专利名称：一种滚动六面体步行机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种滚动步行机构，具体涉及一种滚动六面体步行机构。该装置可用 于军事领域中侦查、监视恐怖事件及排雷等。
背景技术：
平面连杆机构中，结构最简单且应用最广泛的是有四个构件所组成的平面四杆机 构。传统的四杆机构有两个连架杆，一个连杆及机架组成，这里机架是与地面固定的。这样 在电机的旋转下，实现旋转或部分旋转输出。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。将机架与地面脱离，机架在一个 运动周期中有地面相对静止，而在向下一个周期过渡的过程中，机架与地面之间是脱离的。 这样就使机架从四杆机构中解放出来，实现整个机构的平面运动，达到滚动前进的目的。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。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在已有平面滚动四杆机构的基础上，增加一个与 之相同的机构，从而实现空间两个方向的滚动，进而实现转向的功能。本发明的技术方案一种滚动六面体步行机构，该机构包括，第一支链、第二支链、第三支链、第四支 链、第一个十字杆、第二个十字杆。第一个十字杆的第一端与第一支链的第一滚动轴承连接。第一个十字杆的第二端与第二支链的第六滚动轴承27连接。第一个十字杆的第三端与第三支链的C滚动轴承连接。第一个十字杆的第四端与第四支链的E滚动轴承连接。第二个十字杆的第一端与第一支链的第一滚动轴承连接；第二个十字杆的第二端与第二支链的第三滚动轴承26连接。第二个十字杆的第三端与第三支链的D滚动轴承连接。第二个十字杆的第四端与第四支链的F滚动轴承连接。本发明的有益效果本发明所述的滚动六面体步行机构采用整体闭链机构，增加 了该机构的刚度，当机器人承受负载时，各个杆件共同分担负载，是机器人各构件的受力分 布更均勻，提高机器人本体的负载能力。同时实现空间两个方向的滚动，实现转向的功能。 该机器人构件少，结构、控制简单。
图1滚动六面体步行机构三维图。图2第一支链三维图。图3第一支链结构剖视图
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图4连接电机轴主视图。图5连接轴主视图。图6第二支链三维图。图7第二支链剖视图。图8第三支链三维体图。图9第四支链三维图。图10第一和第二个十字杆十字杆三维图。图中第一支链(I)，第二支链(II)，第三支链(III)，第四支链(IV)，第一个十字 杆1，第一支链的第一杆2，第一支链的第二滚动轴承3，第一支链的第三滚动轴承4，第一支 链的第一连接轴5，第一支链的主杆6，第一支链的第四滚动轴承7、联接电机轴8，电机9，第 一支链的第二杆10，第一支链的第一滚动轴承11，第一支链的第五滚动轴承12，第二个十 字杆14，第二支链的第一杆17，第二支链的第一滚动轴承18，第二支链的第二滚动轴承19， 第二支链的第一连接轴20，第二支链的主杆21，第二支链的第二连接轴22，第二支链的第 四滚动轴承23，第二支链的第五滚动轴承24，第二支链的第二杆25，第二支链的第三滚动 轴承26，第二支链的第六滚动轴承27。
具体实施例方式结合附图对本发明作进一步说明。一种滚动六面体步行机构，该机构包括，第一支链I、第二支链II、第三支链III、 第四支链IV、第一个十字杆1、第二个十字杆14，如图1，通过第一个十字杆和第二个十字 杆，将四条支链连接在一起。具体连接如下第一个十字杆的第一端与第一支链的第一滚动轴承11连接。第一个十字杆的第二端与第二支链的第六滚动轴承27连接。第一个十字杆的第三端与第三支链的C滚动轴承连接。第一个十字杆的第四端与第四支链的E滚动轴承连接。第二个十字杆的第一端与第一支链的第五滚动轴承12连接。第二个十字杆的第二端与第二支链的第三滚动轴承26连接。第二个十字杆的第三端与第三支链的D滚动轴承连接。第二个十字杆的第四端与第四支链的F滚动轴承连接。所述的第一支链I为安装电机的支链，如图2、3，它包括第一支链的第一杆2、第一 支链的第一连接轴5、第一支链的主杆6、联接电机轴8、电机9、第一支链的第二杆10、第一 支链的第一至第五滚动轴承11、3、4、7、12。第一支链的第一杆的a端的通孔中安装第一支链的第一滚动轴承11，其b端两侧 的通孔中分别安装第一支链的第二、三滚动轴承3、4。第一支链的第一连接轴5安装于第一支链的第二、三滚动轴承3、4中。第一支链的主杆6是一种Y型结构，其e端安装第一支链的第四滚动轴承7，电机 9放置在第一支链的主杆d端的通孔中，并固定在其端上，联接电机接轴8的一端置于第一 支链的第四滚动轴承7中，联接电机接轴8的另一端与电机9的轴固定连接。第一支链的第二杆的g端安装第一支链的第五滚动轴承12，第一支链的第二杆的f端与联接电机接轴8通过顶丝固定。第一支链的主杆的c端与第一支链的连接轴5通过顶丝固定。第四支链IV，如图9，它与第一支链I的结构尺寸相同。第四支链的E滚动轴承用 于与第一个十字杆的第四端连接。第四支链的F滚动轴承用于与第二个十字杆的第四端连 接。所述的第二支链II，如图6、7，它包括第二支链的第一杆17、第二支链的第一连接 轴20、第二支链的主杆21、第二支链的第二连接轴22、第二支链的第二杆25、第二支链的第 一至第六滚动轴承18、19、26、23、24、27。第二支链的主杆21是一种Y型结构，其j端两侧的通孔中分别安装第二支链的第 一、二滚动轴承18、19 ；第二支链的第一连接轴20安装于第二支链的第一、二滚动轴承18、 19中。第二支链的第一杆的h端的通孔中安装第二支链的第三滚动轴承26 ；第二支链的 第一杆的i端与第二支链的第一连接轴20通过顶丝固定；第二支链的第二杆25的L端两侧的通孔中分别安装第二支链的第四、第五滚动轴 承23、24，第二支链的第二连接轴22的两端分别安装于第二支链的第四、第五滚动轴承23、 24中。第二支链的第二杆的m端安装第二支链的第六滚动轴承27。第二支链的主杆的k端与第二支链的第二连接轴22通过顶丝固定。第三支链III，如图8，它与第二支链II的结构、尺寸相同。第三支链的C滚动轴 承用于与第一个十字杆的第三端连接。第三支链的D滚动轴承用于与第二个十字杆的第三 端连接。通过上述步骤完成滚动六面体机构的组装。如图4所示。联接电机轴8为阶梯轴，ο端中空，用于安放电机9的输出轴。在0 端的径向设一螺纹孔，采用顶丝实现电机输出轴与联接电机轴8的固定。联接电机轴8的 中间与第一支链的第二杆10的f端采用顶丝固定；联接电机轴8的η端与第一支链的的第 四滚动轴承7连接。四个支链上连接轴的结构和尺寸均相同，如图5，均为两端直径相同的台阶轴。其 两端用于与滚动轴承的连接。第一和第二个十字块(1、14)，如图10，其十字块的四个端头为与滚动轴承配合的 圆柱形。运动的连续性由机构本身惯性以及对电机的控制实现，滚动翻转前进。机构运动 时，保持只有一个电机通电。当只有一个电机通电时，滚动六面体机构的运动方式与平面四 杆机构的运动方式相同。当要转换方向时，将机构恢复到正方体形态，停止当前运动的电 机，将另一电机通电，从而实现方向的变换。
权利要求
一种滚动六面体步行机构，其特征在于该机构包括，第一支链(I)、第二支链(II)、第三支链(III)、第四支链(IV)、第一个十字杆(1)、第二个十字杆(14)；第一个十字杆的第一端与第一支链的第一滚动轴承(11)连接；第一个十字杆的第二端与第二支链的第六滚动轴承(27)连接；第一个十字杆的第三端与第三支链的C滚动轴承连接；第一个十字杆的第四端与第四支链的E滚动轴承连接；第二个十字杆的第一端与第一支链的第五滚动轴承(12)连接；第二个十字杆的第二端与第二支链的第三滚动轴承(26)连接；第二个十字杆的第三端与第三支链的D滚动轴承连接；第二个十字杆的第四端与第四支链的F滚动轴承连接。
2.根据权利要求1所述滚动六面体步行机构，其特征在于第一支链(I)为安装电机的支链，它包括第一支链的第一杆(2)、第一支链的第一连接 轴(5)、第一支链的主杆(6)、联接电机轴(8)、电机(9)、第一支链的第二杆(10)、第一支链 的第一至第五滚动轴承(11、3、4、7、12)；第一支链的第一杆的a端的通孔中安装第一支链的第一滚动轴承(11)，其b端两侧的 通孔中分别安装第一支链的第二、三滚动轴承(3、4)；第一支链的第一连接轴(5)安装于第一支链的第二、三滚动轴承(3、4)中； 第一支链的主杆(6)是一种Y型结构，其e端安装第一支链的第四滚动轴承(7)，电机 (9)放置在第一支链的主杆d端的通孔中，并固定在其端上，联接电机接轴(8)的一端置于 第一支链的第四滚动轴承(7)中，联接电机接轴(8)的另一端与电机(9)的轴固定连接；第一支链的第二杆的g端安装第一支链的第五滚动轴承(12)，第一支链的第二杆的f 端与联接电机接轴(8)通过顶丝固定；第一支链的主杆的c端与第一支链的连接轴(5)通过顶丝固定； 第四支链(IV)与第一支链(I)的结构尺寸相同。
3.根据权利要求1所述滚动六面体步行机构，其特征在于第二支链(II)包括第二支链的第一杆(17)、第二支链的第一连接轴(20)、第二支链的 主杆(21)、第二支链的第二连接轴(22)、第二支链的第二杆(25)、第二支链的第一至第六 滚动轴承(18、19、26、23、24、27)；第二支链的主杆(21)是一种Y型结构，其j端两侧的通孔中分别安装第二支链的第 一、二滚动轴承(18、19)；第二支链的第一连接轴(20)安装于第二支链的第一、二滚动轴承 (18、19)中；第二支链的第一杆的h端的通孔中安装第二支链的第三滚动轴承(26)；第二支链的第 一杆的i端与第二支链的第一连接轴(20)通过顶丝固定；第二支链的第二杆(25)的L端两侧的通孔中分别安装第二支链的第四、第五滚动轴承 (23、24)，第二支链的第二连接轴(22)的两端分别安装于第二支链的第四、第五滚动轴承 (23,24)中；第二支链的第二杆的m端安装第二支链的第六滚动轴承(27)； 第二支链的主杆的k端与第二支链的第二连接轴(22)通过顶丝固定； 第三支链(III)与第二支链(II)的结构、尺寸相同。
全文摘要
一种滚动六面体步行机构，该机构包括第一支链(I)、第二支链(II)、第三支链(III)、第四支链(IV)、第一个十字杆(1)、第二个十字杆(14)。第一个十字杆的第一端与第一支链的第一滚动轴承(11)连接，第二端与第二支链的第六滚动轴承(27)连接，第三端与第三支链的C滚动轴承连接，第四端与第四支链的E滚动轴承连接。第二个十字杆的第一端与第一支链的第五滚动轴承(12)连接，第二端与第二支链的第三滚动轴承(26)连接，第三端与第三支链的D滚动轴承连接，第四端与第四支链的F滚动轴承连接。该发明采用闭链结构，增加机器人刚度，提高负载能力，结构和控制简单，机构在惯性作用下，能够实现平面内的移动和转向。
文档编号B62D57/00GK101973319SQ20101052665
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者刘磊, 姚燕安, 王飞, 田耀斌 申请人:北京交通大学