[发明专利]锥动连杆机构

说明书

技术领域

本发明属于腿行式机械人技术应用领域，具体涉及一种能将旋转运动转换为连杆做空间锥形摆动的锥动连杆机构，主要应用于腿行式机械。 

  

背景技术

目前，因为轮式陆行交通机械几乎已经发展到了顶点，加之其缺点不少，远比不上上腿行式机械所具有的众多优越性，故而国内外各地都在研究如何运用腿行式机械，其中又以美国和日本走在了世界前列，美国已经研制出了著名的负重机器狗实验性运用在了战场之上。 

但是，就连已经将腿行式机械运用到了战场之上的美国，而今也没能研究出一款能耗与成本以及速度都实用的大众化腿行式机械。因为目前市面上以及实验室的各种人造肌肉和液压装置都存在着功率与能耗不实用的问题。相较目前各种技术而言，传动效率最高的，仍然莫过于机械传动。可是机械旋转运动要高效转化为腿行迈步运动，无疑是十分困难的。而严重制约这一问题的原因，就是腿行迈步运动的方式，相较于旋转运动来说，实在是太过特殊了。腿行式迈步运动，其中也可以分为许多种，比如动物的曲腿迈步式，昆虫的摆腿迈步式等。 

动物曲腿迈步方式的腿行机械，使用纯机械构件传动无疑十分困难的，而另一种如昆虫爬行的摆腿迈步方式，无疑要比曲腿迈步简单许多。将昆虫爬行前进时抬腿的方式分解，就可以看出昆虫摆腿迈步时，虫腿其实是在虫身一侧划圆。抬腿——前伸——迈步——抬腿，虫腿相对于虫身，其实就可看做一根连接在虫身上的连杆在虫身侧做锥形摆动。由此，如果能高效地将旋转运动转化为和虫腿相似的锥形摆动，那无疑是十分有实用价值的。 

由此上述种种机械装置的不足，现今便迫切需要一种真正效率高，能有效将转动转化腿行迈步运动，且整机速度与能耗及功率都比较实用的腿行式机械。 

发明内容

本发明的目的，在于提供一种能克服上述众多技术缺陷，以及尽可能通用部分现有轮式机械零件，成本低廉实用的腿行迈步的机械的核心动力转换机构，由此来弥补现有陆行交通机械在许多方面的不足。本发明尤其合适应用于摆腿迈步式运动。 

本发明的技术解决方案如下： 

一种锥动连杆机构，由机架、轴承、连杆、偏心轴及万向套几种部件组成。其特征是偏心轴通过轴承被固定在机壳上，偏心轴通过位于其上的轴承，将连杆一端束缚，连杆中部通过轴承连接于万向套上，万向套两端被轴承束缚在机壳上。

该技术方案的实现，是将常见的发动机旋转式动力通过偏心轴旋转，将动力传递给位于轴盘上倾斜体中的轴承，再通过轴承转换旋转动力后传递到连杆。由于连杆中间部位被万向套束缚，故而连杆自身不会旋转，只会随着偏心轴旋转和万向套的约束，不断做锥形摆动，从而带动连接于连杆外端之上的机械腿，不断做摆腿运动。将本机构多组装于机架之上，配备动力系统以及加装各种型号的机械腿，就可以得到多足类虫型摆腿式实用机械。 

由于本发明从动力装置输出功，再经过本发明的锥动连杆机构传递，到达最后做功的机械腿部分，皆采用纯机械传动方式，故而其效率要远高于液压以及电传等传递方式，而这也使得多足类虫型多腿机械具有了成本和功率上的巨大实用价值，能花费不多资金，容易地且方便地制造出实用且运载能力不输轮式交通机械的多足腿行式机械。 

  

本发明所述机构所制造的腿行式机械与现有技术相较优点是：

1.      应用广泛，可取代或部分取代现有轮式交通，使用范围远超轮式机械。

2.      结构简单，工作原理清晰，造价低廉，加工简便，可方便制造大功率大运载量高速度的腿行机械。 

3.      对丘陵和矿山、深海等各种轮式交通不便地区，以及北方多雪地区具有无可比拟的优势。 

4.      可以应用于航空航天探测车领域，以及外星、深海等气候地形复杂地区的腿行式工程机械。 

5.      采用本发明所制造的实用化腿行式机械，可以大量节约土地，不须花费大力气高费用挪用耕地修筑硬质路面公路，城市道路可以完全绿化而不影响交通。 

6.      本发明简化后可应用于玩具和小型及微型多足机器人领域，弥补现有腿行式玩具和小型微型多足机器人的多种缺点和不足之处。 

7.    采用本发明所述机构所制造的腿行式机械，能够通用现有轮式机械的动力系统制动系统及多种零件，不须另行开发，大大节约研发和生产成本，能便宜地规模化生产。 

附图说明

图1是本发明说明书附图以及摘要示意图。 

图2是本发明应用于玩具和小型及微型机器人领域的简化示意图