专利名称：滚动变形机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可移动机构，具体涉及一种滚动变形移动机构。该装置可应用于机器人在特殊环境下的探测。
背景技术：
中国专利申请CN101973319公开了一种六面体步行机构。该机构由两个十字杆和四条支链组成，每个十字杆分别于四个支链的一端连接，由两个电机驱动，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，将机构回复到正方体形态，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。但此机构变形较小，驱动电机不易安装。
发明内容
本发明所要解决的技术问题:设计出一种具有较强变形能力的多面体移动机构，能够容易的实现滚动以及转向功能，提高机构的移动性能。本发明的技术方案:设计一种具有三条支链的并联机构，每条支链上安装有一个驱动电机，且驱动电机安装在支链的中部以保证机构的对称性。利用该机构的变形实现机器人的移动和转向。其具体方法如下:该机构包括上平台、下平台和三条支链，所述的上平台与下平台的结构尺寸相同，所述的三条支链的结构和尺寸相同。每条支链的两端分别通过十字轴与上、下平台连接，从而形成具有三条支链的并联机构。本发明的有益效果:本发明所述的滚动变形机构采用三支链的并联机构，该机构具有一定的刚度和承载能力，且机构的自由度为3，具有较强的灵活性和变形能力，可以实现向前移动和转向，能够适应多种复杂的环境。
图1整体机构图；图2半球块I结构示意3顶点单元A装配示意4顶点单元B装配示意5连杆8结构示意6连杆10结构示意7第I支链剖视8第I支链装配示意9第I支链与顶点单元A和顶点单元B装配示意10整体机构运动示意图
具体实施例方式结合附图对本发明做进一步说明。滚动变形机构，该机构包括顶点单元A，顶点单元B和第I支链、第II支链和第III支链，所述的顶点单元A与顶点单元B的结构和尺寸相同，第I支链、第II支链和第III支链的结构和尺寸相同，如图1所示。所述的顶点单元A包括半球块(I)和三个U形件(2，3，4 )，其连接关系如下:如图2所示，半球块(I)上有个三角形的凸台(Ia)和三个凹槽(lb)。如图3，所述的三个U形件(2，3，4)通过螺钉分别固定在三角形凸台(Ia)的侧壁上。所述的顶点单元B包括半球块(I)和三个U形件(5，6，7)，其连接关系如下:如图4所示，半球块(I)上有个三角形的凸台(Ia)和三个凹槽(lb)。所述的三个U形件(5，6，7)通过螺钉分别固定在三角形凸台(Ia)的侧壁上。顶点单元B的结构和尺寸与顶点单元A相同。第I支链包括:连杆(8)，连杆(10)，电机壳(9)和电机(11)如图5所示，连杆(8)的两侧分别为圆端和U形端，圆端中心开有通孔，U形端两侧开有通孔，且U形端通孔的轴线(8a)与圆端的轴线(Sb)正交。在连杆(8)的圆端分别设置有电机固定孔(81)和电机壳固定孔(82)如图6所示,连杆(10)的两侧分别为圆端和U形端，圆端中心开有通孔，U形端两侧开有通孔，且U形端通孔的轴线(IOa)与圆端的轴线(IOb)正交第I支链的连接关系如下:如图7图8所示，电机(11)与连杆(8)通过孔(81)固定连接，电机壳(9)与连杆(8)通过孔(82)固定连接，所示的电机壳的尾端或侧段可以开若干通孔一边布线(图中未标示)，连杆(10)通过紧定螺钉与电机(11)的输出轴固定连接，通过上述连接构成第I支链。整体机构包括:顶点单元A，顶点单元B，第I支链，第II支链和第III支链。其连接关系如下:如图9所示，第I支链的连杆(10)的U形端与顶点单元A的U形件(5)通过十字轴(12)活动连接,连杆(8)的U形端与顶点单元B的U形件(2)通过十字轴(12)活动连接；第II支链的连杆(10)的U形端与顶点单元A的U形件(6)通过十字轴活动连接，连杆
(8)的U形端与顶点单元B的U形件(3)通过十字轴(12)活动连接；第111支链的连杆(10)的U形端与顶点单元A的U形件(7)通过十字轴活动连接,连杆(8)的U形端与顶点单元B的U形件(4)通过十字轴(12)活动连接，通过上述连接构成滚动变形机构。具体使用方法:如图10所示整体机构通过三条支链夹角变化来实现整体机构的滚动，机构运动的步骤为(a) — (b) 一(C) 一(d),步骤(a):机构通过第I支链、第II支链和顶点单元A支撑于地面；步骤(b):在第III支链驱动电机的作用下，第III支链连杆(8)和连杆(10)的夹角变大，整体机构实现变形；步骤(c):由于机构的变形，使整体机构的重心向顶点单元B的一侧移动，当超过临界点时，整体机构发生翻转，变为第I支链、第II支链和顶点单元B支撑于地面；步骤(d):第III支链驱动电机反向转动，使第III支链连杆(8)和连杆(10)的夹角再变小,完成滚动移动。
权利要求
1.滚动变形机构，其特征在于:该机构包括顶点单元A，顶点单元B和第I支链、第II支链和第III支链，所述的顶点单元A与顶点单元B的结构和尺寸相同，第I支链、第II支链和第III支链的结构和尺寸相同； 所述的顶点单元A包括半球块I和中心对称布置在半球块三角形凸台侧面的U形件2、U形件3与U形件4 ; 所述的半球块I上有个三角形的凸台Ia和三个凹槽lb，U形件2、U形件3与U形件4通过螺钉分别固定在三角形凸台Ia的侧壁上； 所述的第I支链连接在顶点单元A的U形件2和顶点单元的U形件5上，第I支链的连杆10的U形端与顶点单元A的U形件5通过十字轴12活动连接,连杆8的U形端与顶点单元B的U形件2通过十字轴12活动连接； 第II支链和第III支链连接顶点单元A与顶点单元B的方式与第I支链连接两个顶点单元的方式相同； 第II支链连接在顶点单元A的U形件3和顶点单元的U形件6上； 第III支链连接在顶点单元A的U形件4和顶点单元的U形件7上； 通过上述三条支链和顶点单元A, B的连接,构成滚动变形机构。
2.根据权利要求1所述的第I支链，其特征在于:第I支链包括，连杆8，连杆10，电机壳9和电机11 ； 所述的连杆8的两侧分别为圆端和U形端，圆端中心开有通孔，U形端两侧开有通孔，且U形端通孔的轴线8a与圆端的轴线Sb正交。在连杆8的圆端分别设置有电机固定孔81和电机壳固定孔82 ； 所述的连杆10的两侧分别为圆端和U形端，圆端中心开有通孔，U形端两侧开有通孔，且U形端通孔的轴线IOa与圆端的轴线IOb正交； 电机11与连杆8通过孔81固定连接，电机壳9与连杆8通过孔82固定连接，连杆10通过紧定螺钉与电机11的输出轴固定连接，以保证连杆8与连杆10 U形端的轴线8a、8b在同一平面内，且同时与连杆8、10的圆端轴线8b、IOb正交，通过上述连接构成第I支链。
全文摘要
本发明公开一种滚动变形机构，该机构包括顶点单元A，顶点单元B和第Ⅰ支链、第Ⅱ支链和第Ⅲ支链，第Ⅰ支链的两端分别通过十字轴12与顶点单元A、B活动连接，第Ⅱ支链和第Ⅲ支链都以相同的方式通过十字轴12与顶点单元A、B活动连接，且驱动电机11安装在每条支链的中部以保证机构的对称性。该机构的自由度为3，具有较强的灵活性和变形能力，可以利用机构的变形实现向前移动和转向，从而能够适应多种复杂的环境。
文档编号B62D57/00GK103112512SQ201310061219
公开日2013年5月22日 申请日期2013年2月27日 优先权日2013年2月27日
发明者姚燕安, 田耀斌, 张予昊 申请人:北京交通大学