本發(fā)明涉及可重組機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種模塊化可重組機(jī)器人，這種機(jī)器人是由若干簡(jiǎn)單的模塊組成的，這些模塊可自由的轉(zhuǎn)動(dòng)與重構(gòu)，可根據(jù)不同的任務(wù)需要重構(gòu)成不同結(jié)構(gòu)的機(jī)器人，使得該機(jī)器人的通用性較強(qiáng)，適用范圍更廣。

背景技術(shù)：

模塊化可重組機(jī)器人是一種根據(jù)特定任務(wù)要求來重組成不同的機(jī)器人。該機(jī)器人是由若干簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)模塊組合起來的，重組后的不同的機(jī)器人具有不同的功能，能適應(yīng)不同的環(huán)境以及完成不同的任務(wù)。該機(jī)器人不僅對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的改裝研發(fā)有深遠(yuǎn)影響，而且適用于教學(xué)科研。現(xiàn)有技術(shù)中的一些機(jī)器人雖然也是由大量模塊組成，但是由于結(jié)構(gòu)上的限制，模塊與模塊之間的組合靈活性較差，很難實(shí)現(xiàn)機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)的改變，且模塊上缺乏動(dòng)力機(jī)構(gòu)等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：其一，本發(fā)明設(shè)計(jì)了五組機(jī)器人的模塊，使機(jī)器人結(jié)構(gòu)組成實(shí)現(xiàn)了模塊化；其二，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的機(jī)器人是由這五組模塊根據(jù)任務(wù)需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的組裝配合，構(gòu)成不同結(jié)構(gòu)的機(jī)器人；其三，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的機(jī)器人的圓柱104和前端殼體201的內(nèi)部設(shè)計(jì)有凹槽，凹槽根據(jù)選用的電機(jī)107外形尺寸設(shè)計(jì)用于安裝電機(jī)107，為機(jī)器人提供動(dòng)力。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種模塊化可重組機(jī)器人，由支架模塊1、關(guān)節(jié)模塊2、控制模塊3、輪足模塊4、輔助模塊5組成。所述支架模塊1由光桿101、夾板102、螺母103、圓柱104、平面板105、不動(dòng)環(huán)106、電機(jī)107組成；所述支撐模塊1的兩根光桿101上套有兩個(gè)對(duì)稱的夾板102，夾板102中間夾有平面板105，平面板105上安放有控制模塊3，控制模塊3用于實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的自主控制功能；所述光桿101兩端帶有外螺紋，螺母103套在光桿101兩端，用于固定夾板102；所述圓柱104內(nèi)部設(shè)計(jì)有安裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)的凹槽，凹槽內(nèi)安放有電機(jī)107，圓柱104帶有內(nèi)螺紋的一端與光桿101連接，另一端上固定有不動(dòng)環(huán)106；所述不動(dòng)環(huán)106帶有卡槽和卡口，中間開有圓孔；所述關(guān)節(jié)模塊2由不動(dòng)環(huán)106、前端殼體201、后端殼體202、動(dòng)環(huán)203、固定蓋204、軸承205、卡簧206、電機(jī)107組成；所述不動(dòng)環(huán)106固定在內(nèi)部設(shè)計(jì)有凹槽的前端殼體201的斜面上，凹槽根據(jù)選用的電機(jī)外形尺寸設(shè)計(jì)用于安裝電機(jī)107；所述前端殼體201的柱體端帶有外螺紋和固定孔，前端殼體201的柱體端與后端殼體202的柱體端連接；所述后端殼體202的柱體端帶有內(nèi)螺紋和固定孔，后端殼體202的斜面上固定有可轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)環(huán)203；所述動(dòng)環(huán)203帶有卡槽、卡口，動(dòng)環(huán)203上內(nèi)部嵌有軸承205，軸承205支撐動(dòng)環(huán)203與不動(dòng)環(huán)106之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述軸承205套在后端殼體202的斜面端，軸承205的外圈上卡有卡簧206；所述固定蓋204固定在后端殼體202的斜面端上，固定蓋204中間開有電機(jī)軸聯(lián)接配合的孔，電機(jī)軸通過固定蓋聯(lián)接孔傳遞扭矩和運(yùn)動(dòng)；所述控制模塊3由電源301、控制電路板302組成；所述控制電路板302包括主控電路和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的自主控制功能；所述輪足模塊4由瓦401、角度控制盤402、輪子403組成；所述瓦401下面安裝有輪子403，瓦401的一側(cè)固定有角度控制盤402；所述角度控制盤402上開有和關(guān)節(jié)模塊2相連接的螺孔；所述輔助模塊5由動(dòng)環(huán)203、后端殼體202、過渡管501、半球殼502組成；所述前端殼體201與過渡管501連接，過渡管501帶有內(nèi)螺紋和固定孔；所述半球殼502與過渡管501連接，半球殼502帶有外螺紋和固定孔。

進(jìn)一步的，該機(jī)器人是采用模塊化設(shè)計(jì)，是由支架模塊1、關(guān)節(jié)模塊2、控制模塊3、輪足模塊4、輔助模塊5五組模塊根據(jù)不同任務(wù)的需求重組成不同結(jié)構(gòu)的機(jī)器人，便于后期的維護(hù)和二次開發(fā)。

進(jìn)一步的，關(guān)節(jié)模塊2和圓柱104的內(nèi)部都設(shè)計(jì)安裝有電機(jī)107，電機(jī)107用于為機(jī)器人提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的靈活運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，控制模塊3是由電源301、控制電路板302組成；所述控制電路板302包括主控電路和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的自主控制功能。

進(jìn)一步的，所述支架模塊1、關(guān)節(jié)模塊2、控制模塊3、輪足模塊4可重組成輪式車形機(jī)器人；所述輪式車形機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)輪是由兩個(gè)相互連接的關(guān)節(jié)模塊2與輪足模塊4聯(lián)接構(gòu)成；通過關(guān)節(jié)模塊2的轉(zhuǎn)動(dòng)不僅實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的全向運(yùn)動(dòng)，也實(shí)現(xiàn)了輪式車形機(jī)器人驅(qū)動(dòng)輪的獨(dú)立轉(zhuǎn)向和獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述支架模塊1、關(guān)節(jié)模塊2、控制模塊3、輪足模塊4可重組成輪式車形機(jī)器人；所述輪式車形機(jī)器人的底盤由支架模塊1通過圓柱104及不動(dòng)環(huán)106與關(guān)節(jié)模塊2聯(lián)接構(gòu)成；輪式車形機(jī)器人的底盤重心可以通過控制關(guān)節(jié)模塊2和圓柱104內(nèi)部的電機(jī)107來調(diào)節(jié)，重心調(diào)高可以越過較大的障礙物，重心調(diào)低能夠提高機(jī)器人高速轉(zhuǎn)向時(shí)的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步的，所述支架模塊1由光桿101、夾板102、螺母103、圓柱104、平面板105、不動(dòng)環(huán)106、電機(jī)107組成；支架模塊1可以根據(jù)機(jī)器人的需要通過增加光桿101、夾板102、螺母103、圓柱104、平面板105、不動(dòng)環(huán)106、電機(jī)107來延長(zhǎng)支架模塊1。

進(jìn)一步的，所述支架模塊1、關(guān)節(jié)模塊2、控制模塊3、輔助模塊5可重組成仿生六足機(jī)器人；所述仿生六足機(jī)器人通過控制關(guān)節(jié)模塊2和圓柱104內(nèi)部的電機(jī)107實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)模塊2之間以及關(guān)節(jié)模塊與輔助模塊5之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)仿生六足機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述的機(jī)器人可根據(jù)任務(wù)需求組裝為足式人形、輪式車形、仿生六足形或其他結(jié)構(gòu)的機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人結(jié)構(gòu)的可變性和模塊化。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)、本發(fā)明的模塊化可重組機(jī)器人是由五組模塊根據(jù)不同的環(huán)境和任務(wù)需要，可以重組成不同結(jié)構(gòu)、不同功能的機(jī)器人。

(2)、本發(fā)明所述的關(guān)節(jié)模塊2不僅起到聯(lián)接作用，而且內(nèi)部安裝有電機(jī)，可以起到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的作用。

(3)、本發(fā)明所述的輪式車形機(jī)器人不僅能夠?qū)崿F(xiàn)四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，而且可以根據(jù)車速快慢和障礙物高低來調(diào)節(jié)重心高低，保證輪式車形機(jī)器人運(yùn)行的平穩(wěn)性。

(4)、本發(fā)明所述模塊化可重組機(jī)器人的模塊可根據(jù)使用者的需求任意搭配組裝，有利于益智教育。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的足式人形機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2a為本發(fā)明的支架模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2b為本發(fā)明的關(guān)節(jié)模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2c為本發(fā)明的輔助模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2d為本發(fā)明的輪足模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的關(guān)節(jié)模塊結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖4為本發(fā)明的控制模塊示意圖。

圖5為本發(fā)明的車形機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明的仿生六足形機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記含義為：1為支架模塊，2為聯(lián)接模塊，3為控制模塊，4為輪足模塊，5為輔助模塊，101光桿，102夾板，103螺母，104圓柱，105平面板，106不動(dòng)環(huán)，107控制面板，108電機(jī)，201前端殼體，202后端殼體，203動(dòng)環(huán)，204固定蓋，205軸承，206卡簧，301電源，302控制電路板，401瓦，402角度控制盤，403輪子，501過渡管，502半球殼。

注：附圖中相同的結(jié)構(gòu)只標(biāo)注了一次，但是可以存在多個(gè)；如支架模塊1有4個(gè)，聯(lián)接模塊2有38個(gè)，控制模塊3有3個(gè)，輪足模塊4有6個(gè)，輔助模塊5有8個(gè)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明。

參見圖1、圖2a、圖2b、圖2c，圖2d、圖3、圖4、圖5、圖6，一種模塊化可重組機(jī)器人，包括有支撐模塊1、關(guān)節(jié)模塊2、控制模塊3、輪足模塊4和輔助模塊5；

所述支架模塊1由光桿101、夾板102、螺母103、圓柱104、平面板105、不動(dòng)環(huán)106、電機(jī)107組成；所述關(guān)節(jié)模塊2由不動(dòng)環(huán)106、前端殼體201、后端殼體202、動(dòng)環(huán)203、固定蓋204、軸承205、卡簧206、電機(jī)107組成；所述控制模塊3由電源301、控制電路板302組成；所述輪足模塊4由瓦401、角度控制盤402、輪子403組成；所述輔助模塊5由動(dòng)環(huán)203、后端殼體202、過渡管501、半球殼502組成；

各組成部件之間的連接關(guān)系如下所述：支架模塊1的兩根光桿101上套有兩個(gè)對(duì)稱的夾板102，夾板102中間夾有平面板105，平面板105上通過螺柱固定有控制模塊3；光桿101的兩端擰有螺母103，用于固定夾板102；圓柱104的一端通過內(nèi)螺紋與光桿的外螺紋連接，圓柱104的凹槽內(nèi)固定安放有電機(jī)107；不動(dòng)環(huán)106通過螺釘固定在圓柱105的另一端面上；

關(guān)節(jié)模塊2的不動(dòng)環(huán)106通過螺釘與前端殼體201的斜面固定，前端殼體201的內(nèi)凹槽中安放有電機(jī)107，后端殼體202的柱體端與前端殼體201的柱體端用螺紋連接，并用螺釘定位，動(dòng)環(huán)203嵌入后端殼體202的斜面凹槽內(nèi)，軸承205嵌入動(dòng)環(huán)203的內(nèi)部，卡簧206卡在軸承205的外圈上，固定蓋204附著在軸承205的內(nèi)圈上，且與后端殼體202的斜面端用螺釘固定；

輪足模塊4的瓦401下面安裝有輪子403，角度控制盤402通過圓柱銷固定在瓦401上。

輔助模塊5的動(dòng)環(huán)203與后端殼體202的斜面上用螺釘固定，后端殼體202的柱體端與過渡管501通過螺紋連接，過渡管501通過螺紋與半球殼502連接。

實(shí)施案例

足式人形機(jī)器人，由支架模塊1、關(guān)節(jié)模塊2、控制模塊3、輪足模塊4組成。所述支架模塊1用于人形機(jī)器人的胸部；所述支架模塊1的平面板105上安裝有控制模塊3；所述支架模塊1的兩個(gè)不動(dòng)環(huán)106上分別連接有兩個(gè)相互聯(lián)接的關(guān)節(jié)模塊2，另兩個(gè)不動(dòng)環(huán)106上分別聯(lián)接有六個(gè)相互聯(lián)接的關(guān)節(jié)模塊2；所述輪足模塊4與四個(gè)相互聯(lián)接的關(guān)節(jié)模塊2相聯(lián)接，用于機(jī)器人的支撐和運(yùn)動(dòng)。

車形機(jī)器人，由支架模塊1、關(guān)節(jié)模塊2、控制模塊3、輪足模塊4組成。所述支架模塊1用于機(jī)器人的底盤架；所述支架模塊1的平面板105上安裝有控制模塊3；所述支架模塊1的不動(dòng)環(huán)106上連接有兩個(gè)相互聯(lián)接的關(guān)節(jié)模塊2；所述輪足模塊4與兩個(gè)相互聯(lián)接的關(guān)節(jié)模塊2相聯(lián)接，用于機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)輪。

仿生六足形機(jī)器人，由支架模塊1、關(guān)節(jié)模塊2、控制模塊3、輔助模塊5組成。所述支架模塊1可根據(jù)需要加一個(gè)光桿101、兩個(gè)夾板102、兩個(gè)圓柱105、兩個(gè)不動(dòng)環(huán)106進(jìn)行加長(zhǎng)，用于仿生六足機(jī)器人的底盤架；所述支架模塊1的平面板105上安裝有控制模塊3；所述支架模塊1的不動(dòng)環(huán)106上聯(lián)接有兩個(gè)相互聯(lián)接的關(guān)節(jié)模塊2；所述輔助模塊5與兩個(gè)相互聯(lián)接的關(guān)節(jié)模塊2相聯(lián)接，用于機(jī)器人的足。

本發(fā)明中涉及到的本領(lǐng)域公知技術(shù)未詳細(xì)闡述。