本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種模塊化玩具機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,機(jī)器人已應(yīng)用于諸多領(lǐng)域,如工業(yè)、軍事、服務(wù)、醫(yī)療等，甚至應(yīng)用于智能玩具領(lǐng)域。傳統(tǒng)玩具如毛絨玩具、拼圖、電動(dòng)車等，形式內(nèi)容單一，且可應(yīng)用性差，不利于使用者智力的開發(fā)。而機(jī)器人元素的結(jié)合使得玩具的趣味性和拓展性大大提高，再結(jié)合模塊化的思想，其實(shí)際組合的多樣性和應(yīng)用價(jià)值也得到提高。

目前，國外多所大學(xué)、院校都在研究模塊化機(jī)器人，包括英國aa建筑聯(lián)盟學(xué)院、康奈爾大學(xué)、哈佛大學(xué)以及蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)等，雖然這些機(jī)器人并未應(yīng)用于玩具領(lǐng)域，但是也成為今年來機(jī)器人技術(shù)研究的關(guān)注熱點(diǎn)之一。如美國usc大學(xué)的superbot(bywei-minshen),康奈爾大學(xué)的molecubes(byhodlipson)機(jī)器人系統(tǒng)，哈佛大學(xué)的thekilobotproject等。

thekilobotproject的模塊化機(jī)器人十分小巧且可以執(zhí)行復(fù)雜指令，但是不具備拼裝組合功能，雖然molecubes可以通過平面連接面進(jìn)行連接組合但是模塊的組合模式十分復(fù)雜不具備可玩性，superbot雖然可以簡單組合，但是由于個(gè)體十分復(fù)雜且接口形式及數(shù)量局限，可拓展性不強(qiáng)。

以前的機(jī)器人結(jié)構(gòu)形式單一且沒有外殼保護(hù)會(huì)對(duì)使用者造成不便，并且通過連接孔相連結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差且無法與多種模塊相連，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不完善、通用性不強(qiáng)、拓展性不高、結(jié)構(gòu)種類單一、連接穩(wěn)定性差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜不易使用等諸多問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的某種或某些技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種模塊化玩具機(jī)器人，克服了現(xiàn)有模塊化機(jī)器人結(jié)構(gòu)形式單一，且沒有相對(duì)穩(wěn)定的連接方式、整體的通用性不強(qiáng)、拓展性不高、導(dǎo)線裸露安全系數(shù)差的問題。

為解決上述現(xiàn)有的技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下方案：一種模塊化玩具機(jī)器人，包括外殼、設(shè)在外殼上的連接裝置、設(shè)在外殼內(nèi)的扭矩提供裝置，所述外殼、連接裝置和扭矩提供裝置組成模塊化玩具機(jī)器人單體，所述外殼由多個(gè)u型構(gòu)件組成一個(gè)幾何體，所述外殼中至少有一個(gè)u型構(gòu)件上設(shè)有一預(yù)留孔洞，所述連接裝置安裝在預(yù)留孔洞內(nèi)，所述預(yù)留孔洞還可用于安裝連接裝置或其它功能性裝置，所述外殼通過扭矩提供裝置實(shí)現(xiàn)整體外形的扭動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述u型構(gòu)件包括一個(gè)底面、與底面相連接的兩片葉片，所述外殼采用方形結(jié)構(gòu)，所述外殼的上下兩個(gè)頂面由葉片組成，所述兩個(gè)相鄰的u型構(gòu)件之間設(shè)有一旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸設(shè)在底面的兩側(cè)，所述相鄰兩個(gè)u型構(gòu)件之間可通過旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)后展開或傾斜移動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述相鄰兩個(gè)模塊化玩具機(jī)器人單體之間通過連接裝置旋擰的方式相互連接固定。

作為優(yōu)選，所述扭矩提供裝置包括安裝在外殼內(nèi)其中一u型構(gòu)件的底面上的電機(jī)、設(shè)在電機(jī)上的減速齒輪組、設(shè)在減速齒輪組上通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的舵盤，所述舵盤的一端與安裝電機(jī)的u型構(gòu)件的相鄰u型構(gòu)件的葉片連接，所述外殼藉由舵盤帶動(dòng)所連接的相鄰u型構(gòu)件，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)外殼的傾斜移動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述舵盤包括偏心輪、設(shè)在偏心輪上一端與葉片轉(zhuǎn)接的搖臂。

作為優(yōu)選，所述偏心輪上設(shè)有兩根搖臂，所述兩根搖臂分別與安裝電機(jī)的u型構(gòu)件的兩個(gè)相鄰u型構(gòu)件的葉片轉(zhuǎn)接。

作為優(yōu)選，所述葉片采用圓弧形結(jié)構(gòu)，所述相對(duì)的兩個(gè)葉片之間采用間隙配合設(shè)置。

作為優(yōu)選，所述外殼內(nèi)設(shè)有承托結(jié)構(gòu)，所述外殼及連接裝置由塑料、硅膠、橡膠、尼龍、木材或金屬制作而成。

作為優(yōu)選，所述外殼內(nèi)設(shè)有拓展模塊，所述拓展模塊用來控制扭矩提供裝置或添加后續(xù)功能。

有益效果：

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案提供一種模塊化玩具機(jī)器人，可以用在玩具產(chǎn)品、工業(yè)用品、家居及生活用品中的模塊化玩具機(jī)器人中。整體結(jié)構(gòu)簡單，連接方式簡便，連接后固定牢固，靈活性強(qiáng)，通用性廣，拓展性高。導(dǎo)線整體放置在殼體內(nèi)部，安全系數(shù)更高，使用壽命更長，導(dǎo)線有效距離短，損壞后維修方便，通過連接裝置對(duì)兩個(gè)相鄰的機(jī)器人玩具連接單體進(jìn)行連接固定，拆裝更加簡便，同時(shí)能夠方便的組合成不同功能的機(jī)器人整體，非常適合適用于目的不同、形體不固定、需要靈活可變的機(jī)器人整體。

所述模塊化玩具機(jī)器人的u型構(gòu)件具有特殊的相對(duì)位移關(guān)系，安裝電機(jī)的u型構(gòu)件與其相鄰u型構(gòu)件之間圍繞所述u型構(gòu)件兩側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而對(duì)面位置的u型構(gòu)件則與其始終保持平行。在由四個(gè)u型構(gòu)件形成的整體結(jié)構(gòu)時(shí)，在u型構(gòu)件兩個(gè)葉片的約束下，形成了一種可變型的平行四邊形結(jié)構(gòu)。其內(nèi)部的扭矩提供裝置的輸出軸通過舵盤和搖臂的連接方式，帶動(dòng)兩個(gè)不相鄰的u型構(gòu)件做同步左右擺動(dòng)。同時(shí)，安裝在各個(gè)預(yù)留孔洞的連接裝置可以與其他模塊化玩具機(jī)器人相連。當(dāng)連接裝置連接有其他模塊化玩具機(jī)器人時(shí)，相連接的模塊化玩具機(jī)器人被帶動(dòng)著移動(dòng)，在彼此相互配合后，可以使機(jī)器人整體發(fā)生形態(tài)上的變化，當(dāng)模塊化機(jī)器人的連接數(shù)量達(dá)到一定程度時(shí)，當(dāng)數(shù)量上升之后可以形成類似昆蟲蠕動(dòng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行扭動(dòng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明模塊化玩具機(jī)器人單體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明扭矩提供裝置與u型構(gòu)件的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明兩個(gè)模塊化玩具機(jī)器人單體連接的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：葉片1、外殼2、u型構(gòu)件3、偏心輪4、預(yù)留孔洞5、舵盤6、減速齒輪組7、電機(jī)8、扭矩提供裝置9、承托10、底面11、旋轉(zhuǎn)軸12、連接裝置13、模塊化玩具機(jī)器人單體14、搖臂15、通信界面16。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述：如圖1-4所示，一種模塊化玩具機(jī)器人，包括外殼2、設(shè)在外殼2上的連接裝置13、設(shè)在外殼2內(nèi)的扭矩提供裝置9，所述外殼2、連接裝置13和扭矩提供裝置9組成模塊化玩具機(jī)器人單體14，所述外殼2由多個(gè)u型構(gòu)件3組成一個(gè)幾何體，所述外殼2中至少有一個(gè)u型構(gòu)件3上設(shè)有一預(yù)留孔洞5，所述連接裝置13安裝在預(yù)留孔洞5內(nèi)，所述預(yù)留孔洞5可用于安裝連接裝置13或其它功能性裝置，所述外殼2通過扭矩提供裝置9實(shí)現(xiàn)整體外形的扭動(dòng)；所述u型構(gòu)件3包括一個(gè)底面11、與底面11相連接的兩片葉片1，所述外殼2采用方形結(jié)構(gòu)，所述外殼2的上下兩個(gè)頂面由葉片1組成，所述兩個(gè)相鄰的u型構(gòu)件3之間設(shè)有一旋轉(zhuǎn)軸12，所述旋轉(zhuǎn)軸12設(shè)在底面11的兩側(cè)，所述相鄰兩個(gè)u型構(gòu)件3之間可通過旋轉(zhuǎn)軸12旋轉(zhuǎn)后展開或傾斜移動(dòng)；所述相鄰兩個(gè)模塊化玩具機(jī)器人單體14之間通過連接裝置13旋擰的方式相互連接固定；所述扭矩提供裝置9包括安裝在外殼2內(nèi)其中一u型構(gòu)件3的底面11上的電機(jī)8、設(shè)在電機(jī)8上的減速齒輪組7、設(shè)在減速齒輪組7上通過電機(jī)8驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的舵盤6，所述舵盤6的一端與安裝電機(jī)8的u型構(gòu)件3接的相鄰u型構(gòu)件3的葉片1連接，所述外殼2藉由舵盤6帶動(dòng)所連接的相鄰u型構(gòu)件，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)外殼的傾斜移動(dòng)；所述舵盤6包括偏心輪4、設(shè)在偏心輪4上一端與葉片1轉(zhuǎn)接的搖臂15；所述偏心輪4上設(shè)有兩根搖臂15，所述兩根搖臂15分別與安裝電機(jī)8的u型構(gòu)件3接的兩個(gè)相鄰u型構(gòu)件3的葉片1轉(zhuǎn)接；所述葉片1采用圓弧形結(jié)構(gòu)，所述相對(duì)的兩個(gè)葉片1之間采用間隙配合設(shè)置；所述外殼2內(nèi)設(shè)有承托10結(jié)構(gòu)，所述外殼2及連接裝置13由塑料、硅膠、橡膠、尼龍、木材或金屬制作而成；所述外殼2內(nèi)設(shè)有拓展模塊，所述拓展模塊用來控制扭矩提供裝置9或添加后續(xù)功能。

實(shí)際工作時(shí)，所述外殼2由多個(gè)u型構(gòu)件3組成一個(gè)幾何體，且所述外殼2通過扭矩提供裝置9實(shí)現(xiàn)整體外形的扭動(dòng)，在對(duì)整個(gè)外殼2進(jìn)行形狀的變動(dòng)時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化操作，不需要手動(dòng)進(jìn)行變形，變形時(shí)控制更加精確，所述連接裝置13安裝在預(yù)留孔洞5內(nèi)，能夠?qū)B接裝置13的凸起高度進(jìn)行降低，使相鄰兩個(gè)機(jī)器人玩具連接單體14在通過連接裝置13進(jìn)行固定后，鄰兩個(gè)機(jī)器人玩具連接單體14之間的連接更加緊密，整體體積更小，所述預(yù)留孔洞5還可用于安裝其它功能性裝置，連接裝置4上安裝有通信界面16，將安裝有通信界面16的連接裝置13安裝到預(yù)留孔洞5內(nèi)，通過預(yù)留孔洞5進(jìn)行固定，在拆裝時(shí)更加方便，通過通信界面16對(duì)于電路的連接和傳遞信號(hào)的過程中，可以通過拆分連接裝置13與預(yù)留孔洞5進(jìn)行直接連接與拆卸，同時(shí)對(duì)兩個(gè)機(jī)器人玩具連接單體14進(jìn)行信息的輸送，使通信界面16的拆裝更加靈活，整個(gè)機(jī)器人的使用更加靈活。

所述外殼2為平行六面形結(jié)構(gòu)，由四個(gè)u型構(gòu)件3形成的整體結(jié)構(gòu)時(shí)，在u型構(gòu)件3兩個(gè)葉片1的約束下，形成了一種可變型的平行四邊形結(jié)構(gòu)，在使用時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)平行四邊形的兩個(gè)對(duì)門進(jìn)行水平傾斜，在相鄰兩個(gè)u型構(gòu)件3移動(dòng)時(shí)，通過旋轉(zhuǎn)軸12進(jìn)行相互的轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠使平行四邊形的移動(dòng)更加靈活，通過旋轉(zhuǎn)軸12還能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)相鄰u型構(gòu)件3的翻轉(zhuǎn)，當(dāng)四邊形還沒封閉時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)水平展開。所述相鄰兩個(gè)模塊化玩具機(jī)器人單體14之間通過連接裝置13旋擰的方式相互連接固定，在連接時(shí)，拆裝更加方便靈活。

所述扭矩提供裝置9包括安裝在外殼2內(nèi)其中一u型構(gòu)件3的底面11上的電機(jī)8、設(shè)在電機(jī)8上的減速齒輪組7、設(shè)在減速齒輪組7上通過電機(jī)8驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的舵盤6，所述舵盤6的一端與安裝電機(jī)8的u型構(gòu)件3接的相鄰u型構(gòu)件3的葉片1連接，所述外殼2通過舵盤6帶動(dòng)葉片1轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)外殼2的移動(dòng)。在通過扭矩提供裝置9帶動(dòng)u型構(gòu)件3旋轉(zhuǎn)的過程中，由于外殼2的；兩個(gè)對(duì)稱面通過葉片1組成，沒有固定死，通過電機(jī)8帶動(dòng)舵盤6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能夠更加方便的實(shí)現(xiàn)四邊形的變動(dòng)，控制更加方便精確，同時(shí)，通過減速齒輪組7能夠?qū)﹄姍C(jī)8轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，從而使u型構(gòu)件3的移動(dòng)平率得到有效的控制，使安裝后的機(jī)器人玩具連接單體14在活動(dòng)時(shí)控制更加方便。

所述舵盤6包括偏心輪4、設(shè)在偏心輪4上一端與葉片1轉(zhuǎn)接的搖臂15，所述偏心輪4上設(shè)有兩根搖臂15，所述兩根搖臂15分別與安裝電機(jī)8的u型構(gòu)件3接的兩個(gè)相鄰u型構(gòu)件3的葉片1轉(zhuǎn)接；在通過電機(jī)8旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過搖臂15能夠?qū)崿F(xiàn)u型構(gòu)件3的左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)，搖臂15采用兩根，且分別與安裝電機(jī)8的u型構(gòu)件3接的兩個(gè)相鄰u型構(gòu)件3的葉片1轉(zhuǎn)接，在驅(qū)動(dòng)的過程中，動(dòng)力更強(qiáng)。

所述葉片1采用圓弧形結(jié)構(gòu)，所述相對(duì)的兩個(gè)葉片1之間采用間隙配合設(shè)置，在移動(dòng)的過程中，成本更低，過度更加靈活，不會(huì)出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。

所述外殼2內(nèi)設(shè)有承托10結(jié)構(gòu)，所述外殼2及連接裝置13由塑料、硅膠、橡膠、尼龍、木材或金屬制作而成，在選材時(shí)范圍更廣，成本更低，同時(shí)對(duì)扭矩提供裝置9進(jìn)行固定后，安裝更加穩(wěn)定。

所述外殼2內(nèi)設(shè)有拓展模塊，所述拓展模塊用來控制扭矩提供裝置9或添加后續(xù)功能，在旋轉(zhuǎn)的過程中，通過所述拓展模塊能夠用來控制扭矩提供裝置9的旋轉(zhuǎn)速度，使外殼2的轉(zhuǎn)動(dòng)控制更方便精確，還可以添加其他需要的后續(xù)功能，從而使機(jī)器人玩具連接單體14實(shí)現(xiàn)多功能模式。

對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。