適用於模塊化機器人的可張合孔的製作方法
2023-05-05 15:37:36 3
專利名稱：適用於模塊化機器人的可張合孔的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種機械電子設備技術領域的模塊化機器人結構，特別是一 種適用於模塊化機器人的可張合孔。
背景技術：
模塊化機器人由許多相似的基本模塊通過模塊間的連接、分離可動態地快速 變形為不同的機器人構型，以適應不同環境及工作任務的需要。其中模塊機器人 各模塊間的連接、分離結構的設計至關重要。對這方面的研究，國內還沒有相關 報導。國際上針對各自設計的模塊，設計了相應的連接、分離結構，具有自己的 優缺點，但當模塊出現故障時，其連接、分離結構就不能工作，影響了模塊的工 作性能，且不具有通用性。
經對現有技術的文獻檢索發現，Murata等人在《Artificial Intelligent in Engineering))(《工程中的人工智慧》)，2001年第15期，P383-387，撰文"Conc印t of self-reconfigurable modular robotic system"("自重構模塊機器人的概 念")，該文介紹了每個模塊接口安裝有永磁鐵、彈簧、形狀記憶合金線圈、傳感 器、驅動器等，兩模塊靠四對永磁鐵吸附，吸附時，磁鐵的吸力大於彈簧的恢復 力，兩模塊連接；當兩模塊要脫離時，給形狀記憶合金(SMA)線圈加熱，SMA 產生變形，此時，SMA的變形力和彈簧的彈力大於磁鐵的吸力，兩模塊脫離。由 於該接口磁鐵磁力較難測定，且連接不穩定，模塊受重力作用有可能脫落或偏離 原來位置而影響模塊間的對接，該種接口只適合較輕模塊間的對接，不具有通用 性。
發明內容
本發明針對現有技術的不足和缺陷，提供一種適用於模塊化機器人的可張合 孔，使其能完成一般較大模塊間的連接、分離動作，並且當模塊出現故障時，不 影響模塊機器人的工作性能，從而解決背景技術中存在的問題。本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括張合單元、驅動單元、外 殼，張合單元中的張合孔底座與驅動單元中的導軌筒聯結，驅動單元中的導軌筒 和電機與外殼固結，驅動單元工作，張合單元可以自由張開、合攏，可完成相鄰 模塊的連接、分離，便於故障模塊的快速修復。
所述張合單元包括張合半孔、軸、張合孔底座，兩個張合半孔合在一起通 過軸固定在張合孔底座上，張合孔底座與驅動單元中導軌筒聯結。驅動單元工作， 通過驅動單元中的傳動裝置可使兩個張合半孔繞著軸張開或閉合。
所述驅動單元包括圓套筒、滑塊、絲杆、導軌筒、電機，圓套筒底部與滑 塊固結，滑塊套在絲杆上，絲杆與電機固聯，圓套筒套在導軌筒外。電機工作， 絲槓旋轉，驅動滑塊在導軌筒兩側所開的導軌中上下移動，從而使滑塊帶動圓套 筒上下移動，圓套筒向上運動後能使兩個張合半孔合起來，圓套筒向下運動後能 使兩個張合半孔張開。
本發明針對模塊化機器人能夠完成故障模塊的連接和分離，設計了模塊化機 器人的可張合孔，完成了模塊機器人各相鄰模塊間的快速連接、分離的任務，增 強了模塊機器人適應不同狀況的工作能力。工作時，電機驅動絲槓旋轉，帶動滑 塊在導軌筒兩側所開的導軌中上下移動，從而使滑塊帶動圓套筒上下移動，圓套 筒向上運動，兩個張合半孔繞著軸閉合，完成相鄰兩模塊的連接；圓套筒向下運 動，兩個張合半孔繞著軸張開，完成相鄰兩模塊的分離。與現有技術相比，本發 明在分析模塊機器人各相鄰模塊快速連接、分離任務的特點後，設計了一種便於 完成故障模塊分離、連接的模塊機器人的可張合孔。
圖l本發明結構示意圖
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明本實施例在以本發明技術方案 為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護 範圍不限於下述的實施例。
如圖1所示，本實施例包括張合單元、驅動單元、外殼，其連接方式為 張合單元中的張合孔底座與驅動單元中的導軌筒聯結，驅動單元中的導軌筒和電機與外殼固結，驅動單元工作，張合單元可以自由張開、合攏，可完成相鄰模塊 的連接、分離，便於故障模塊的快速修復。
所述張合單元包括兩個張合半孔1和2、軸3、張合孔底座4。連接方式 為兩個張合半孔l、 2合在一起通過軸3用鉸鏈固定在張合孔底座4上，張合 孔底座4與驅動單元中導軌筒8聯結。驅動單元工作，通過驅動單元中的傳動裝 置可使兩個張合半孔l、 2繞著軸3張開或閉合。
所述驅動單元包括圓套筒5、滑塊6、絲杆7、導軌筒8、電機9。連接方 式為圓套筒5底部與滑塊6固結，滑塊6套在絲杆7上，絲杆7與電機9固聯， 圓套筒5套在導軌筒8外，導軌筒8和電機9固定在外殼10上。
電機9工作，絲槓7旋轉，驅動滑塊6在導軌筒8兩側所開的導軌中上下移 動，從而使滑塊6帶動圓套筒5上下移動，圓套筒5向上運動後能使兩個張合半 孔l、 2合起來，圓套筒5向下運動後能使兩個張合半孔1、 2張開，從而完成兩 相鄰模塊當出現故障時的連接和分離任務。
權利要求
1. 一種適用於模塊化機器人的可張合孔，其特徵在於，包括外殼、張合單元、驅動單元，所述張合單元包括兩個張合半孔、軸、張合孔底座，兩個張合半孔合在一起通過軸固定在張合孔底座上，張合孔底座與驅動單元中導軌筒聯結；所述驅動單元包括圓套筒、滑塊、絲杆、導軌筒、電機，圓套筒底部與滑塊固結，滑塊套在絲杆上，絲杆與電機固聯，圓套筒套在導軌筒外；張合單元中的張合孔底座與驅動單元中的導軌筒聯結，驅動單元中的導軌筒和電機與外殼固結，張合單元能自由張開、合攏。
2、 根據權利要求1所述的適用於模塊化機器人的可張合孔，其特徵是，所 述電機帶動絲槓旋轉，驅動滑塊在導軌筒兩側所開的導軌中上下移動，從而使滑 塊帶動圓套筒上下移動，圓套筒向上運動後能使兩個張合半孔合起來，圓套筒向 下運動後能使兩個張合半孔張開。
3、 根據權利要求1或2所述的適用於模塊化機器人的可張合 L，其特徵是， 所述兩個張合半孔繞著軸張開或閉合。
全文摘要
一種適用於模塊化機器人的可張合孔，用於機械電子設備技術領域。本發明包括張合單元、驅動單元、外殼，張合單元中的張合孔底座與驅動單元中的導軌筒聯結，驅動單元中的導軌筒和電機與外殼固結，驅動單元工作，張合單元可以自由張開、合攏，可完成相鄰模塊的連接、分離，便於故障模塊的快速修復。本發明是在分析當模塊化機器人的基本模塊出現故障時，相鄰模塊化機器人能快速完成對接、分離任務的特點後，設計的一種適用於多變工況的可張合孔，可完成故障模塊間的快速連接、分離動作。
文檔編號B25J19/00GK101279446SQ20081003820
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月29日 優先權日2008年5月29日
發明者鑫 張, 穎 謝, 費燕瓊 申請人:上海交通大學