一种缩放滚动机构制造技术

缩放滚动机构包括：第一和第二Ｘ形杆（１、２），第一至第四Ｈ形杆（３、５、７、９），第一至第四Ｙ形杆（４、６、８、１０），第一至第十二转动销（１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２），电机（２３），电机座（２４），联接轴（２５），配重（２６），轴承（２７），顶丝（２８）；其中两个Ｘ形杆（１、２），四个Ｈ形杆和四个Ｙ形杆通过动转销组成四组平行四边形机构。电机驱动第二Ｘ形杆２，同时改变四组平行四边形机构的形状，利用惯性力实现前进后退。该机构可越过较小的障碍，遇到大障碍时通过机械方式自行反向运动。机械结构和控制系统均比较简单，成本低廉，可靠性高，具有趣味的移动性能，可用于玩具、移动机器人教学教具的制作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种单动力的滚动机构，特别涉及一种通过伸缩四个平行四边形机 构形状，实现滚动行进的机械装置。可用于军事领域中侦查、也可用于制作机构教具、 玩具等。
技术介绍
在连杆机构中，结构最简单且应用最广泛的是由四个构件所构成的平面四杆机 构。平面四杆机构只有一个自由度，所以只需要一个动力机即可使该机构生成确定的运 动。平面四杆机构一般多用于机床等固定的机械设备中。而机架一直与地面固定，这只 能在固定的位置上输出不同的运动，不能进行移动。也有应用平面四杆机构作为两足、 四足或者多足的腿足式步行机器人的一个腿内部机构，利用其一个构件末端生成步行轨 迹来实现步行。在这样的腿足式步行机器人中，需要与腿的个数相同的两个、四个或多 个四杆机构，机构复杂，可靠性不高，也同时需要相同个数的动力机来提供动力。中国 专利号CN 2789106Y提出了利用一个动力输入，实现滚动行进的平面四杆机构，机构简 单，遇到地面突起无法通过，运动能力有限。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种只需要一个电机的驱动下即可实现滚 动行进的平面缩放机构。本专利技术以平行四边形机构为缩放单元，将四组平行四边形机构 组合在一起，根据平行四边形的缩放特性，实现结构对称的滚动机器人。本专利技术的技术方案一种缩放滚动机构，包括第一和第二 X形杆，第一至第四H形杆，第一至第 四Y形杆，第一至第十二转动销，电机，电机座，联接轴，配重，轴承，顶丝。第一 H形杆的A端和第一 Y形杆的C端通过第一转动销连接在一起，第一 H形 杆的B端与通过第十二转动销与第二 X形杆的外端头相连，第一 Y形杆的D端通过第二 转动销与第一 X形杆的外端头连接，这样组成一个平行四边形机构，且边长相等，构成 第一菱形。第二 H形杆的A端和第二 Y形杆的C端通过第四转动销连接在一起，第二 H形 杆的B端与通过第三转动销与第二 X形杆的外端头相连，第二 Y形杆的D端通过第五转 动销与第一 X形杆的外端头连接，构成第二菱形。第三H形杆的A端和第三Y形杆的C端通过第七转动销连接在一起，第三H形 杆的B端与通过第六转动销与第二 X形杆的外端头相连，第三Y形杆的D端通过第八转 动销与第一 X形杆的外端头连接，构成第三菱形。第四H形杆的A端和第四Y形杆的C端通过第十转动销连接在一起，第四H形 杆的B端与通过第九转动销与第一 X形杆的外端头相连，第四Y形杆的D端通过第十一 转动销与第二 X形杆的外端头连接，构成第四菱形。电机通过电机座固定在第二 X形杆上。连接轴的一端安装在第一 X形杆上，连接轴的另一端穿过轴承的内圈，与电机 轴配合，通过顶丝和电机轴固定；配重块通过螺钉连接在第一X型杆上。第一至第四H形杆结构和尺寸相同；第一至第四Y形杆结构和尺寸相同。第一至第十二转动销的结构和尺寸相同。通过上述步骤完成缩放滚动机构的组装，机构具有十个杆件和十二个转动副， 其自由度为一，通过机构中心的电机驱动，改变两个X型杆之间夹角，可是使得四组菱 形其中两组向外延伸时另外两组向内收缩。在机构变形过程中，利用机构惯性力可以实 现滚动。本专利技术的有益效果是，将四组平行四边形机构组合成一个单自由度机构，用一 个电机进行驱动和控制。机构外形对称，由四个菱形组成，通过改变菱形形状，机构可 以实现前进后退，可越过小障碍，遇到大障碍时通过机械方式自行反向运动。机械结构 和控制系统均比较简单，成本低廉，可靠性高，具有趣味的移动性能，可用于玩具、移 动机器人教学教具的制作。附图说明图1缩放滚动机构整体示意图。图2传动部分连接剖视图。图3联接轴结构图。图4传动部分立体图。图5H形杆结构图。图6Y形杆结构图。图7第一 Y形杆、第一 H形杆、第一、二 X形杆的连接图。图8缩放机构侧视图。图9(a)缩放滚动机构的运动初始状态图。图9(b)缩放滚动机构的运动翻滚临界状态图。图9(c)缩放滚动机构的运动翻滚后状态图。图9(d)缩放滚动机构回复到初始状态图。具体实施例方式结合附图对本专利技术作进一步说明。一种缩放滚动机构，如图1包括第一和第二 X形杆1、2，第一至第四H形杆 3、5、7、9，第一至第四Y形杆4、6、8、10，第一至第十二转动销11、12、13、14、 15、16、17、18、19、20、21、22，电机 23，电机座 24，联接轴 25，配重 26，轴承 27，顶丝28。零件的结构及连接方式如下第一 H形杆3的A端和第一 Y形杆4的C端通过第一转动销11连接在一起， 第一 H形杆3的B端与通过第十二转动销22与第二 X形杆的外端头a2相连，第一 Y形 杆4的D端通过第二转动销12与第一 X形杆的外端头a3连接，这样组成一个平行四边 形机构，且边长相等，构成第一菱形。第二 H形杆5的A端和第二 Y形杆6的C端通过第四转动销14连接在一起， 第二 H形杆5的B端与通过第三转动销13与第二 X形杆2的外端头a4相连，第二 Y形 杆6的D端通过第五转动销15与第一 X形杆1的外端头a5连接，构成第二菱形。第三H形杆7的A端和第三Y形杆8的C端通过第七转动销17连接在一起， 第三H形杆7的B端与通过第六转动销16与第二 X形杆2的外端头a6相连，第三Y形 杆8的D端通过第八转动销18与第一 X形杆1的外端头a7连接，构成第三菱形。第四H形杆9的A端和第四Y形杆10的C端通过第十转动销20连接在一起， 第四H形杆9的B端与通过第九转动销19与第一 X形杆的外端头a8相连，第四Y形杆 10的D端通过第十一转动销21与第二 X形杆的外端头al连接，构成第四菱形。电机23通过螺钉与第二 X形杆2的螺纹连接将电机座24固定在第二 X形杆2 上。连接轴25为阶梯轴，如图3，大的一端通过螺钉与第一 X形杆1的螺纹连接将连接 轴25的一端安装在第一 X形杆1的沉孔中，连接轴25的另一端穿过轴承27的内圈，与 电机轴配合，通过顶丝28与连接轴25小头处的螺纹连接将电机轴固定，如图2。为使机构保持平衡，配重块26通过螺钉与第一 X型杆1上的螺纹连接，将配重 块26固定在第一 X型杆1上，如图2，第一 X型杆1和第二 X型杆2可以相互绕连接轴 25轴线转动。通过上述步骤完成缩放滚动机构的组装。电机23带动第二 X型杆2使得机构变形，第一和第三菱形变形相同，第一转动 轴11和第七转动轴17同时远离或接近机构中心；第二和第四菱形变形过程与第一和第三 菱形变形过程正好相反。所述的第一至第四H形杆3、5、7、9结构和尺寸相同，如图1和图5。所述的第一至第四H形杆的B端设两个通孔，两个通孔同轴，且两孔之间为一 凹形浅槽，凹形浅槽的宽度等于与第一 X形杆的外端头a4或第一 X形杆的外端头a8的 长度或第二 X形杆的外端头al或第二 X形杆的外端头a6的长度。所述的第一至第四H形杆的A端设两个通孔，两个通孔同轴，且两孔之间为一 凹形深槽，凹形深槽宽度等于第一至第四Y形杆的C端的长度，如图6。所述的第一至第四Y形杆的C端设一通孔，其长度等于第一至第四H形杆A端 凹形深槽的宽度。所述的第一至第四Y形杆4、6、8、10结构和尺寸相同，如图1和图6。所述的第一至第四Y形杆的D端设两个通孔，两个通孔同轴，且两孔之间为一 凹形深槽，凹形槽宽度等于第一 X形杆的外端头a3或第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缩放滚动机构，其特征在于：缩放滚动机构包括：第一和第二Ｘ形杆（１、２），第一至第四Ｈ形杆（３、５、７、９），第一至第四Ｙ形杆（４、６、８、１０），第一至第十二转动销（１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２），电机（２３），电机座（２４），联接轴（２５），配重（２６），轴承（２７），顶丝（２８）；第一Ｈ形杆的Ａ端和第一Ｙ形杆的Ｃ端通过第一转动销（１１）连接在一起，第一Ｈ形杆的Ｂ端与通过第十二转动销（２２）与第二Ｘ形杆的外端头（ａ２）相连，第一Ｙ形杆的Ｄ端通过第二转动销（１２）与第一Ｘ形杆的外端头（ａ３）连接，这样组成一个平行四边形机构，且边长相等，构成第一菱形；第二Ｈ形杆的Ａ端和第二Ｙ形杆的Ｃ端通过第四转动销（１４）连接在一起，第二Ｈ形杆的Ｂ端与通过第三转动销（１３）与第二Ｘ形杆的外端头（ａ４）相连，第二Ｙ形杆的Ｄ端通过第五转动销（１５）与第一Ｘ形杆的外端头（ａ５）连接，构成第二菱形；第三Ｈ形杆（７）的Ａ端和第三Ｙ形杆（８）的Ｃ端通过第七转动销（１７）连接在一起，第三Ｈ形杆（７）的Ｂ端与通过第六转动销（１６）与第二Ｘ形杆（２）的外端头（ａ６）相连，第三Ｙ形杆（８）的Ｄ端通过第八转动销（１８）与第一Ｘ形杆（１）的外端头（ａ７）连接，构成第三菱形；第四Ｈ形杆（９）的Ａ端和第四Ｙ形杆（１０）的Ｃ端通过第十转动销（２０）连接在一起，第四Ｈ形杆（９）的Ｂ端与通过第九转动销（１９）与第一Ｘ形杆的外端头（ａ８）相连，第四Ｙ形杆（１０）的Ｄ端通过第十一转动销（２１）与第二Ｘ形杆的外端头（ａ１）连接，构成第四菱形；电机（２３）通过电机座（２４）固定在第二Ｘ形杆（２）上；连接轴（２５）的一端安装在第一Ｘ形杆（１）上，连接轴（２５）的另一端穿过轴承（２７）的内圈，与电机轴配合，通过顶丝（２８）和电机轴固定；配重块（２６）通过螺钉连接在第一Ｘ型杆（１）上；第一至第四Ｈ形杆（３、５、７、９）结构和尺寸相同；第一至第四Ｙ形杆（４、６、８、１０）结构和尺寸相同；第一至第十二转动销（１１～２２）的结构和尺寸相同；通过上述步骤完成缩放滚动机构的组装。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚燕安，田耀斌，杨春，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11