一种基于阿基米德螺旋线的机器人变形部件的制作方法

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种机器人变形部件。

背景技术：

六足机器人作为移动机器人领域一个组成部分，主要有爬行稳定、环境适应能力强、可越障的特点。同时，球形机器人也属于移动机器人的一个范畴，主要特点是可以在平整地面上快速滚动。如果设计一种六足-球形变形机器人，使这种机器人可以同时兼顾两者的运动特点，那么，这就涉及到一种变形机构。

本发明专利提出一种可变形部件，使得机器人既可以展开作为六足机器人行走，又可以收缩作为球形机器人滚动。可以更好地适应复杂地形环境。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种可实现多足行走和球形滚动的机器人变形部件。

本发明为解决其技术问题提供的一种技术方案是：一种基于阿基米德螺旋线的机器人变形部件，其特征在于包括：舵盘、传动机构和旋转片；所述传动机构与舵盘固定连接，所述旋转片沿传动机构周向分布，与所述传动机构连接，所述传动机构驱动所述旋转片张开或收缩，所述旋转片伸展时所述变形部件整体呈瓣状，所述旋转片收缩时所述变形部件整体呈盘状。

作为上述方案的改进，所述旋转片为基于阿基米德螺旋线的形状设计，所述旋转片收缩时，沿传动机构周向分布的旋转片之间紧密贴合。

作为上述方案的改进，所述旋转片包括第一端和第二端，所述旋转片的第一端设置有阶梯孔和安装孔，所述第二端上设置有连接孔。

作为上述方案的改进，所述第一端和第二端之间设置有弧型长孔。

作为上述方案的改进，所述传动机构为齿轮传动机构，包括中间齿轮、沿中间齿轮周向分布的从动齿轮，以及舵机，所述舵机与所述中间齿轮传动连接。

作为上述方案的改进，所述从动齿轮均匀分布在舵盘上，相邻的从动齿轮具有高度不等的凸台。

作为上述方案的改进，所述舵盘呈花瓣状。

作为上述方案的改进，还包括与所述舵盘对称布置的连接舵盘及第一连接杆，所述连接舵盘与所述舵盘通过第一连接杆固定连接。

作为上述方案的改进，所述连接舵盘上设置有从动旋转片，所述从动旋转片与位于舵盘上的旋转片相对应，所述从动旋转片与所述旋转片之间设置有第二连接杆，所述第二连接杆将二者固定连接。

作为上述方案的改进，所述从动旋转片与所述旋转片形状结构完全一致，所述从动旋转片与所述旋转片同步运动。

本发明的有益效果是：一种基于阿基米德螺旋线的机器人变形机构通过与舵盘连接的传动机构，以及沿传动机构周向分布并与所述传动机构连接的旋转片，使得传动机构驱动所述旋转片伸展时所述变形机构整体呈瓣状，可安装足类部件用于行走，所述旋转片收缩时所述变形部件整体呈盘状，有利于滚动，即提供了一种可实现多足行走和球形滚动的机器人变形部件。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单说明。

图1 为本发明一种实施例的结构示意图；

图2为本发明一种实施例的立体图；

图3 为本发明旋转片的结构示意图；

图4 为本发明舵盘的结构示意图；

图5 为本发明连接舵盘的结构示意图；

图6为本发明一种实施例伸展状态的俯视图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。此外本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对图中本发明各组成部分相互位置关系来说的。

图1位本发明一种实施列的结构示意图，图2为本发明一种实施例的立体图，参照图1和图2，一种基于阿基米德螺旋线的机器人变形部件，包括舵盘1、传动机构2、旋转片3、连接舵盘4、第一连接杆5、从动旋转片6以及第二连接杆7；传动机构2与所述舵盘1连接，旋转片与所述传动机构2连接，所述连接舵盘4通过第一连接杆5与舵盘1固定连接，所述从动旋转片6通过第二连接杆7与旋转片3固定连接，所述从动旋转片6可随旋转片3同步旋转，旋转片3处于收缩状态时，变形机构整体呈圆盘状（如图2），旋转片3伸展时，变形机构整体呈瓣状（如图6），因所述旋转片3为基于阿基米德螺旋线的设计，在完全收紧状态时，旋转片3之间紧密贴合。

传动机构2包括中间齿轮21，所述中间齿轮21中心设置有凹槽，所述中间齿轮21轴向还设置有安装孔，沿所述凹槽可用于安装舵机时容纳舵机法兰，同时方便舵机轴与中间齿轮21的固定。所述从动齿轮（22,23）沿中间齿轮21周向均匀分布，所述从动齿轮分为高凸台从动齿轮22和低凸台从动齿轮23，两种从动齿轮（22,23）交替分布，所述从动齿轮均与所述中间齿轮21啮合。

优选的所述传动机构可使用等直径的齿轮传动，齿轮模数都为0.5，齿数为80，中间齿轮21的厚度为从动齿轮厚度的2.5倍，相邻从动齿轮（22,23）的凸台高度不同，所述从动齿轮（22,23）沿中间齿轮周向呈120度等角度交替分布。

旋转片3沿着中间齿轮21周向均匀分布，所述旋转片3与所述高凸台从动齿轮22或低凸台从动齿轮23固定连接，所述从动轮（22,23）将所述旋转片3与舵盘1连接，所述旋转片3上设置有凹槽31（如图3），所述凹槽31可用于安装推力轴承，减小旋转片3与舵盘1之间的摩擦力，进一步的降低能量损耗。

一种基于阿基米德螺旋线的机器人变形部件，所述连接舵盘4与所述舵盘1对称布置，所述连接舵盘4上连接有与所述旋转片3对称布置的从动旋转片6，所述从动旋转片6与所述旋转片一一对应，跟随旋转片同步旋转。

优选的，所述从动旋转片6与所述旋转片3之间通过两根第二连接杆7，经螺丝固定连接；更多的所述从动旋转片6与所述旋转片3的形状结构尺寸一致，所述从动旋转片6夹持在两片连接舵盘4之间通过螺丝连接，从动旋转片6上的连接部设置有阶梯孔，所述阶梯孔内安装推力轴承，推力轴承与所述连接舵盘4之间为滚动摩擦，减小从动旋转片6与连接舵盘4之间的摩擦力，进而提高能量利用率。

图3为本发明旋转片的结构示意图，参照图3，旋转片3为基于阿基米德螺旋线设计的外形结构，所述旋转片3包括第一端和第二端，所示第一端设置有阶梯孔31，所述阶梯孔可用于安装推力轴承，所述第二端设置有多个连接孔33，所述连接孔可用于安装腿足等机器人行走部件，所述第一端和所述第二端之间设置有多个圆弧形长孔，所述长孔一方面减轻旋转片3的重量，另一方面防止旋转片在运动过程中与其他连接件如螺丝发生干涉。

图4为本发明舵盘的结构示意图，图5为本发明连接舵盘的结构示意图，参照图4和图5，舵盘1与连接舵盘4外部形状及尺寸一致；舵盘1整体呈花瓣状，每一花瓣处设置有连接第一连接杆5和旋转片3的阶梯孔11，所述舵盘1中间部位设置有连接舵机用的安装孔12；所述连接舵盘4整体呈花瓣状，每个花瓣上设置有阶梯孔42，所述阶梯孔内同样可用于安装推力轴承，减小从动旋转片6与连接舵盘6之间的摩擦力。

优选的所述花瓣形舵盘1和连接舵盘6设置为6瓣用于安装旋转片3或从动旋转片6以及连接杆5。

图6为本发明一种实施例伸展状态的俯视图。

以上对本发明较佳实施例进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求书所限定的范围内。