雙模式16桿滾動機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】雙模式16桿滾動機構(gòu)，具有球面機構(gòu)和平面機構(gòu)兩種模式的滾動機構(gòu)，機構(gòu)主要包括第一至第四三角組件第一三角組件（I）上的第一轉(zhuǎn)動副連接件與第二三角組件（II）上的電機通過緊定螺釘固定連接；第二三角組件上的連接軸與第三三角組件（III）上的第一轉(zhuǎn)動副連接件同軸而實現(xiàn)活動連接；第三三角組件（III）上的第一轉(zhuǎn)動副連接件與第四三角組件（IV）上的電機通過緊定螺釘固定連接；第四三角組件（IV）上的連接軸與第一三角組件（I）上的第一轉(zhuǎn)動副連接件同軸而實現(xiàn)活動連接；所述的第一三角組件（I）和第三三角組件（III）結(jié)構(gòu)與尺寸相同；所述的第二三角組件（I）和第四三角組件（III）結(jié)構(gòu)與尺寸相同；通過上述連接，機構(gòu)能實現(xiàn)變形與滾動。
【專利說明】雙模式16桿滾動機構(gòu)
1【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種滾動機構(gòu)，具體涉及一種可變形滾動機構(gòu)。該裝置可用于軍事領域中偵查、監(jiān)視恐怖事件及排雷等。
2【背景技術(shù)】
[0002]中國專利申請CN2789106Y公開了一種單動力滾動四桿機構(gòu)。該機構(gòu)由4根桿組成，并由一個電機驅(qū)動。它可以實現(xiàn)平面內(nèi)的滾動前進。但此設計只是在一個方向運動，不能實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，從而無法實現(xiàn)在平面內(nèi)任意運動。
[0003]中國專利申請CN101215292A公開了一種滾動球面四桿機構(gòu)，利用結(jié)構(gòu)簡單的空間閉鏈四桿機構(gòu)，用一個電機進行驅(qū)動和控制，實現(xiàn)平面內(nèi)圓周運動軌跡的滾動，該機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，易于制造和工程實現(xiàn)。但其只能在一圓周滾動。
3
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:是在已有滾動四桿機構(gòu)和滾動球面四桿機構(gòu)的基礎上，拓展出一種二自由度滾動機構(gòu)，可以在平面機構(gòu)與球面機構(gòu)間進行轉(zhuǎn)換，增強變形能力，能夠更靈活地實現(xiàn)滾動以及轉(zhuǎn)向功能，提高機構(gòu)的移動性能。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:該機構(gòu)由四個三角形面組成，每個三角形面均由兩個固定桿和一個伸縮桿組成。每個三角面間都為轉(zhuǎn)動副，其中一個轉(zhuǎn)動副安裝一電機，作為在球面滾動機構(gòu)時的驅(qū)動，伸縮桿作為在機構(gòu)為平面滾動機構(gòu)時的驅(qū)動。
[0006]本發(fā)明的有益效果:機構(gòu)變形能力強，靈活度高，可方便控制機構(gòu)實現(xiàn)滾動。此外，三角組件便于模塊化設計。本發(fā)明可用于特種變形機器人的設計，利用機構(gòu)的外形變化，實現(xiàn)復雜地面上的滾動。進一步地可設計制造特殊的地面?zhèn)刹闄C器人。
4【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1雙模式16桿滾動機構(gòu)圖
[0008]圖2第一三角組件三維圖
[0009]圖3第三三角組件三維圖
[0010]圖4轉(zhuǎn)動副連接件
[0011]圖5電機連接件
[0012]圖6第二三角組件三維圖
[0013]圖7第四三角組件三維圖
[0014]圖8平面模式機構(gòu)三維圖
[0015]圖9球面模式機構(gòu)向平面模式機構(gòu)轉(zhuǎn)換三維圖
[0016]圖10機構(gòu)步態(tài)圖
5具體實施方案[0017]如圖1所不,具有球面機構(gòu)和平面機構(gòu)雙模式16桿滾動機構(gòu),主要包括第一至第四RRRP組件(1、I1、II1、IV)，第一 RRRP組件上，伸縮桿al、桿a2、桿a3之間均以轉(zhuǎn)動副相連；第二 RRRP組件上，桿bl、桿b2、伸縮桿b3之間均以轉(zhuǎn)動副相連；第三RRRP組件上，伸縮桿Cl、桿c2、桿c3之間均以轉(zhuǎn)動副相連；第四RRRP組件上，桿dl、桿d2、伸縮桿d3之間均以轉(zhuǎn)動副相連，其連接關(guān)系如下:第一 RRRP組件(I)上的桿a3與第二 RRRP組件(II)上的桿bl通過轉(zhuǎn)動副組件Rl活動連接；第二 RRRP組件(II)上的伸縮桿b3與第三RRRP組件(III)上的伸縮桿Cl通過轉(zhuǎn)動副組件R2活動連接；第三RRRP組件(III)上的桿c3與第四RRRP組件(IV)上的桿dl通過轉(zhuǎn)動副組件R活動連接；第四RRRP組件(IV)上伸縮桿d3與第一 RRRP組件(I)上的伸縮桿al通過轉(zhuǎn)動副組件R4活動連接，轉(zhuǎn)動副(Rl、R2、R3、R4)交于一點；所述的第一 RRRP組件(I)和第三RRRP組件(III)結(jié)構(gòu)與尺寸相同；所述的第二 RRRP組件(I)和第四RRRP組件(III)結(jié)構(gòu)與尺寸相同。
[0018]如圖2所示，所述的第一三角組件(I)，包括三個轉(zhuǎn)動副連接件(121、131、141)、第一連接桿(11 )、第二連接桿(12)、第三連接桿(13)、第四連接桿(14)、伸縮桿(15)。
[0019]如圖4所示，所述的轉(zhuǎn)動副連接件(121)為一 “b”字形狀，“b”字的直部，即平臺開有通孔(121a)，“b”字的圓部，即圓柱面?zhèn)让骈_有通孔(121b)，圓柱面中間開有通孔(121c)。
[0020]如圖2所示，所述的第一 RRRP組件(I)中，第三連接桿(13)和伸縮桿(15)—端通過銷釘固定連接，第四連接桿(14)和伸縮桿(15)另一端通過銷釘固定連接，第一連接桿
(11)和第二連接桿(12)之間通過銷釘活動連接，第三連接桿(13)和第二連接桿(12)之間通過銷釘固定連接，第四連接桿(14)和第一連接桿(11)之間通過銷釘固定連接，轉(zhuǎn)動副連接件(121)的通孔(121a)與第二連接桿(12)通過螺釘固定連接，轉(zhuǎn)動副連接件(131)的通孔與第三連接桿(13)通過螺釘固定連接，轉(zhuǎn)動副連接件(141)的通孔與第四連接桿(14)通過螺釘固定連接。
[0021]如圖6所示，所述的第二 RRRP組件(II)，包括一個電機連接件(222)、兩個轉(zhuǎn)動副連接件(231、241)、第一連接桿(21)、第二連接桿(22)、第三連接桿(23)、第四連接桿(24)、伸縮桿(25)。
[0022]如圖5所示，所述的電機連接件(222)為一“b”字形狀，平臺端開有通孔(222a)，圓柱面中間開有通孔(222c )，圍繞通孔(222c )均勻分布有4個通孔(222b )。
[0023]如圖6所示，所述的第二 RRRP組件(II)中，第三連接桿(23)和伸縮桿(25)通過銷釘固定連接，第四連接桿(24)和伸縮桿(25)通過銷釘固定連接，第一連接桿(21)和第二連接桿(22)之間通過銷釘活動連接，第三連接桿(23)和第二連接桿(22)之間通過銷釘固定連接，第四連接桿(24)和第一連接桿(21)之間通過銷釘固定連接，轉(zhuǎn)動副連接件(241)的通孔(241a)與第四連接桿(24)通過螺釘固定連接，轉(zhuǎn)動副連接件(231)的通孔與第三連接桿(23 )通過螺釘固定連接，電機連接件(222 )的通孔與第二連接桿(22 )通過螺釘固定連接，電機(221)與電機連接件(222)通過螺釘固定連接。
[0024]轉(zhuǎn)動副Rl由第一 RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(121)和第二 RRRP組件上的電機連接件(222)組成；轉(zhuǎn)動副R2由第二 RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(231)和第三RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(331)、第二 RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(241)和第三RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(341)共同組成；轉(zhuǎn)動副R3由第三RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(321)和第四RRRP組件上的電機連接件(422)組成；轉(zhuǎn)動副R4由第四RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(431)和第一 RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(131)、第四RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(441)和第一RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(141)共同組成。
[0025]通過上述連接，機構(gòu)可以進行在平面機構(gòu)與球面機構(gòu)間的轉(zhuǎn)換且驅(qū)動在機構(gòu)為球面機構(gòu)時滾動，直線電機為機構(gòu)在平面機構(gòu)時的驅(qū)動。當四個三角組件均平行時，機構(gòu)為平面滾動機構(gòu)，如圖8所示為機構(gòu)在平面機構(gòu)模式時的三維圖，如圖9所示為機構(gòu)在球面機構(gòu)模式向平面機構(gòu)模式轉(zhuǎn)換時的三維圖，如圖10所示為機構(gòu)運動步態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.雙模式16桿滾動機構(gòu)，其特征為，主要包括第一至第四RRRP組件(1、I1、II1、IV)； 第一 RRRP組件上，伸縮桿al、桿a2、桿a3之間均以轉(zhuǎn)動副相連； 第二 RRRP組件上，桿bl、桿b2、伸縮桿b3之間均以轉(zhuǎn)動副相連； 第三RRRP組件上，伸縮桿Cl、桿c2、桿c3之間均以轉(zhuǎn)動副相連； 第四RRRP組件上，桿dl、桿d2、伸縮桿d3之間均以轉(zhuǎn)動副相連； 四個組件的連接關(guān)系如下: 第一 RRRP組件(I)上的桿a3與第二 RRRP組件(II)上的桿bl通過轉(zhuǎn)動副組件Rl活動連接； 第二 RRRP組件(II)上的伸縮桿b3與第三RRRP組件(III)上的伸縮桿cl通過轉(zhuǎn)動副組件R2活動連接； 第三RRRP組件(III)上的桿c3與第四RRRP組件(IV)上的桿dl通過轉(zhuǎn)動副組件R3活動連接； 第四RRRP組件(IV)上伸縮桿d3與第一 RRRP組件(I)上的伸縮桿al通過轉(zhuǎn)動副組件R4活動連接； 四個RRRP組件通過軸線交于一點的轉(zhuǎn)動副(Rl、R2、R3、R4)首尾相接； 所述的第一 RRRP組件(I)和第三RRRP組件(III)結(jié)構(gòu)與尺寸相同； 所述的第二 RRRP組件(I)和第四RRRP組件(III)結(jié)構(gòu)與尺寸相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙模式16桿滾動機構(gòu)，其特征在于第一RRRP組件(I)，包括三個轉(zhuǎn)動副連接件(121、131、141)、第一連接桿(11)、第二連接桿(12)、第三連接桿(13)、第四連接桿(14)、伸縮桿(15); 所述的轉(zhuǎn)動副連接件(121)為一 “b”字形狀，“b”字的直部，即平臺開有通孔(121a)，“b”字的圓部，即圓柱面?zhèn)让骈_有通孔(121b)，圓柱面中間開有通孔(121c)； 所述的第一 RRRP組件(I)中，第三連接桿(13)和伸縮桿(15)—端通過銷釘固定連接，第四連接桿(14)和伸縮桿(15)另一端通過銷釘固定連接，第一連接桿(11)和第二連接桿(12)之間通過銷釘活動連接，第二連接桿(12)和第三連接桿(13)之間通過銷釘固定連接，第四連接桿(14)和第一連接桿(11)之間通過銷釘固定連接，轉(zhuǎn)動副連接件(121)的通孔(121a)與第二連接桿(12)通過螺釘固定連接，轉(zhuǎn)動副連接件(131)的通孔與第三連接桿(13)通過螺釘固定連接，轉(zhuǎn)動副連接件(141)的通孔與第四連接桿(14)通過螺釘固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙模式16桿滾動機構(gòu)，其特征在于，第二RRRP組件(II)，包括一個電機連接件(222)、兩個轉(zhuǎn)動副連接件(231、241)、第一連接桿(21)、第二連接桿(22)、第三連接桿(23)、第四連接桿(24)、伸縮桿(25)； 所述的電機連接件(222)為一“b”字形狀，平臺端開有通孔(222a)，圓柱面中間開有通孔(222c)，圍繞通孔(222c)均勻分布有4個通孔(222b)； 所述的第二 RRRP組件(II)中，第三連接桿(23)和伸縮桿(25)通過銷釘固定連接，第四連接桿(24)和伸縮桿(25 )通過銷釘固定連接，第一連接桿(21)和第二連接桿(22 )之間通過銷釘活動連接，第二連接桿(22)和第三連接桿(23)之間通過銷釘固定連接，第四連接桿(24)和第一連接桿(21)之間通過銷釘固定連接，轉(zhuǎn)動副連接件(241)的通孔(241a)與第四連接桿(24)通過螺釘固定連接，轉(zhuǎn)動副連接件(231)的通孔與第三連接桿(23)通過螺釘固定連接，電機連接件(222)的通孔與第二連接桿(22)通過螺釘固定連接，電機(221)與電機連接件(222)通過螺釘固定連接； 轉(zhuǎn)動副Rl由第一 RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(121)和第二 RRRP組件上的電機連接件(222)組成； 轉(zhuǎn)動副R2由第二 RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(231)和第三RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(331)、第二 RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(241)和第三RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(341)共同組成; 轉(zhuǎn)動副R3由第三RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(321)和第四RRRP組件上的電機連接件(422)組成； 轉(zhuǎn)動副R4由第四RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(431)和第一 RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(131)、第四RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(441)和第一 RRRP組件上的轉(zhuǎn)動副連接件(141)共同組成。`
【文檔編號】B62D57/02GK103738426SQ201310493384
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】姚燕安, 王潔羽 申請人:北京交通大學