專利名稱：兩模塊可變結(jié)構(gòu)機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域的機(jī)構(gòu)，具體是一種兩模塊可變結(jié)構(gòu)機(jī)器人。
背景技術(shù)：
兩模塊可變結(jié)構(gòu)機(jī)器人是根據(jù)生物現(xiàn)象中許多簡單結(jié)構(gòu)的生物體聚合在一起可完成復(fù)雜的任務(wù)而設(shè)計(jì)的一種單體機(jī)器人，這些單體機(jī)器人組合在一起成為群機(jī)器人，完成單體機(jī)器人無法完成的復(fù)雜任務(wù)。國際上設(shè)計(jì)了幾種類型的單體機(jī)器人，具有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，Marco Dorigo等人在《IEEE Robotics andAutomation Magazine》(《IEEE機(jī)器人和自動化雜志》)，2002年6月中發(fā)表文章“The Cooperation of Swarm-Bots”(“Swarm-Bots的合作”)，介紹了一種單體機(jī)器人，其呈圓柱形，底部裝有輪子和履帶，可移動；圓柱周邊設(shè)計(jì)了一個手爪，使機(jī)器人能兩兩連接在一起，來完成單個機(jī)器人無法完成的動作。可見，該機(jī)器人要完成上臺階、過溝壕、越障礙物的動作是靠多機(jī)器人兩兩連接來完成的，造成機(jī)器人群結(jié)構(gòu)龐大，無法體現(xiàn)單個機(jī)器人的自主性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種兩模塊可變結(jié)構(gòu)機(jī)器人，單個機(jī)器人靠自身外部結(jié)構(gòu)的改變可完成上臺階、過溝壕、越障礙物的動作，從而為解決背景技術(shù)中存在的問題提出了一種新穎的方案。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括第一模塊、變動塊、第二模塊、后輪、前輪。連接方式為第一模塊和第二模塊由變動塊相連，可相對變動塊上下移動，使機(jī)器人的外部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而完成上臺階、過溝壕、越障礙物的動作。第一模塊的兩側(cè)用軸固聯(lián)兩個前輪，第二模塊的兩側(cè)用軸固聯(lián)兩個后輪，以使該機(jī)器人能夠快速運(yùn)動。
第一模塊包括殼體、滾珠絲杠、第一離合器、第一錐形齒輪、電機(jī)、第二離合器、第二錐形齒輪、第三錐形齒輪、第四錐形齒輪、帶輪、同步帶。連接方式是電機(jī)固定在殼體上，第一錐形齒輪固聯(lián)在電機(jī)輸出軸上，隨電機(jī)輸出軸一起旋轉(zhuǎn)，第二錐形齒輪與第一錐形齒輪嚙合，呈90°方向旋轉(zhuǎn)。第一離合器套在第一錐形齒輪的傳動軸和滾珠絲杠上，第二離合器套在第二錐形齒輪和第三錐形齒輪的傳動軸上，第四錐形齒輪與第三錐形齒輪嚙合，第四錐形齒輪的傳動軸由軸承座與殼體相連，帶輪由鍵固聯(lián)在第四錐形齒輪的傳動軸上，帶輪用同步帶與前輪相連。
第二模塊和第一模塊的結(jié)構(gòu)和連接方式完全相同，由變動塊相連。
本發(fā)明工作時，當(dāng)?shù)谝荒K的電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)，固連在電機(jī)輸出軸上的第一錐形齒輪旋轉(zhuǎn)，帶動與其嚙合的第二錐形齒輪旋轉(zhuǎn)。第一離合器工作，第二離合器不工作，滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動變動塊上下移動，從而帶動第二模塊上下移動，同理也可帶動第一模塊上下移動，使機(jī)器人的外部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，機(jī)器人可完成上臺階、過溝壕、越障礙物的動作。第一離合器不工作，第二離合器工作，第三錐形齒輪旋轉(zhuǎn)，帶動與其嚙合的第四錐形齒輪旋轉(zhuǎn)。第四錐形齒輪的傳動軸上用鍵固聯(lián)著帶輪，從而使帶輪旋轉(zhuǎn)。帶輪旋轉(zhuǎn)，由同步帶傳遞運(yùn)動，從而使前輪旋轉(zhuǎn)。第二模塊的動作類似，前后輪一起旋轉(zhuǎn)，驅(qū)使機(jī)器人移動。
本發(fā)明針對兩模塊可變結(jié)構(gòu)機(jī)器人的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了該機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)，完成了單個機(jī)器人既可移動，又可完成上臺階、過溝壕、越障礙物任務(wù)的功能。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有明顯的創(chuàng)新性和優(yōu)越性，體現(xiàn)在空間結(jié)構(gòu)緊湊，零件數(shù)目較少，易于實(shí)現(xiàn)、安裝，固定。通過一個變動塊使兩模塊上下移動，使機(jī)器人的外部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而使單個機(jī)器人不僅可移動，還能上臺階、過溝壕、越障礙物。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明第一模塊和第二模塊結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括第一模塊1、變動塊2、第二模塊3、后輪4、前輪5。連接方式為第一模塊1和第二模塊3由變動塊2相連，可相對變動塊2上下移動，使機(jī)器人的外部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而完成上臺階、過溝壕、越障礙物的動作。第一模塊1的兩側(cè)用軸固聯(lián)兩個前輪5，第二模塊3的兩側(cè)用軸固聯(lián)兩個后輪4，以使該機(jī)器人能夠快速運(yùn)動。
第一模塊1包括殼體6、滾珠絲杠7、第一離合器8、第一錐形齒輪9、電機(jī)10、第二離合器11、第二錐形齒輪12、第三錐形齒輪13、第四錐形齒輪14、帶輪15、同步帶16。連接方式是電機(jī)10固定在殼體6上，第一錐形齒輪9固聯(lián)在電機(jī)10輸出軸上，隨電機(jī)10輸出軸一起旋轉(zhuǎn)，第二錐形齒輪12與第一錐形齒輪9嚙合，呈90°方向旋轉(zhuǎn)。第一離合器8套在第一錐形齒輪9的傳動軸和滾珠絲杠7上，第二離合器11套在第二錐形齒輪12和第三錐形齒輪13的傳動軸上，第四錐形齒輪14與第三錐形齒輪13嚙合，第四錐形齒輪14的傳動軸由軸承座與殼體6相連，帶輪15由鍵固聯(lián)在第四錐形齒輪14的傳動軸上，帶輪15用同步帶16與前輪5相連。
第二模塊3和第一模塊1的結(jié)構(gòu)和連接方式完全相同，由變動塊2相連。
權(quán)利要求
1.一種兩模塊可變結(jié)構(gòu)機(jī)器人，包括變動塊(2)、后輪(4)、前輪(5)，其特征在于，還包括第一模塊(1)、第二模塊(3)，所述的第一模塊(1)包括殼體(6)、滾珠絲杠(7)、第一離合器(8)、第一錐形齒輪(9)、電機(jī)(10)、第二離合器(11)、第二錐形齒輪(12)、第三錐形齒輪(13)、第四錐形齒輪(14)、帶輪(15)、同步帶(16)，電機(jī)(10)固定在殼體(6)上，第一錐形齒輪(9)固聯(lián)在電機(jī)(10)輸出軸上，第二錐形齒輪(12)與第一錐形齒輪(9)嚙合，第一離合器(8)套在第一錐形齒輪(9)的傳動軸和滾珠絲杠(7)上，第二離合器(11)套在第二錐形齒輪(12)和第三錐形齒輪(13)的傳動軸上，第四錐形齒輪(14)與第三錐形齒輪(13)嚙合，第四錐形齒輪(14)的傳動軸由軸承座與殼體(6)相連，帶輪(15)由鍵固聯(lián)在第四錐形齒輪(14)的傳動軸上，帶輪(15)用同步帶(16)與前輪(5)相連；所述的第二模塊(3)和第一模塊(1)的結(jié)構(gòu)和連接方式完全相同，第二模塊(3)和第一模塊(1)由變動塊(2)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩模塊可變結(jié)構(gòu)機(jī)器人，其特征是，第二模塊(3)相對變動塊(2)上下移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的兩模塊可變結(jié)構(gòu)機(jī)器人，其特征是，第一模塊(1)的兩側(cè)用軸固聯(lián)兩個前輪(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的兩模塊可變結(jié)構(gòu)機(jī)器人，其特征是，第二模塊(3)的兩側(cè)用軸固聯(lián)兩個后輪(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩模塊可變結(jié)構(gòu)機(jī)器人，其特征是，第一錐形齒輪(9)固聯(lián)在電機(jī)(10)輸出軸上，隨電機(jī)(10)輸出軸一起旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩模塊可變結(jié)構(gòu)機(jī)器人，其特征是，第二錐形齒輪(12)與第一錐形齒輪(9)嚙合，呈90°方向旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域的兩模塊可變結(jié)構(gòu)機(jī)器人。本發(fā)明包括第一模塊、變動塊、第二模塊、后輪、前輪，其中，第一模塊包括殼體、滾珠絲杠、第一離合器、第一錐形齒輪、電機(jī)、第二離合器、第二錐形齒輪、第三錐形齒輪、第四錐形齒輪、帶輪、同步帶。第一模塊和第二模塊結(jié)構(gòu)完全相同，兩模塊由變動塊相連，電機(jī)驅(qū)動，離合器作用，兩模塊可相對變動塊上下移動，從而改變機(jī)器人的外部結(jié)構(gòu)，完成上臺階、過溝壕、越障礙物的動作。第一模塊的兩側(cè)用軸固聯(lián)兩個前輪，第二模塊的兩側(cè)用軸固聯(lián)兩個后輪，電機(jī)工作，通過離合器、錐形齒輪傳遞運(yùn)動，而使該機(jī)器人能夠快速移動。本發(fā)明空間結(jié)構(gòu)緊湊，零件數(shù)目較少，易于實(shí)現(xiàn)、安裝，固定。
文檔編號F16H37/00GK1817579SQ20061002450
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者費(fèi)燕瓊, 萬見峰, 夏振興 申請人:上海交通大學(xué)