CN103303386B - 一种单自由度双模式滚动六杆机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单自由度双模式滚动六杆机构，可用于制作机构教具、玩具，也可用于制作军用探测机器人。该机构包括：第一足到第六足（A、B、C、D、E、F）。第一足至第六足（A、B、C、D、E、F）依次连接成一个封闭环，其中，第二足（B）与电机（1）连接。通过控制单电机的急停、正反转，机构变形，实现机构的两种滚动模式，通过两种滚动模式的切换调整该机构的移动方向。该机构具有结构简单，成本低廉，单电机控制系统简单，可靠性高的特点。<!--1-->

Description

一种单自由度双模式滚动六杆机构

技术领域

本发明涉及一种单自由度移动机构，特别涉及一种滚动机构。机构通过电机的不同驱动方式实现变曲率的圆周轨迹滚动，可用于制作教具、玩具和侦查机器人。

背景技术

单自由度移动机器人结构简单，控制难度低以及移动方式具有特殊性，在机器人的学术领域具有重要的科研和应用价值。但由于单自由度移动机器人只有一个独立的运动参数，因此通常只能实现单一的直线或曲线一维运动。

空间连杆移动机构通过解除传统的机架杆与地面间的固定约束，在电机驱动下，当机构ZMP点(零力矩点)偏离支撑杆支撑区域时实现滚动。空间连杆移动机构具有构件数少，结构简单，可实现平面机构不能实现的部分运动。

中国专利公告号102058982A公开了“一种单动力滚动多边形机构”，它将六个V形杆通过六个连接轴依次连接，采用一个电机进行一个驱动和控制。但是限于该机构是平面机构，所以只能实现直线运动。

中国专利公告号101915292A公开了“一种单动力滚动球面四杆机构”，它利用空间闭链四杆机构，采用一个电机驱动，实现具有圆周运动轨迹的滚动。但是限于该机构为平行四边形球面滚动机构，机构翻滚角度为固定锐角，所以只能实现固定曲率的圆周轨迹的滚动。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种单自由度六杆滚动机构，该机构通过控制电机可以实现两种不同圆周运动轨迹的滚动。

本发明的技术方案：

一种单自由度双模式滚动六杆机构，该机构包括第一足到第六足，其中，第二足与电机连接。

电机与第一短轴连接第一足和第二足。第二足上B第二构件通过电机安装孔与电机固连，电机输出轴与第一足上A第五构件固连。第一足上A第四构件与第二足上B第三构件通过第一短轴连接。

第二短轴连接第二足和第三足。第二足上B第四构件与第三足上C第三构件通过第二短轴连接。第二足上B第五构件与第三足上C第二构件通过第二短轴连接。

第三短轴连接第三足和第四足。第三足上C第四构件与第四足上D第三构件通过短轴连接。第三足上C第五构件与第四足上D第二构件通过第三短轴连接。

长轴连接第四足和第五足。第四足上D第四构件、第五足上E第三构件与套筒通过长轴连接。第四足上D第五构件、第五足上E第二构件与套筒通过长轴连接。

第四短轴连接第五足和第六足。第五足上E第四构件与第六足上F第三构件通过第四短轴连接。第五足上E第五构件与第六足上F第二构件通过第四短轴连接。

第五短轴连接第六足和第一足。第六足上F第四构件与第一足上A第三构件通过第五短轴连接。第六足上F第五构件与第一足上A第二构件通过第五短轴连接。

通过上述连接，将第一足至第六足依次连接成一个封闭环。

第一足包括：A第一构件、A第二构件、A第三构件、A第四构件、A第五构件。其中，A第一构件为梯形板件，A第二构件到A第五构件为开有轴孔的连接件。A第二构件、A第三构件和A第四构件、A第五构件对称连接在A第一构件梯形面上腰两端。A第二构件、A第三构件轴孔所成轴线重合，A第四构件、A第五构件轴孔所成轴线重合。A第二构件、A第三构件轴孔所成轴线与A第四构件、A第五构件轴孔所成轴线交与点a0，A第二构件、A第五构件轴孔中心分别为a1、a2，线段a0a1、a0a2长度相等，定义线段a0a1、a0a2为第一足的有效长度，所成夹角δ₁。

第二足包括：B第一构件、B第二构件、B第三构件、B第四构件、B第五构件。其中，B第一构件为C形板件，B第二构件到B第五构件为开有轴孔的连接件，B第二构件布置电机安装孔。B第二构件、B第三构件和B第四构件、B第五构件对称连接在B第一构件的C形板件两侧。B第二构件、B第三构件轴孔所成轴线重合，B第四构件、B第五构件轴孔所成轴线重合。B第二构件、B第三构件轴孔所成轴线与B第四构件、B第五构件轴孔所成轴线交与点b0，B第二构件、B第五构件轴孔中心分别为b1、b2，线段b0b1、b0b2长度相等，定义线段b0b1、b0b2为第二足的有效长度，所成夹角δ₂。

第三足包括：C第一构件、C第二构件、C第三构件、C第四构件、C第五构件。其中，C第一构件为C形板件，C第二构件到C第五构件为开有轴孔的连接件。C第二构件、C第三构件和C第四构件、C第五构件对称连接在C第一构件C形板件两侧。C第二构件、C第三构件轴孔所成轴线重合，C第四构件、C第五构件轴孔所成轴线重合。C第二构件、C第三构件轴孔所成轴线与C第四构件、C第五构件轴孔所成轴线交与点c0，C第二构件、C第五构件轴孔中心分别为c1、c2，线段c0c1、c0c2长度相等，定义线段c0c1、c0c2为第三足的有效长度,所成夹角δ₃。

第四足包括：D第一构件、D第二构件、D第三构件、D第四构件、D第五构件。其中D第一构件为梯形板件，D第二构件到D第五构件为开有轴孔的连接件。D第二构件、D第三构件和D第四构件、D第五构件对称连接在D第一构件梯形面腰两端。D第二构件、D第三构件轴孔所成轴线重合，D第四构件、D第五构件轴孔所成轴线重合。D第二构件、D第三构件轴孔所成轴线与D第四构件、D第五构件轴孔所成轴线交与点d0，D第二构件、D第五构件轴孔中心分别为d1、d2，线段d0d1、d0d2长度相等，定义线段d0d1、d0d2为第四足的有效长度,所成夹角δ₄。

第五足包括：E第一构件、E第二构件、E第三构件、E第四构件、E第五构件。其中，E第一构件为凸字形板件，E第二构件到E第五构件为开有轴孔的连接件。E第二构件、E第三构件和E第四构件、E第五构件分别连接在E第一构件凸字形板件上下两侧。E第二构件、E第三构件轴孔所成轴线重合，E第四构件、E第五构件轴孔所成轴线重合。E第二构件、E第三构件轴孔所成轴线与E第四构件、E第五构件轴孔所成轴线交与点e0，E第二构件、E第五构件轴孔中心分别为e1、e2，线段e0e1、e0e2长度相等，定义线段e0e1、e0e2为第五足的有效长度，所成夹角δ₅。

第六足包括：F第一构件、F第二构件、F第三构件、F第四构件、F第五构件。其中，F第一构件为凸字形板件，F第二构件到F第五构件为开有轴孔的连接件。F第二构件、F第三构件和F第四构件、F第五构件分别连接在F第一构件凸字形板件上下两侧。F第二构件、F第三构件轴孔所成轴线重合，F第四构件、F第五构件轴孔所成轴线重合。F第二构件、F第三构件轴孔所成轴线与F第四构件、F第五构件轴孔所成轴线交与点f0，F第二构件、F第五构件轴孔中心分别为f1、f2，线段f0f1、f0f2长度相等，定义线段f0f1、f0f2为第六足的有效长度，所成夹角δ₆。

第一足至第六足各自所成的轴线交点a、b、c、d、e、f，两两互不重合。相对足的第一构件轴线夹角、有效长度相等：第一足轴线夹角δ₁与第四足轴线夹角δ₄相等，第二足轴线夹角δ₂与第五足轴线夹角δ₅相等，第三足轴线夹角δ₃与第六足轴线夹角δ₆相等。第一足与第四足有效长度相等：线段a0a1、a0a2与线段d0d1、d0d2长度相等，第二足与第五足有效长度相等：线段b0b1、b0b2与线段e0e1、e0e2长度相等，第三足与第六足有效长度相等：线段c0c1、c0c2与线段f0f1、f0f2长度相等。

本发明和已有技术相比具有的有益效果：

本发明所述的滚动六杆机构，采用了完全闭链的机械结构，由单电机进行驱动和控制可实现两种滚动模式，通过两种滚动模式的切换调整该机构的移动方向。所述的滚动六杆机构结构简单，成本低廉，单电机控制系统简单，可靠性高。可用于制作机构教具、玩具，也可用于制作军用探测机器人。

附图说明

图1单自由度双模式滚动六杆机构整体三维图；

图2第一足三维图；

图3第二足三维图；

图4第三足三维图；

图5第四足三维图；

图6第五足三维图；

图7第六足三维图；

图8第一足、第二足与电机连接示意图；

图9第二足与第三足连接示意图；

图10第三足与第四足连接示意图；

图11第四足与第五足连接示意图；

图12第五足与第六足连接示意图；

图13第六足与第一足连接示意图；

图14单自由度双模式滚动六杆机构转动轴线与轴线交点示意图；

图15Ⅰ模式第一运动状态图；

图16Ⅰ模式第二运动状态图；

图17Ⅰ模式第三运动状态图；

图18Ⅰ模式第四运动状态图；

图19Ⅰ模式第五运动状态图；

图20Ⅰ模式第六运动状态图；

图21Ⅱ模式初始状态示意图；

图22Ⅱ模式第一运动状态张开图；

图23Ⅱ模式过度状态图；

图24Ⅱ模式第二运动状态收缩图；

图25Ⅱ模式第二运动状态张开图；

图26Ⅱ模式第三运动状态收缩图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

一种单自由度双模式滚动六杆机构，如图1所示，该机构包括第一足到第六足A、B、C、D、E、F，其中，第二足B与电机1连接。

如图2所示，第一足A包括：A第一构件A-1、A第二构件A-2、A第三构件A-3、A第四构件A-4、A第五构件A-5。其中A第一构件A-1为梯形板件，A第二构件到A第五构件A-2、A-3、A-4、A-5为开有轴孔的连接件。A第二构件、A第三构件A-2、A-3和A第四构件、A第五构件A-4、A-5对称连接在A第一构件A-1梯形面腰两端。A第二构件、A第三构件A-2、A-3轴孔所成轴线重合，A第四构件、A第五构件A-4、A-5轴孔所成轴线重合。A第二构件、A第三构件A-2、A-3轴孔所成轴线与A第四构件、A第五构件A-4、A-5轴孔所成轴线交与点a0，A第二构件、A第五构件A-2、A-5轴孔中心分别为a1、a2，线段aa1、aa2长度相等。定义线段a0a1、a0a2为第一足A的有效长度，所成夹角δ₁。

如图3所示，第二足B包括：B第一构件B-1、B第二构件B-2、B第三构件B-3、B第四构件B-4、B第五构件B-5。其中B第一构件B-1为C形板件，B第二构件到B第五构件B-2、B-3、B-4、B-5为开有轴孔的连接件,B第二构件B-2布置电机安装孔。B第二构件、B第三构件B-2、B-3和B第四构件、B第五构件B-4、B-5对称连接在B第一构件B-1C形板件两侧。B第二构件、B第三构件B-2、B-3轴孔所成轴线重合，B第四构件、B第五构件B-4、B-5轴孔所成轴线重合。B第二构件、B第三构件B-2、B-3轴孔所成轴线与B第四构件、B第五构件B-4、B-5轴孔所成轴线交与点b0，B第二构件、B第五构件B-2、B-5轴孔中心分别为b1、b2，线段b0b1、b0b2长度相等。定义线段b0b1、b0b2为第二足B的有效长度，所成夹角δ₂。

如图4所示，第三足C包括：C第一构件C-1、C第二构件C-2、C第三构件C-3、C第四构件C-4、C第五构件C-5。其中C第一构件C-1为C形板件，C第二构件到C第五构件C-2、C-3、C-4、C-5为开有轴孔的连接件。C第二构件、C第三构件C-2、C-3和C第四构件、C第五构件C-4、C-5对称连接在C第一构件C-1的C形板件两侧。C第二构件、C第三构件C-2、C-3轴孔所成轴线重合，C第四构件、C第五构件C-4、C-5轴孔所成轴线重合，C第二构件、C第三构件C-2、C-3轴孔所成轴线与C第四构件、C第五构件C-4、C-5轴孔所成轴线交与点c0，C第二构件、C第五构件C-2、C-5轴孔中心分别为c1、c2，线段c0c1、c0c2长度相等。定义线段c0c1、c0c2为第三足C的有效长度,所成夹角δ₃。

如图5所示，第四足D包括：D第一构件D-1、D第二构件D-2、D第三构件D-3、D第四构件D-4、D第五构件D-5。其中D第一构件D-1为梯形板件，D第二构件到D第五构件D-2、D-3、D-4、D-5为开有轴孔的连接件。D第二构件、D第三构件D-2、D-3和D第四构件、D第五构件D-4、D-5对称连接在D第一构件D-1梯形面腰两端。D第二构件、D第三构件D-2、D-3轴孔所成轴线重合，D第四构件、D第五构件D-4、D-5轴孔所成轴线重合。D第二构件、D第三构件D-2、D-3轴孔所成轴线与D第四构件、D第五构件D-4、D-5轴孔所成轴线交与点d0，D第二构件、D第五构件D-2、D-5轴孔中心分别为d1、d2，线段d0d1、d0d2长度相等。定义线段d0d1、d0d2为第四足D的有效长度,所成夹角δ₄。

如图6所示，第五足E包括：E第一构件E-1、E第二构件E-2、E第三构件E-3、E第四构件E-4、E第五构件E-5。其中E第一构件E-1为凸字形板件，E第二构件到E第五构件E-2、E-3、E-4、E-5为开有轴孔的连接件。E第二构件、E第三构件E-2、E-3和E第四构件、E第五构件E-4、E-5分别连接在E第一构件E-1凸字形板件上下两侧。E第二构件、E第三构件E-2、E-3轴孔所成轴线重合，E第四构件、E第五构件E-4、E-5轴孔所成轴线重合。E第二构件、E第三构件E-2、E-3轴孔所成轴线与E第四构件、E第五构件E-4、E-5轴孔所成轴线交与点e0，E第二构件、E第五构件E-2、E-5轴孔中心分别为e1、e2，线段e0e1、e0e2长度相等。定义线段e0e1、e0e2为第五足E的有效长度，所成夹角δ₅。

如图7所示，第六足F包括：F第一构件F-1、F第二构件F-2、F第三构件F-3、F第四构件F-4、F第五构件F-5。其中F第一构件F-1为凸字形板件，F第二构件到F第五构件F-2、F-3、F-4、F-5为开有轴孔的连接件。F第二构件、F第三构件F-2、F-3和F第四构件、F第五构件F-4、F-5分别连接在F第一构件F-1凸字形板件上下两侧。F第二构件、F第三构件F-2、F-3轴孔所成轴线重合，F第四构件、F第五构件F-4、F-5轴孔所成轴线重合。F第二构件、F第三构件F-2、F-3轴孔所成轴线与F第四构件、F第五构件F-4、F-5轴孔所成轴线交与点f0，F第二构件、F第五构件F-2、F-5轴孔中心分别为f1、f2，线段f0f1、f0f2长度相等。定义线段f0f1、f0f2为第六足F的有效长度，所成夹角δ₆。

电机1与第一短轴2连接第一足A和第二足B，第一足A和第二足B连接关系如图8所示。第二足B上B第二构件B-2通过电机安装孔与电机1固连，电机输出轴与第一足A上A第五构件A-5固连。第一足(A)上A第四构件A-4与第二足B上B第三构件B-3通过第一短轴2连接。

第二短轴5连接第二足B和第三足C，第二足B和第三足C连接关系如图9所示。第二足B上B第四构件B-4与第三足C上C第三构件C-3通过第二短轴5连接。第二足B上B第五构件B-5与第三足C上C第二构件C-2通过第二短轴5连接。

第三短轴6连接第三足C和第四足D，第三足C和第四足D连接关系如图10所示。第三足C上C第四构件C-4与第四足D上D第三构件D-3通过第三短轴6连接。第三足C上C第五构件C-5与第四足D上D第二构件D-2通过第三短轴6连接。

长轴3连接第四足D和第五足E，第四足D和第五足E连接关系如图11所示。第四足D上D第四构件D-4、第五足E上E第三构件E-3与套筒4通过长轴3连接。第四足D上D第五构件D-5、第五足E上E第二构件E-2与套筒4通过长轴3连接。

第四短轴7连接第五足E和第六足F，第五足E和第六足F连接关系如图12所示。第五足E上E第四构件E-4与第六足F上F第三构件F-3通过第四短轴7连接。第五足E上E第五构件E-5与第六足F上F第二构件F-2通过第四短轴7连接。

第五短轴8连接第六足F和第一足A，第六足F和第一足A连接关系如图13所示。第六足F上F第四构件F-4与第一足A上A第三构件A-3通过第五短轴8连接。第六足F上F第五构件F-5与第一足A上A第二构件A-2通过第五短轴8连接。

通过上述连接，将第一足至第六足A、B、C、D、E、F依次连接成一个封闭环，其中，第一足(A)与第二足(B)、第二足(B)和第三足(C)、第三足(C)和第四足(D)、第五足(E)和第六足(F)、第六足(F)和第一足(A)的多次用到短轴(2)形成转动连接。

如图14所示，第一足至第六足A、B、C、D、E、F各自所成的轴线交点a0、b0、c0、d0、e0、f0，两两互不重合。相对足的第一构件轴线夹角、有效长度相等：第一足A轴线夹角δ₁与第四足D轴线夹角δ₄相等，第二足B轴线夹角δ₂与第五足E轴线夹角δ₅相等，第三足C轴线夹角δ₃与第六足F轴线夹角δ₆相等。第一足Α与第四足D有效长度相等：线段a0a1、a0a2与线段d0d1、d0d2长度相等，第二足Β与第五足E有效长度相等：线段b0b1、b0b2与线段e0e1、e0e2长度相等，第三足C与第六足F有效长度相等：线段c0c1、c0c2与线段f0f1、f0f2长度相等。

图15—图20所示为单自由度双模式滚动六杆机构实现Ⅰ模式一个滚动步态示意图：

(1)图15所示为单自由度双模式滚动六杆机构的初始状态，第四足D与地面接触。第二足B上电机1驱动第二足B与第一足A相对转动，第二足B与第一足A之间的夹角变小，同时带动其他部件一起运动，机构开始翻滚，第四足D处于离地临界位置，电机急停。

(2)图16所示为单自由度双模式滚动六杆机构在惯性力作用下，第四足D离地，第三足C着地。第二足B上电机1反转，第二足B与第一足A之间的夹角变大，第三足C处于离地临界位置。

(3)图17所示为单自由度双模式滚动六杆机构第三足C离地，第二足B着地。第二足B上电机1继续反转，第二足B与第一足A之间的夹角继续变大，第二足B处于离地临界位置。

(4)图18所示为单自由度双模式滚动六杆机构第二足B离地，第一足A着地。第二足B上电机1正转，第二足B与第一足A之间的夹角变小，第一足A处于离地临界位置，电机急停。

(5)图19所示为单自由度双模式滚动六杆机构在惯性力作用下，第一足A离地，第六足F着地。第二足B上电机1反转，第二足B与第一足A之间的夹角变大，第六足F处于离地临界位置。

(6)图20所示为单自由度双模式滚动六杆机构第六足F离地，第五足E着地。第二足B上电机1继续反转，第二足B与第一足A之间的夹角继续变大，第五足E处于离地临界位置。

(7)单自由度双模式滚动六杆机构第五足E离地，第四足D着地，回到初始状态。

重复(1)—(7)步骤，六杆轮流着地，实现Ⅰ模式滚动。

球面滚动机构在Ⅰ模式滚动状态下，若在初始位置电机驱动第二足B与第一足A夹角变大，则机构圆周运动方向与上述相反。

图21—图26所示为单自由度双模式滚动六杆机构实现Ⅱ模式一个滚动步态示意图，其中，Ⅱ模式滚动平台较Ⅰ模式滚动平台圆周曲率减小：

(1)图21所示为单自由度双模式滚动六杆机构的初始状态，第四足D与地面接触。

(2)图22所示为第二足B上电机1驱动第二足B与第一足A相对转动，第二足B与第一足A之间的夹角变小至凸字形板件嵌入C形板件中，即E第一构件E-1、F第一构件F-1嵌入B第一构件B-1与C第一构件C-1中。同时带动其他部件一起运动，机构开始翻滚，第四足D处于离地临界状态，电机急停。

(3)图23所示为单自由度双模式滚动六杆机构在惯性力作用下翻滚过渡状态，第四足D离地，机构收缩至凸字形板件嵌入C形板件中。

(4)图24所示为单自由度双模式滚动六杆机构在惯性力作用下，第一足A与地面接触。

(5)图25所示为第二足B上电机1反转，机构张开，第二足B与第一足A之间的夹角变大至凸字形板件与C形板件脱离，即E第一构件E-1、F第一构件F-1与B第一构件B-1与C第一构件C-1脱离，第一足A处于离地临界位置。

(6)图26所示为第一足A离地临界位置电机急停正转，机构收缩，第二足B与第一足A之间的夹角变小至凸字形板件嵌入C形板件中，即E第一构件E-1、F第一构件F-1嵌入B第一构件B-1与C第一构件C-1中，机构翻滚，经过过渡状态，第一足A离地，第四足D着地。

重复(1)—(6)步骤，第一足A与第四足D轮流着地，实现Ⅱ模式滚动。

球面滚动机构在Ⅱ模式滚动状态下，若在初始位置电机驱动第二足B与第一足A夹角变大，则机构圆周运动方向与上述相反。

Claims (2)

1.一种单自由度双模式滚动六杆机构，其特征在于：该机构包括第一足到第六足(A、B、C、D、E、F)，其中，第二足(B)与电机(1)连接；

第一足(A)包括：A第一构件(A-1)、A第二构件(A-2)、A第三构件(A-3)、A第四构件(A-4)、A第五构件(A-5)；其中A第一构件(A-1)为梯形板件，A第二构件到A第五构件(A-2、A-3、A-4、A-5)为开有轴孔的连接件；A第二构件、A第三构件(A-2、A-3)和A第四构件、A第五构件(A-4、A-5)对称连接在A第一构件(A-1)梯形面腰两端；A第二构件、A第三构件(A-2、A-3)轴孔所成轴线重合，A第四构件、A第五构件(A-4、A-5)轴孔所成轴线重合，A第二构件、A第三构件(A-2、A-3)轴孔所成轴线与A第四构件、A第五构件(A-4、A-5)轴孔所成轴线交与点a0，A第二构件、A第五构件(A-2、A-5)轴孔中心分别为a1、a2；线段a0a1、a0a2长度相等，定义线段a0a1、a0a2为第一足(A)的有效长度，所成夹角δ₁；

第二足(B)包括：B第一构件(B-1)、B第二构件(B-2)、B第三构件(B-3)、B第四构件(B-4)、B第五构件(B-5)；其中B第一构件(B-1)为C形板件，B第二构件到B第五构件(B-2、B-3、B-4、B-5)为开有轴孔的连接件,B第二构件(B-2)布置电机安装孔；B第二构件、B第三构件(B-2、B-3)和B第四构件、B第五构件(B-4、B-5)对称连接在B第一构件(B-1)C形板件两侧；B第二构件、B第三构件(B-2、B-3)轴孔所成轴线重合，B第四构件、B第五构件(B-4、B-5)轴孔所成轴线重合，B第二构件、B第三构件(B-2、B-3)轴孔所成轴线与B第四构件、B第五构件(B-4、B-5)轴孔所成轴线交与点b0，B第二构件、B第五构件(B-2、B-5)轴孔中心分别为b1、b2；线段b0b1、b0b2长度相等，定义线段b0b1、b0b2为第二足(B)的有效长度，所成夹角δ₂；

第三足(C)包括：C第一构件(C-1)、C第二构件(C-2)、C第三构件(C-3)、C第四构件(C-4)、C第五构件(C-5)；其中C第一构件(C-1)为C形板件，C第二构件到C第五构件(C-2、C-3、C-4、C-5)为开有轴孔的连接件；C第二构件、C第三构件(C-2、C-3)和C第四构件、C第五构件(C-4、C-5)对称连接在C第一构件(C-1)C形板件两侧；C第二构件、C第三构件(C-2、C-3)轴孔所成轴线重合，C第四构件、C第五构件(C-4、C-5)轴孔所成轴线重合，C第二构件、C第三构件(C-2、C-3)轴孔所成轴线与C第四构件、C第五构件(C-4、C-5)轴孔所成轴线交与点c0，C第二构件、C第五构件(C-2、C-5)轴孔中心分别为c1、c2；线段c0c1、c0c2长度相等，定义线段c0c1、c0c2为第三足(C)的有效长度,所成夹角δ₃；

第四足(D)包括：D第一构件(D-1)、D第二构件(D-2)、D第三构件(D-3)、D第四构件(D-4)、D第五构件(D-5)；其中D第一构件(D-1)为梯形板件，D第二构件到D第五构件(D-2、D-3、D-4、D-5)为开有轴孔的连接件；D第二构件、D第三构件(D-2、D-3)和D第四构件、D第五构件(D-4、D-5)对称连接在D第一构件(D-1)梯形面腰两端；D第二构件、D第三构件(D-2、D-3)轴孔所成轴线重合，D第四构件、D第五构件(D-4、D-5)轴孔所成轴线重合，D第二构件、D第三构件(D-2、D-3)轴孔所成轴线与D第四构件、D第五构件(D-4、D-5)轴孔所成轴线交与点d0，D第二构件、D第五构件(D-2、D-5)轴孔中心分别为d1、d2；线段d0d1、d0d2长度相等，定义线段d0d1、d0d2为第四足(D)的有效长度,所成夹角δ₄；

第五足(E)包括：E第一构件(E-1)、E第二构件(E-2)、E第三构件(E-3)、E第四构件(E-4)、E第五构件(E-5)；其中E第一构件(E-1)为凸字形板件，E第二构件到E第五构件(E-2、E-3、E-4、E-5)为开有轴孔的连接件；E第二构件、E第三构件(E-2、E-3)和E第四构件、E第五构件(E-4、E-5)分别连接在E第一构件(E-1)凸字形板件上下两侧；E第二构件、E第三构件(E-2、E-3)轴孔所成轴线重合，E第四构件、E第五构件(E-4、E-5)轴孔所成轴线重合，E第二构件、E第三构件(E-2、E-3)轴孔所成轴线与E第四构件、E第五构件(E-4、E-5)轴孔所成轴线交与点e0，E第二构件、E第五构件(E-2、E-5)轴孔中心分别为e1、e2；线段e0e1、e0e2长度相等，定义线段e0e1、e0e2为第五足(E)的有效长度，所成夹角δ₅；

第六足(F)包括：F第一构件(F-1)、F第二构件(F-2)、F第三构件(F-3)、F第四构件(F-4)、F第五构件(F-5)；其中F第一构件(F-1)为凸字形板件，F第二构件到F第五构件(F-2、F-3、F-4、F-5)为开有轴孔的连接件；F第二构件、F第三构件(F-2、F-3)和F第四构件、F第五构件(F-4、F-5)分别连接在F第一构件(F-1)凸字形板件上下两侧；F第二构件、F第三构件(F-2、F-3)轴孔所成轴线重合，F第四构件、F第五构件(F-4、F-5)轴孔所成轴线重合，F第二构件、F第三构件(F-2、F-3)轴孔所成轴线与F第四构件、F第五构件(F-4、F-5)轴孔所成轴线交与点f0，F第二构件、F第五构件(F-2、F-5)轴孔中心分别为f1、f2；线段f0f1、f0f2长度相等，定义线段f0f1、f0f2为第六足(F)的有效长度，所成夹角δ₆；

电机(1)与第一短轴(2)连接第一足(A)和第二足(B)；第二足(B)上B第二构件(B-2)通过电机安装孔与电机(1)固连，电机输出轴与第一足(A)上A第五构件(A-5)固连；第一足(A)上A第四构件(A-4)与第二足(B)上B第三构件(B-3)通过第一短轴(2)连接；

第二短轴(5)连接第二足(B)和第三足(C)；第二足(B)上B第四构件(B-4)与第三足(C)上C第三构件(C-3)通过第二短轴(5)连接；第二足(B)上B第五构件(B-5)与第三足(C)上C第二构件(C-2)通过第二短轴(5)连接；

第三短轴(6)连接第三足(C)和第四足(D)；第三足(C)上C第四构件(C-4)与第四足(D)上D第三构件(D-3)通过第三短轴(6)连接；第三足(C)上C第五构件(C-5)与第四足(D)上D第二构件(D-2)通过第三短轴(6)连接；

长轴(3)连接第四足(D)和第五足(E)；第四足(D)上D第四构件(D-4)、第五足(E)上E第三构件(E-3)与套筒(4)通过长轴(3)连接；第四足(D)上D第五构件(D-5)、第五足(E)上E第二构件(E-2)与套筒(4)通过长轴(3)连接；

第四短轴(7)连接第五足(E)和第六足(F)；第五足(E)上E第四构件(E-4)与第六足(F)上F第三构件(F-3)通过第四短轴(7)连接；第五足(E)上E第五构件(E-5)与第六足(F)上F第二构件(F-2)通过第四短轴(7)连接；

第五短轴(8)连接第六足(F)和第一足(A)；第六足(F)上F第四构件(F-4)与第一足(A)上A第三构件(A-3)通过第五短轴(8)连接；第六足(F)上F第五构件(F-5)与第一足(A)上A第二构件(A-2)通过第五短轴(8)连接；

通过上述连接，将第一足至第六足(A、B、C、D、E、F)依次连接成一个封闭环，其中，第一足(A)与第二足(B)、第二足(B)和第三足(C)、第三足(C)和第四足(D)、第五足(E)和第六足(F)、第六足(F)和第一足(A)的多次用到短轴(2)形成转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种单自由度双模式滚动六杆机构，其特征在于：第一足至第六足(A、B、C、D、E、F)各自所成的轴线交点a0、b0、c0、d0、e0、f0，两两互不重合；相对足的第一构件轴线夹角、有效长度相等：第一足(A)轴线夹角δ₁与第四足(D)轴线夹角δ₄相等，第二足(B)轴线夹角δ₂与第五足(E)轴线夹角δ₅相等，第三足(C)轴线夹角δ₃与第六足(F)轴线夹角δ₆相等；第一足(Α)与第四足(D)有效长度相等：线段a0a1、a0a2与线段d0d1、d0d2长度相等，第二足(Β)与第五足(E)有效长度相等：线段b0b1、b0b2与线段e0e1、e0e2长度相等，第三足(C)与第六足(F)有效长度相等：线段c0c1、c0c2与线段f0f1、f0f2长度相等。