一种自主分离式可重构模块化机器人的制作方法

专利2022-11-15  71


本实用新型涉及机器人领域,具体为一种自主分离式可重构模块化机器人。



背景技术:

在自然界中,如蚯蚓、尺蠖等蠕动动物拥有柔软的身体、良好的身体灵活性以及对环境和非结构化地形强大的适应能力,这为适应复杂地形的机器人设计提供了新的思路。另一方面,大多数蠕动动物在身体一部分断开后仍然可以各自分离运动,这为提高自然场景下机器人生存能力提供了新的启发。

基于此,本实用新型设计一种自主分离式可重构模块化机器人,配合各种传感器将在军事侦察、灾后探测等方面具有巨大的发展和应用前景。该机器人本体由转向关节模块、可分离重构关节ⅰ和可分离重构关节ⅱ、尾部关节组成,可根据需求将身体一部分自住分离丢弃,其余部分可继续工作,如将出故障的模块或被重物压住的部分分离。同时该机器人在自主分离后末端可分离重构关节ⅰ遇见首端可分离重构关节ⅱ仍可通过电源的通断实现再次自主重构。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种自主分离式可重构模块化机器人,该机器人在部分节段被压迫后,可自主完成分离,且自主分离后末端可分离重构关节ⅰ遇见首端可分离重构关节ⅱ仍可通过电源的通断实现再次自主重构。

本实用新型的一种自主分离式可重构模块化机器人,包括:

包括若干个依次连接形成链式结构的转向关节模块、可分离重构关节ⅰ和可分离重构关节ⅱ;

所述转向关节模块包括关节体ⅰ、舵机ⅰ、舵盘ⅰ和舵机轴承ⅰ;所述舵机ⅰ和舵机轴承ⅰ安装于关节体ⅰ后端;所述舵盘ⅰ固定于舵机ⅰ的输出轴;所述舵机轴承ⅰ安装有转轴ⅰ;所述关节体ⅰ的前端形成有两个相互平行的连接臂ⅰ,两所述连接臂ⅰ分别用于连接上一关节的舵盘和转轴;

所述可分离重构关节ⅰ包括关节体ⅱ、微型电池、微型控制器和电磁铁连接机构;所述电磁铁连接机构包括固定安装于关节体ⅱ后端的推拉式电磁铁和固定于所述推拉式电磁铁推杆外端的方形连接销;所述关节体ⅱ的前端形成有两个相互平行的连接臂ⅱ,两所述连接臂ⅱ分别用于连接上一关节的舵盘和转轴;所述微型电池和微型控制器安装于两连接臂ⅱ之间;

所述可分离重构关节ⅱ包括关节体ⅲ、舵机ⅱ、舵盘ⅱ、舵机轴承ⅱ和可分离重构连接体;所述舵机ⅱ和舵机轴承ⅱ安装于关节体ⅲ的前端;所述舵盘ⅱ固定于舵机ⅱ的输出轴;所述舵机轴承ⅱ安装有转轴ⅱ;所述可分离重构连接体固定设置于关节体ⅲ前端,其设有用于与所述方形连接销配合的方孔。

进一步,还包括连接于尾部的尾部关节;所述尾部关节的前端形成有两个相互平行的连接臂ⅲ;两所述连接臂ⅲ分别用于连接上一关节的舵盘和转轴。

本实用新型的有益效果:本机器人本体由转向关节模块、可分离重构关节ⅰ和可分离重构关节ⅱ、尾部关节组成,可根据需求将身体一部分自住分离丢弃,其余部分可继续工作,如将出故障的模块或被重物压住的部分分离。同时该机器人在自主分离后末端可分离重构关节ⅰ遇见首端可分离重构关节ⅱ仍可通过电源的通断实现再次自主重构。

附图说明

图1为本实用新型的自主分离式可重构模块化机器人的示意图;

图2为本实用新型的转向关节模块的示意图;

图3为本实用新型的可分离重构关节ⅰ的装配示意图;

图4为本实用新型的可分离重构关节ⅰ的示意图

图5为本实用新型的可分离重构关节ⅱ的示意图;

图6为本实用新型的尾部关节模块的示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例对本实用新型涉及的自主分离式可重构模块化机器人进一步详细说明。

如图1所示,本实施例的一种自主分离式可重构模块化机器人,包括若干个依次连接形成链式结构的转向关节模块1、可分离重构关节ⅰ2、可分离重构关节ⅱ4和尾部关节5;如图1,本实施例共计13个关节,其中第1、2、3、4、7、10号关节为转向关节模块1;第5、8、11号关节为可分离重构关节ⅰ2;第6、9、12号关节为可分离重构关节ⅱ,第13号关节为尾部关节5;

如图2所示,所述转向关节模块1包括关节体ⅰ、舵机ⅰ1-4、舵盘ⅰ1-3和舵机轴承ⅰ;关节体ⅰ的后端形成壳体结构,所述舵机ⅰ1-4和舵机轴承ⅰ安装于关节体ⅰ后端的壳体结构内;所述舵盘ⅰ1-3固定于舵机ⅰ1-4的输出轴;所述舵机轴承ⅰ安装有转轴ⅰ1-2,该转轴ⅰ1-2的一部分伸出壳体外;所述关节体ⅰ的前端形成有两个相互平行的连接臂ⅰ1-1,其中连接臂ⅰ1-1上分布有五个连接孔用于连接上一关节的舵盘,另一连接臂ⅰ1-1上设有一个连接孔用于连接上一关节的转轴;舵盘ⅰ1-3和转轴ⅰ1-2用于连接下一关节的连接臂,从而使两相邻关节能够相对转动实现蛇形蜿蜒行进。

所述可分离重构关节ⅰ2包括关节体ⅱ、微型电池2-2、微型控制器2-3和电磁铁连接机构3;电磁铁连接机构3固定安装于关节体ⅱ后端的固定基座3-1内的推拉式电磁铁3-2;固定基座3-1为两个,其口部相对设置;两个推拉式电磁铁3-2以推杆相对的方式安装于两固定基座3-1内,电磁铁的推杆外端固定有方形连接销3-3;所述关节体ⅱ的前端形成有两个相互平行的连接臂ⅱ2-1,两所述连接臂ⅱ2-1的结构与连接臂ⅰ1-1的结构相同,分别用于连接上一关节的舵盘和转轴;所述微型电池2-2和微型控制器2-3安装于两连接臂ⅱ2-1之间,微型电池2-2用于为所有舵机、微型控制器2-3和电磁铁供电(第5号关节上的电池为1-5号关节供电,第8号关节上的电池为6-8号关节供电,第11号关节为9-11号关节供电);微型控制器2-3用于控制舵机和电磁铁动作(第5号关节上的控制器控制1-5号关节上的舵机和电磁铁动作,第8号关节上的控制器控制6-8号关节的舵机和电磁铁动作,第11号关节控制9-11号关节的舵机和电磁铁动作)。

所述可分离重构关节ⅱ4包括关节体ⅲ、舵机ⅱ4-3、舵盘ⅱ、舵机轴承ⅱ和可分离重构连接体4-1;所述舵机ⅱ4-3和舵机轴承ⅱ安装于关节体ⅲ的前端的舵机架4-2内;所述舵盘ⅱ固定于舵机ⅱ4-3的输出轴;所述舵机轴承ⅱ安装有转轴ⅱ;舵盘ⅱ和舵机轴承ⅱ分别用于连接下一关节的连接臂;所述可分离重构连接体4-1固定设置于关节体ⅲ前端,其设有用于与所述方形连接销3-3配合的方孔;可分离重构关节ⅰ2和可分离重构关节ⅱ4相互连接时,可分离重构连接体4-1位于两个推拉式电磁铁3-2之间,推拉式电磁铁3-2断电时推杆推出带动方形连接销3-3插入到方孔内,实现二者的固定连接;当电磁铁通电时,电磁铁的推杆带动方形连接销3-3从方孔内抽出,使得可分离重构关节ⅰ2和可分离重构关节ⅱ4分离;另外,可分离重构关节ⅰ2和可分离重构关节ⅱ4相遇后,可控制电磁铁动作进行再次连接,实现重构。

所述尾部关节5的前端形成有两个相互平行的连接臂ⅲ5-1;两所述连接臂ⅲ5-1的结构与连接臂ⅰ1-1相同,分别用于连接上一关节的舵盘和转轴,其用于最后一个关节作为结尾。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征:

1.一种自主分离式可重构模块化机器人,其特征在于:包括若干个依次连接形成链式结构的转向关节模块、可分离重构关节ⅰ和可分离重构关节ⅱ;

所述转向关节模块包括关节体ⅰ、舵机ⅰ、舵盘ⅰ和舵机轴承ⅰ;所述舵机ⅰ和舵机轴承ⅰ安装于关节体ⅰ后端;所述舵盘ⅰ固定于舵机ⅰ的输出轴;所述舵机轴承ⅰ安装有转轴ⅰ;所述关节体ⅰ的前端形成有两个相互平行的连接臂ⅰ,两所述连接臂ⅰ分别用于连接上一关节的舵盘和转轴;

所述可分离重构关节ⅰ包括关节体ⅱ、微型电池、微型控制器和电磁铁连接机构;所述电磁铁连接机构包括固定安装于关节体ⅱ后端的推拉式电磁铁和固定于所述推拉式电磁铁推杆外端的方形连接销;所述关节体ⅱ的前端形成有两个相互平行的连接臂ⅱ,两所述连接臂ⅱ分别用于连接上一关节的舵盘和转轴;所述微型电池和微型控制器安装于两连接臂ⅱ之间;

所述可分离重构关节ⅱ包括关节体ⅲ、舵机ⅱ、舵盘ⅱ、舵机轴承ⅱ和可分离重构连接体;所述舵机ⅱ和舵机轴承ⅱ安装于关节体ⅲ的前端;所述舵盘ⅱ固定于舵机ⅱ的输出轴;所述舵机轴承ⅱ安装有转轴ⅱ;所述可分离重构连接体固定设置于关节体ⅲ前端,其设有用于与所述方形连接销配合的方孔。

2.根据权利要求1所述的一种自主分离式可重构模块化机器人,其特征在于:还包括连接于机器人尾部的尾部关节;所述尾部关节的前端形成有两个相互平行的连接臂ⅲ;两所述连接臂ⅲ分别用于连接上一关节的舵盘和转轴。

技术总结
本实用新型的一种自主分离式可重构模块化机器人,包括若干个依次连接形成链式结构的转向关节模块、可分离重构关节Ⅰ和可分离重构关节Ⅱ;可分离重构关节Ⅰ包括关节体Ⅱ、微型电池、微型控制器和电磁铁连接机构;所述电磁铁连接机构包括固定安装于关节体Ⅱ后端的推拉式电磁铁和固定于所述推拉式电磁铁推杆外端的方形连接销;所述可分离重构关节Ⅱ包括关节体Ⅲ、舵机Ⅱ、舵盘Ⅱ、舵机轴承Ⅱ和可分离重构连接体;所述可分离重构连接体设有用于与所述方形连接销配合的方孔;通过电磁铁连接机构可以实现可分离重构关节Ⅰ和可分离重构关节Ⅱ的主动连接和分离,从而提高自然场景下机器人的生存能力。

技术研发人员:龙樟;施长成;彭嘉乐;万兆江;游东潘;梁春平
受保护的技术使用者:西南石油大学
技术研发日:2020.07.24
技术公布日:2021.04.06

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