專利名稱：全移動(dòng)副移動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動(dòng)機(jī)構(gòu)，具體涉及一種可以通過移動(dòng)副的伸縮來實(shí)現(xiàn)整體平移、滾動(dòng)的全移動(dòng)副移動(dòng)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
移動(dòng)副可以進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)，我們把若干移動(dòng)副組裝，就可以形成一個(gè)可以能進(jìn)行變化的機(jī)構(gòu)。使得它能夠在生活中各個(gè)領(lǐng)域都能夠發(fā)揮作用。該機(jī)構(gòu)在民用，軍用及太空探測等領(lǐng)域的發(fā)展前景很廣闊。例如，由北京航空航天大學(xué)研制的四面體翻滾機(jī)器人，通過有機(jī)地整合移動(dòng)副，而使機(jī)器人通過改變自身的外貌形態(tài)來適應(yīng)所處環(huán)境，在復(fù)雜環(huán)境下具有很強(qiáng)的實(shí)用性
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題一般全部由拉桿構(gòu)成的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，在伸縮過程中一般不能進(jìn)行滾動(dòng)，此外需要對(duì)拉桿進(jìn)行精確控制，從而對(duì)拉桿及控制方式方法的要求較高，以至于機(jī)構(gòu)的可控制能力較差。本發(fā)明的技術(shù)方案將拉桿相互連接組合，形成全移動(dòng)副移動(dòng)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)中在自身拉桿的縮放過程中實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的平移和滾動(dòng)?？刂七^程中，通過選擇拉桿的伸縮狀態(tài)來控制該機(jī)構(gòu)的變化。全移動(dòng)副移動(dòng)機(jī)構(gòu)的外形為六面立方體，每一面布局相同，該機(jī)構(gòu)可以分為八個(gè)頂點(diǎn)部件和十二條棱邊部件構(gòu)成，每個(gè)頂點(diǎn)部件由一個(gè)連接塊和三個(gè)拉桿構(gòu)成，每個(gè)棱邊部件成“一”字形，由兩個(gè)連接塊和七個(gè)拉桿構(gòu)成，其中單個(gè)基本拉桿由兩個(gè)連桿構(gòu)成。棱邊部件和棱邊部件之間通過頂點(diǎn)部件連接，三個(gè)互相垂直的棱邊部件通過共同連接到一個(gè)連接塊來構(gòu)成一個(gè)頂點(diǎn)。連接塊和拉桿連接的方式是多種多樣的，比如可以選擇螺栓固定連接、鉚釘固定連接等方式。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明所述的全移動(dòng)副移動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過對(duì)于每一個(gè)拉桿的兩相控制，來使該機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)平移、縮放、滾動(dòng)的功能，具有一定的適應(yīng)復(fù)雜路面甚至是越障的能力。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，易于制造和工程實(shí)現(xiàn)。在民用領(lǐng)域，為中小學(xué)生提供了一個(gè)對(duì)幾何形體及移動(dòng)機(jī)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，可用于制作玩具、教學(xué)教具，在軍用領(lǐng)域，也可進(jìn)一步設(shè)計(jì)改造為軍用探測、運(yùn)輸、排雷機(jī)器人等。


圖I頂點(diǎn)部件標(biāo)注2棱邊部件標(biāo)注3頂點(diǎn)部件連接處標(biāo)注4棱邊部件A結(jié)構(gòu)圖
圖5頂點(diǎn)部件a結(jié)構(gòu)6全移動(dòng)副移動(dòng)機(jī)構(gòu)滾動(dòng)過程7全移動(dòng)副移動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)過程圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。全移動(dòng)副移動(dòng)機(jī)構(gòu)的外形為六面立方體，如圖I和圖2所示，由八個(gè)頂點(diǎn)部件(a、b、c、d、e、f、g、h)，和十二條棱邊部件(A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L);包含一百零八個(gè)拉桿和三十二個(gè)六面連接塊；頂點(diǎn)部件(a、b、C、d、e、f、g、h)結(jié)構(gòu)相同；十二條棱邊部件(A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L)結(jié)構(gòu)相同。 每個(gè)頂點(diǎn)部件包含一個(gè)六面連接塊、三個(gè)拉桿，頂點(diǎn)(a)中，(al)為六面連接塊，有 六個(gè)連接面(all、al2、al3、al4、al5、al6)，連接平面(all)連接拉桿(a2)，連接平面(al2)連接拉桿(a3 )，連接平面(al5 )連接拉桿(a4)，如圖5所示。每個(gè)棱邊部件包含七個(gè)拉桿，兩個(gè)六面連接塊。如圖4所示，棱邊部件(A)中，拉桿(Al)與六面連接塊(AS)任意連接面相連，拉桿(A2)與六面連接塊(AS)相連，拉桿(A2)的軸線與拉桿(Al)的軸線共線，六面連接塊(A9)和拉桿(A2)相連，拉桿(A3)和六面連接塊(A9)相連,拉桿(A3)的軸線和拉桿(A2)共線；拉桿(A4)與拉桿(A6)和六面連接塊(A8)相連，拉桿(Al、A4、A6)的軸線兩兩垂直；拉桿(A5)與拉桿(A7)和六面連接塊(A9)相連，拉桿(A3、A5、A7)的軸線兩兩垂直。頂點(diǎn)部件(b、C、d、e、f、g、h)與頂點(diǎn)部件(a)的結(jié)構(gòu)相同。棱邊部件(B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L)與棱邊部件(A)的結(jié)構(gòu)相同。棱邊部件(A、L、D)和頂點(diǎn)部件(a)相連，兩兩垂直，如圖3和圖5所示，具體形式為，拉桿(Dl)的一端與面(al3)相連，拉桿(A3)的一端與面(al4)相連，拉桿(LI)的一端與面(al6)相連；其他的棱邊部件和頂點(diǎn)部件相連的具體形式和方法與棱邊部件(A、L、D)和頂點(diǎn)部件(a)的方法一樣,頂點(diǎn)部件標(biāo)號(hào)方法和頂點(diǎn)部件(a) —樣。六面連接塊和拉桿連接的方式可以選擇螺栓固定連接、鉚釘固定連接等方式。拉桿的實(shí)體形式多種多樣，可以選擇氣缸、液壓桿等形式。具體的使用方法全移動(dòng)副移動(dòng)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)動(dòng)作。圖6(a)表示在初始狀態(tài)下，所有的棱柱關(guān)節(jié)是在它們長度最短的狀態(tài)。如圖6 (b)所示，第一步驟的整體質(zhì)心被向上抬高，并轉(zhuǎn)移到的極端位置朝向轉(zhuǎn)動(dòng)棱邊。第二步，如圖6 (c)所示，移動(dòng)可伸縮的六面體機(jī)構(gòu)將可以實(shí)現(xiàn)圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)棱邊旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作。第三步，如圖6 (d)所示，它具有與第二步驟相同的運(yùn)動(dòng)邏輯。在第三步的基礎(chǔ)上，第四步的動(dòng)作如圖6(e)所示，拉桿的伸展長度不斷增加，并重復(fù)以前的運(yùn)動(dòng)，直到它可以使質(zhì)心在地面的投影超過轉(zhuǎn)動(dòng)棱邊達(dá)到特定距離。圖6 (f、g、h、i)所示為機(jī)構(gòu)進(jìn)行滾動(dòng)動(dòng)作，并最終恢復(fù)到圖6 (j)的狀態(tài)。至此，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完整的滾動(dòng)動(dòng)作。全移動(dòng)副移動(dòng)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)平移動(dòng)作。平移的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是通過與控制地面接觸的拉的伸縮桿以及通過控制拉桿的伸縮來實(shí)現(xiàn)重心的前移完成的。全移動(dòng)副移動(dòng)機(jī)構(gòu)的平移運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如圖7所示，圖7 (H)所示的機(jī)構(gòu)處于初始狀態(tài)。機(jī)構(gòu)首先抬高重心，如圖7 (a)所示。隨后，邁出前支腿，如圖7 (b、c)所示。在此基礎(chǔ)上，機(jī)構(gòu)通過控制拉桿的伸縮，使機(jī)構(gòu)的重心前移，如圖7 (d)所示。之后,收回后支腿,如圖7 (e、f、g)所示。最后,達(dá)到如圖 7 (h)中機(jī)構(gòu)所處的狀態(tài)，從而完成一個(gè)整體的平移動(dòng)作。
權(quán)利要求
1.全移動(dòng)副移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于機(jī)構(gòu)為六面立方體，由八個(gè)頂點(diǎn)部件(a、b、c、d、e、f、g、h)和十二條棱邊部件(A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L)，包含一百零八個(gè)拉桿和三十二個(gè)六面連接塊，頂點(diǎn)部件(a、b、C、d、e、f、g、h)結(jié)構(gòu)相同,十二條棱邊部件(A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L)結(jié)構(gòu)相同； 每個(gè)頂點(diǎn)部件包含三個(gè)拉桿和一個(gè)六面連接塊，頂點(diǎn)部件(a)中，(al)為六面立方體，有六個(gè)連接面(all、al2、al3、al4、al5、al6)，連接平面(all)連接拉桿(a2)，連接平面(al2)連接拉桿(a3)，連接平面(al5)連接拉桿(a4)； 每個(gè)棱邊部件包含七個(gè)拉桿和兩個(gè)六面連接塊，棱邊部件(A)中，拉桿(Al)與六面連接塊(AS)任意連接面相連，拉桿(A2)與六面連接塊(AS)相連，拉桿(A2)的軸線與拉桿(Al)的軸線共線，六面連接塊(A9)和拉桿(A2)相連，拉桿(A3)和六面連接塊(A9)相連，拉桿(A3)的軸線和拉桿(A2)共線,拉桿(A4)與拉桿(A6)和六面連接塊(A8)相連,拉桿(A1、A4、A6)的軸線兩兩垂直，拉桿(A5)與拉桿(A7)和六面連接塊(A9)相連，拉桿(A3、A5、A7)的軸線兩兩垂直； 棱邊部件部件(A、L、D)和頂點(diǎn)部件部件(a)相連，棱邊部件之間兩兩垂直，具體形式為，拉桿(Dl)的一端與面(al3)相連,拉桿(A3)的一端與面(al4)相連,拉桿(LI)的一端與面(al6)相連，其余的棱邊部件和頂點(diǎn)部件的連接形式與此相同。
2.如權(quán)利要求I所述的全移動(dòng)副移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于頂點(diǎn)部件(b、C、d、e、f、g、h)與頂點(diǎn)部件(a)的結(jié)構(gòu)相同。
3.如權(quán)利要求I所述的全移動(dòng)副移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于棱邊部件(8、(、03、？、6、!1、I、J、K、L)與棱邊部件(A)的結(jié)構(gòu)相同。
4.如權(quán)利要求I所述的全移動(dòng)副移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于六面連接塊和拉桿連接的方式可以選擇螺栓固定連接、鉚釘固定連接等方式。
5.如權(quán)利要求I所述的全移動(dòng)副移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于拉桿的實(shí)體形式多種多樣，可以選擇氣缸、液壓桿等形式。
全文摘要
本發(fā)明涉及的一種全移動(dòng)副移動(dòng)機(jī)構(gòu)的外形為六面立方體，每一面布局相同，該機(jī)構(gòu)可以分為八個(gè)頂點(diǎn)部件(a、b、c、d、e、f、g、h)和十二條棱邊部件(A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L)構(gòu)成。頂點(diǎn)部件a由一個(gè)六面連接塊(a1)和三個(gè)拉桿(a1、a2、a3)構(gòu)成，其他頂點(diǎn)部件和頂點(diǎn)部件(a)構(gòu)成相同；棱邊部件(A)成由兩個(gè)六面連接塊(A8、A9)和七個(gè)移動(dòng)副(A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7)構(gòu)成，其他棱邊部件和棱邊部件(A)構(gòu)成相同；棱邊部件之間通過頂點(diǎn)部件連接，相互垂直的棱邊部件同時(shí)和連接塊的三個(gè)平面相連。全移動(dòng)副移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過拉桿的伸縮實(shí)現(xiàn)整體機(jī)構(gòu)的平移和滾動(dòng)，在軍事、運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域?qū)⒌玫胶芎玫膽?yīng)用。
文檔編號(hào)B62D57/00GK102887182SQ201210387189
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者姚燕安, 丁萬, 姚舜, 李曄卓 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)