間，與凸臺(4-a)通孔軸線相同方向挖出凹槽(4-b)，凹槽(4-b)四周倒圓角，在驅動桿另一端設有兩個螺紋孔(4-c)和一個通孔(4-d)，兩個螺紋孔(4-c)和一個通孔(4-d)的軸線和凸臺(4-a)上的通孔軸線互相垂直；

所述的驅動桿轉動軸，在軸一端制成凸臺(5-a)，另一端設有螺紋(5-b)；驅動桿轉動軸和第一傳動桿轉動軸，第二傳動桿轉動軸，第四傳動桿轉動軸結構相同，尺寸不同；與第三傳動桿轉動軸結構和尺寸相同；

所述的第一傳動桿為“凹”形狀，在第一傳動桿一端制成兩個凸臺(6-a)和(6-b)，在凸臺(6-a)和(6-b)上分別制成階梯孔，在第一傳動桿中間，與凸臺(6-a)和(6-b)上的階梯孔軸線垂直方向挖出凹槽(6-c)，凹槽(6-c)四周倒圓角，在第一傳動桿另一端設有設有兩個階梯孔(6-d)和(6-e)，階梯孔(6-d)和(6-e)的軸線與凸臺(6-a)和(6-b)上的階梯孔軸線互相垂直；第一傳動桿與第三傳動桿的結構和尺寸相同；