单动力双步态爬行六杆机构制造技术

本发明专利技术涉及一种单动力双步态爬行六杆机构，具体涉及一种以线对称Bricard机构为基础构型，通过杆件的转动来实现机构的移动。单动力爬行六杆机构为单闭链，由带圆弧机架杆，电机座，电机，法兰联轴器，驱动杆，驱动杆转动轴，第一传动杆，第一传动杆转动轴，第二传动杆，第二传动杆转动轴，第三传动杆，第三传动杆转动轴，第四传动杆，第四传动杆转动轴，轴承座和配重构成；杆件与杆件之间通过轴线互相垂直的转动副连接，通过一个电机来带动机构运动，主要依靠第二传动杆和带圆弧机架杆与地面的接触，产生直行或者转向的摩擦力从而实现整个机构的移动。该机构结构简单，成本低廉，易于制造和控制。在民用领域，可用于制作教学教具、益智产品，在军用领域，也可进一步设计改造为地形探测、物资运输、排雷机器人等。

A single dynamic and double gait crawling six bar mechanism

The invention relates to a single - powered and double - gait crawling six - bar mechanism, which involves a linear symmetrical Bricard mechanism as the base configuration, and the movement of the mechanism is realized through the rotation of the rod. The single power crawling six bar linkage is a single closed chain, which consists of a circular arc rack, a motor seat, a motor, a flange coupling, a driving rod, a driving shaft rotation axis, the first drive rod, the first drive shaft rotation axis, the second transmission rod, the second transmission rod rotation axis, the third drive rod, the third transfer shaft rotation shaft, the fourth transmission rod, fourth. The rotating shaft of the transmission rod, the bearing seat and the counterweight are made up; the link between the rod and the rod is connected by the rotating pair perpendicular to the axis, and the movement of the mechanism is driven by a motor. It mainly relies on the contact between the second transmission rod and the arc rack bar to the ground, and produces the frictional force of straight line or steering, thus realizing the movement of the whole mechanism. The mechanism is simple in structure, low in cost and easy to manufacture and control. In the civil field, it can be used to make teaching aids and beneficial products. In the military field, it can be further designed and transformed into terrain detection, material transportation, and mine clearance robot.

【技术实现步骤摘要】
单动力双步态爬行六杆机构
本专利技术涉及一种单动力双步态爬行六杆机构，具体涉及一种以线对称Bricard为基础构型，机构为单自由度，用轴线相互垂直的转动副将各杆相连，；可通过特殊杆件的运动来带动整体机构移动，以适应不同运动环境及探测工作要求。
技术介绍
线对称Bricard机构，是典型的单闭链空间六杆机构，具有六个转动副。该线对称Bricard机构只有一个自由度，仅需要一个电机即可以驱动。由于该机构的结构和运动特点，在日常生活中的各个领域都有很广泛的应用，例如费斯托公司的斯马特翻飞器(SmartInversion)，利用空气推动自身不断地使自身向外翻转。线对称Bricard机构具有结构简单，成本低廉，单电机控制系统简单，可靠性高的特点。中国专利申请CN103231750A公开了一种单动力滚动球面四杆机构。该机构包括四个连杆，由七个转接头连接成一个闭合的球面机构，结构简单，具有一定的运动能力。但是该机构运动路线为一个圆弧，运动单一，越障能力低。中国专利申请CN103407507A公开了一种单动力爬行六杆机构，以空间六杆机构为基础的，通过部件的翻转来实现整体移动的单动力爬行六杆机构。杆件之间通过转动副相连。但该机构变形能力单一，运动能力较低，克服复杂地形障碍的能力较弱。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是线对称Bricard机构多用于空间折展，而没有应用到移动机器人方向，本专利技术提供一种单自由度六杆移动机器人构型移动方案，该机器人能够利用特定杆件与地面产生的摩擦力，来实现机器人的定向移动和定向转动。本专利技术的技术方案：一种单动力双步态爬行六杆机构为单闭链机构，由电机座，电机，法兰联轴器，驱动杆，驱动杆转动轴，第一传动杆，第一传动杆转动轴，第二传动杆，第二传动杆转动轴，第三传动杆，第三传动杆转动轴，第四传动杆，第四传动杆转动轴，轴承座，配重和圆弧机架杆构成；构成机构的零件结构及连接方式：所述的驱动杆为“凸”形状，驱动杆一端制成凸台(4-a)，凸台中间设有一个通孔，在驱动杆中间，与凸台(4-a)通孔轴线相同方向挖出凹槽(4-b)，凹槽(4-b)四周倒圆角，在驱动杆另一端设有两个螺纹孔(4-c)和一个通孔(4-d)，两个螺纹孔(4-c)和一个通孔(4-d)的轴线和凸台(4-a)上的通孔轴线互相垂直；所述的驱动杆转动轴，在轴一端制成凸台(5-a)，另一端设有螺纹(5-b)；驱动杆转动轴和第一传动杆转动轴，第二传动杆转动轴，第四传动杆转动轴结构相同，尺寸不同；与第三传动杆转动轴结构和尺寸相同；所述的第一传动杆为“凹”形状，在第一传动杆一端制成两个凸台(6-a)和(6-b)，在凸台(6-a)和(6-b)上分别制成阶梯孔，在第一传动杆中间，与凸台(6-a)和(6-b)上的阶梯孔轴线垂直方向挖出凹槽(6-c)，凹槽(6-c)四周倒圆角，在第一传动杆另一端设有设有两个阶梯孔(6-d)和(6-e)，阶梯孔(6-d)和(6-e)的轴线与凸台(6-a)和(6-b)上的阶梯孔轴线互相垂直；第一传动杆与第三传动杆的结构和尺寸相同；所述的第二传动杆为圆弧形状，圆弧弧度为90°；在第二传动杆一端制成一个小平台(8-a)，在这个平台上设有一个通孔，在另一端制成一个小平台(8-b)，在这个平台上设有一个通孔，两个通孔轴线在两轴线所形成的平面内垂直相交；所述的第四传动杆为“凸”形状，第四传动杆一端制成凸台(12-a)，凸台中间设有一个通孔，在第四传动杆中间，与凸台轴线相同方向挖出凹槽(12-b)，凹槽(12-b)四周倒圆角，在第四传动杆另一端设有一个通孔(12-c)，通孔(12-c)的轴线和凸台(12-a)上的通孔轴线互相垂直；所述的带圆弧机架杆为轴对称形状，在带圆弧机架杆一端设有凸台(16-a)，在凸台(16-a)上设有四个螺纹孔。在(16-b)、(16-c)和(16-d)处将带圆弧机架杆进行圆弧化过渡，在带圆弧机架杆另一端设有凸台(16-e)，在凸台(16-e)上设有六个螺纹孔；电机通过螺丝连接固定在电机座上，电机座用螺丝固定在带圆弧机架杆的凸台(16-a)上；法兰联轴器中心孔与驱动杆的通孔(4-d)对齐，法兰联轴器大端上的小孔与驱动杆的两个螺纹孔(4-c)对齐，用螺钉将法兰联轴器固定在驱动杆上；法兰联轴器小端安装在电机的电机轴上，通过顶丝将两者固定；法兰联轴器与驱动杆和电机的装配顺序应按照上述顺序进行；分别将四个轴承以过盈配合的方式安装在第一传动杆的(6-a)、(6-b)、(6-d)和(6-e)端的阶梯孔的大孔中；将驱动杆的凸台(4-a)安装到第一传动杆的两个凸台(6-a)和(6-b)中间，驱动杆凸台(4-a)的通孔对齐第一传动杆的两个凸台(6-a)和(6-b)的阶梯孔，第一传动杆转动轴(7)按顺序穿过安装在第一传动杆的(6-a)端的轴承、驱动杆凸台(4-a)上的通孔和安装在第一传动杆的(6-b)端的轴承，并通过防松螺母进行轴向固定；将第二传动杆的(8-a)端的通孔对齐第一传动杆的(6-d)和(6-e)端的阶梯孔；第二传动杆转动轴按顺序穿过安装在第一传动杆的(6-e)端的轴承、安装在第一传动杆的(6-d)端的轴承和第二传动杆的(8-a)端的通孔，并通过防松螺母进行轴向固定；分别将四个轴承以过盈配合的方式安装在第三传动杆的(10-a)、(10-b)、(10-d)和(10-e)端的阶梯孔的大孔中；将第二传动杆的(8-b)端的通孔对齐第三传动杆的(10-d)和(10-e)端的阶梯孔；第二传动杆转动轴按顺序穿过安装在第三传动杆的(10-e)端的轴承、安装在第三传动杆的(10-d)端的轴承和第二传动杆的(8-b)端的通孔，并通过防松螺母进行轴向固定；将第四传动杆的凸台(12-a)安装到第三传动杆的两个凸台(10-a)和(10-b)中间，第四传动杆的凸台(12-a)的通孔对齐第三传动杆的两个凸台(10-a)和(10-b)的阶梯孔，第三传动杆转动轴按顺序穿过安装在第三传动杆的(10-a)端的轴承、第四传动杆的凸台(12-a)上的通孔和安装在第三传动杆的(10-b)端的轴承，并通过防松螺母进行轴向固定；轴承座通过螺丝连接固定在带圆弧机架杆的凸台(16-b)上；配重通过螺丝连接固定在带圆弧机架杆的凸台(16-b)上；第四传动杆的通孔(12-c)对齐轴承座的轴承孔，第四传动杆转动轴以过盈配合的方式，按顺序穿过轴承座的轴承孔、第四传动杆的通孔(12-c)，并通过防松螺母进行轴向固定；带圆弧机架杆和第二传动杆为圆弧设计，减少机构运动时与地面的摩擦力，整个机构质心波动小；本专利技术的有益效果：本专利技术所述的一种单动力爬行六杆机构为单一自由度，通过对于原动件的控制，来使该机构实现移动的功能，具有一定的适应复杂路面的能力；该机构结构简单，成本低廉，易于制造和控制。在民用领域，可用于制作教学教具、益智产品，在军用领域，也可进一步设计改造为地形探测、物资运输、排雷机器人等。附图说明图1单动力双步态爬行六杆机构装配原理图；图2驱动杆结构图；图3驱动杆转动轴结构图；图4第一传动杆结构图；图5第二传动杆结构图；图6第三传动杆结构图；图7第四传动杆结构图；图8圆弧机架杆结构图；图9电机、法兰联轴器和驱动杆连接结构图；图10驱动杆与第一传动杆之间转动副结构图；图11第一传动杆与第二传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单动力双步态爬行六杆机构，其特征在于：单动力双步态爬行六杆机构为单闭链机构，由电机座(1)，电机(2)，法兰联轴器(3)，驱动杆(4)，驱动杆转动轴(5)，第一传动杆(6)，第一传动杆转动轴(7)，第二传动杆(8)，第二传动杆转动轴(9)，第三传动杆(10)，第三传动杆转动轴(11)，第四传动杆(12)，第四传动杆转动轴(13)，轴承座(14)，配重(15)和带圆弧机架杆(16)构成。

【技术特征摘要】
1.一种单动力双步态爬行六杆机构，其特征在于：单动力双步态爬行六杆机构为单闭链机构，由电机座(1)，电机(2)，法兰联轴器(3)，驱动杆(4)，驱动杆转动轴(5)，第一传动杆(6)，第一传动杆转动轴(7)，第二传动杆(8)，第二传动杆转动轴(9)，第三传动杆(10)，第三传动杆转动轴(11)，第四传动杆(12)，第四传动杆转动轴(13)，轴承座(14)，配重(15)和带圆弧机架杆(16)构成。2.根据权利要求1所述单动力双步态爬行六杆机构，其特征在于：所述的驱动杆(4)为“凸”形状，驱动杆(4)一端制成凸台(4-a)，凸台(4-a)中间设有一个通孔，在驱动杆(4)中间，与凸台(4-a)通孔轴线相同方向挖出凹槽(4-b)，凹槽(4-b)四周倒圆角，在驱动杆(4)另一端设有两个螺纹孔(4-c)和一个通孔(4-d)，两个螺纹孔(4-c)和一个通孔(4-d)的轴线和凸台(4-a)上的通孔轴线互相垂直。3.根据权利要求1所述单动力双步态爬行六杆机构，其特征在于：所述的驱动杆转动轴(5)，在轴一端制成凸台(5-a)，另一端设有螺纹(5-b)；驱动杆转动轴(5)和第一传动杆转动轴(7)，第二传动杆转动轴(9)，第四传动杆转动轴(13)结构相同，尺寸不同；第三传动杆转动轴(11)与驱动杆转动轴(5)结构和尺寸相同。4.根据权利要求1所述单动力双步态爬行六杆机构，其特征在于：所述的第一传动杆(6)为“凹”形状，在第一传动杆(6)一端制成两个凸台(6-a)和(6-b)，在凸台(6-a)和(6-b)上分别制成阶梯孔，在第一传动杆(6)中间，与凸台(6-a)和(6-b)上的阶梯孔轴线垂直方向挖出凹槽(6-c)，凹槽(6-c)四周倒圆角，在第一传动杆(6)另一端设有两个阶梯孔(6-d)和(6-e)，阶梯孔(6-d)和(6-e)的轴线与凸台(6-a)和(6-b)上的阶梯孔轴线互相垂直；第一传动杆(6)与第三传动杆(10)的结构和尺寸相同。5.根据权利要求1所述单动力双步态爬行六杆机构，其特征在于：所述的第二传动杆(8)为圆弧形状，圆弧弧度为90°，在第二传动杆(8)一端制成一个小平台(8-a)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘超，巢鑫迪，姚燕安，徐小景，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11