專利名稱：一種滾動三角形機器人的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種滾動的機器人，即實現(xiàn)三角形結(jié)構機器人的直線運動。
技術背景
在滾動機器人的研究領域，滾動球形機器人是一個很大的家族。1996年， Helsinki University of Technology的Aarne Halme，Jussi Suomela，Torsten Schonberg and YanWang設計出了第一種球形機器人，他們設置了一個驅(qū)動輪， 有電機驅(qū)動驅(qū)動輪在球殼內(nèi)滾動，通過改變系統(tǒng)的重心來實現(xiàn)球體的滾動，作 為歷史上第一種球形機器人的設計方案，它對以后學者的繼續(xù)研究有重要的參 考和啟迪作用。
隨后出現(xiàn)了像滾動圓柱體機器人等等許多回轉(zhuǎn)體結(jié)構的滾動機器人。
但是這類回轉(zhuǎn)體機器人有一個明顯的不足之處就是對地形要求比較嚴格， 如果處在復雜的地形條件下實現(xiàn)正常運轉(zhuǎn)會出現(xiàn)困難。
現(xiàn)在的滾動機器人又多了很多的成員，它們的外形不再是單純回轉(zhuǎn)體形狀 了，而出現(xiàn)了別的結(jié)構，它們降低對地形環(huán)境的要求，可以在復雜的地形環(huán)境 中方便實現(xiàn)其運轉(zhuǎn)。像美國國家航空航天局研制的TETwalker機器人，它就是 由六條桿組成的四面體結(jié)構，通過四面體六條邊的伸長縮短變化，實現(xiàn)四面體 重心的偏移，完成了機器人的運動。
在現(xiàn)行市場上電動推桿的伸縮比很小，范圍基本上在2: 1以內(nèi)，不能見到 實現(xiàn)二級或者多級傳動的電動推桿，存在的二級或者多級推桿為氣動或液壓傳 動推桿，但是其工作環(huán)境要求高，需要汽缸、液壓缸的支持，對空間又提出了 要求。發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術問題提供一種滾動三角形機器人。 本實用新型的技術方案
滾動三角形機器人的一條邊包括電機、 一節(jié)螺桿，帶一段內(nèi)螺紋的二節(jié)螺 桿，帶一段內(nèi)螺紋的三節(jié)套筒、套筒接頭以及電機接頭；
電機的尾部固定在電機接頭上，電機的輸出軸用緊釘與一節(jié)螺桿的右端固
定； 一節(jié)螺桿與二節(jié)螺桿螺紋連接；二節(jié)螺桿螺紋與三節(jié)套筒螺紋連接；三節(jié) 套筒固定在套筒接頭上；電機接頭、電機、 一節(jié)螺桿、二節(jié)螺桿、三節(jié)套筒和 套筒接頭組成滾動三角形機器人的一條邊；
滾動三角形機器人的三條邊結(jié)構及尺寸相同，各條邊的電機接頭與另條邊 的套筒接頭和圓柱銷組成圓柱副，依次相連接，構成滾動三角形機器人。
滾動三角形機器人實現(xiàn)變形和移動兩項功能，即完成三角形機器人在空間內(nèi) 的往復直線運動。其運動原理為三角形機器人通過一側(cè)邊的伸長和縮短，形 狀變化，使三角形機器人重心發(fā)生偏移，偏移出底邊，從而使三角形機器人翻 滾，完成三角形機器人的直線往復運動。在滾動過程中，三角形機器人一側(cè)邊 開始伸長，三角形的重心隨之也開始變化，當側(cè)邊伸長一定到長度，重心相應 的移動到一定的位置移出底邊，使三角形完成了翻滾。
本實用新型和已有技術相比所具有的有益效果
本實用新型滾動三角形機器人就是通過機器人的變形，實現(xiàn)三角形結(jié)構在 空間內(nèi)的往復直線運動。其結(jié)構極為簡單，易于制造和工程實現(xiàn)。該移動機器 人給中小學生提供一個對幾何形體及移動機器人的認識幫助，既向他們展現(xiàn)幾 何圖形的結(jié)構美，便于他們對幾何體的認識，又展示了移動機器人，激發(fā)了對 移動機器人的興趣。

圖1是滾動三角形整體示意圖2是三角形邊與邊連接的圓柱副示意圖3是三角形一邊示意圖4是一節(jié)螺桿零件圖5是二節(jié)螺桿零件圖6是三節(jié)套筒零件圖7是運動初始狀態(tài)示意圖8是伸縮桿一級伸縮完畢， 一節(jié)螺桿和二節(jié)螺桿"連成一體狀態(tài)"示意圖; 圖9是伸縮桿二級伸縮完畢，伸縮桿達到最長狀態(tài)示意圖； 圖IO是翻轉(zhuǎn)狀態(tài)示意圖； 圖11是翻轉(zhuǎn)完成示意圖12是一級收縮完成， 一節(jié)螺桿和二節(jié)螺桿"連成一體狀態(tài)"示意圖； 圖13是伸縮桿二級收縮完成，回復初始狀態(tài)， 一個步態(tài)結(jié)束示意圖； 圖中l(wèi)是電機接頭，2是電機，3是一節(jié)螺桿，4是二節(jié)螺桿，5是三節(jié)
套筒，6是套筒接頭，7是圓柱銷。
具體實施例
滾動三角形機器人的一條邊，見圖3，包括電機2、 一節(jié)螺桿3，帶一段內(nèi) 螺紋的二節(jié)螺桿4，帶一段內(nèi)螺紋的三節(jié)套筒5、套筒接頭6以及電機接頭1;
電機2的尾部固定在電機接頭1上，電機2的輸出軸用緊釘與一節(jié)螺桿3 的右端固定；
一節(jié)螺桿3與二節(jié)螺桿4螺紋連接；
二節(jié)螺桿4螺紋與三節(jié)套筒5螺紋連接；
5三節(jié)套筒5固定在套筒接頭6上；
電機接頭1、電機2、 一節(jié)螺桿3、 二節(jié)螺桿4、三節(jié)套筒5和套筒接頭6 組成滾動三角形機器人的一條邊；
滾動三角形機器人的三條邊結(jié)構及尺寸相同，各條邊的電機接頭1與另條 邊的套筒接頭6和圓柱銷7依次圓柱副相連接，見圖2，構成滾動三角形機器人， 見圖1。
一節(jié)螺桿3，見圖4， 一節(jié)螺桿3的左端設退刀槽，退刀槽以右貫穿螺紋。 退刀槽的作用當一節(jié)螺桿3相對二節(jié)螺桿4運動到頭時，由于螺紋突然截止， 內(nèi)外螺紋截面實現(xiàn)硬碰撞，阻止它們之間的相對轉(zhuǎn)動和移動，使一節(jié)螺桿和二 節(jié)螺桿成為一體。 一節(jié)螺桿3的右端設一中心孔和一個螺孔，用以與電機軸的 連接。
圖5是二節(jié)螺桿零件圖，二節(jié)螺桿4的左端設退刀槽，退刀槽以右貫穿螺 紋。當二節(jié)螺桿4相對三節(jié)套筒5運動到頭時，由于螺紋突然截止，內(nèi)外螺紋 截面實現(xiàn)硬碰撞，阻止它們之間的相對轉(zhuǎn)動和移動。二節(jié)螺桿4的右端設20mm 的內(nèi)螺紋，用以和一節(jié)螺桿3連接。
圖6是三節(jié)套筒零件圖，在三節(jié)套筒右端有20mm的內(nèi)螺紋；用以和二節(jié) 螺桿4連接。
下面以滾動三角形機器人實現(xiàn)一個滾動步態(tài)為例說明三角形機器人滾動的 實現(xiàn)-
(1) 如附圖7為滾動三角形機器人的初始狀態(tài)，每條邊處于最短狀態(tài)；
(2) 如附圖8為滾動三角形機器人開始工作，電機帶動一節(jié)螺桿3轉(zhuǎn)動， 由于一節(jié)螺桿3和二節(jié)螺桿4之間的螺紋連接，所以一節(jié)螺桿和二節(jié)螺桿通過 它們之間的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)了之間的相對移動；當一節(jié)螺桿移動到頂頭時，由于螺紋突然截止，阻止它們之間的相對轉(zhuǎn)動和移動，使一節(jié)螺桿和二節(jié)螺桿成為一體 運動；
(3) 如附圖9為滾動三角形機器人的一節(jié)螺桿和二節(jié)螺桿成為一體，與三 節(jié)套筒5之間開始相對運動，同理，通過它們之間的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)了之間的相對移 動；
(4) 如附圖10和11，當滾動三角形機器人的邊伸長到一定長度，重心相 應的移動到一定的位置到達底邊的邊緣，再加之伸長的動能，使三角形完成了 翻滾；
(5) 如附圖12和13滾動三角形機器人完成了翻滾，然后收縮，直至完畢；
(6) —個步態(tài)完成；
(7) 再換另一邊重復(1)——(6)步的步驟，從而實現(xiàn)機器人的直線滾動。
權利要求1.一種滾動三角形機器人，其特征在于滾動三角形機器人的一條邊包括電機(2)、一節(jié)螺桿(3)，帶一段內(nèi)螺紋的二節(jié)螺桿(4)，帶一段內(nèi)螺紋的三節(jié)套筒(5)、套筒接頭(6)以及電機接頭(1)；電機(2)的尾部固定在電機接頭(1)上，電機(2)的輸出軸用緊釘與一節(jié)螺桿(3)的右端固定；一節(jié)螺桿(3)與二節(jié)螺桿(4)螺紋連接；二節(jié)螺桿(4)螺紋與三節(jié)套筒(5)螺紋連接；三節(jié)套筒(5)固定在套筒接頭(6)上；電機接頭(1)、電機(2)、一節(jié)螺桿(3)、二節(jié)螺桿(4)、三節(jié)套筒(5)和套筒接頭(6)組成滾動三角形機器人的一條邊；滾動三角形機器人的三條邊結(jié)構及尺寸相同，各條邊的電機接頭(1)與另條邊的套筒接頭(6)和圓柱銷(7)組成圓柱副，依次相連接，構成滾動三角形機器人。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種滾動三角形機器人，其特征在于 一節(jié)螺桿(3) 的左端設退刀槽，退刀槽以右貫穿螺紋。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種滾動三角形機器人，其特征在于二節(jié)螺桿(4) 的左端設退刀槽，退刀槽以右貫穿螺紋，另一端有20mm內(nèi)螺紋。
專利摘要一種滾動三角形機器人，涉及一種滾動機器人，其一條邊包括電機(2)、一節(jié)螺桿(3)，二節(jié)螺桿(4)，三節(jié)套筒(5)、套筒接頭(6)及電機接頭(1)；電機尾部固定在電機接頭上，電機輸出軸用緊釘與一節(jié)螺桿右端固定；一節(jié)螺桿與二節(jié)螺桿螺紋連接；二節(jié)螺桿與三節(jié)套筒螺紋連接；三節(jié)套筒固定在套筒接頭上；電機接頭、電機、一節(jié)螺桿、二節(jié)螺桿、三節(jié)套筒和套筒接頭組成滾動三角形機器人的一條邊；滾動三角形機器人的三條邊結(jié)構及尺寸相同，各條邊的電機接頭與另條邊的套筒接頭和圓柱銷依次圓柱副相連接，構成滾動三角形機器人。本機器人結(jié)構極為簡單，易于實現(xiàn)，給中小學生提供一個對幾何形體和移動機器人的認識幫助。
文檔編號B62D57/00GK201329911SQ20092010497
公開日2009年10月21日 申請日期2009年1月13日 優(yōu)先權日2009年1月13日
發(fā)明者偉 劉, 姚燕安, 孔德隆, 徐文勝 申請人:北京交通大學