【技术实现步骤摘要】
一种模块化串联式主机器人
本专利技术是一种模块化串联式主机器人,属于模块化串联式主机器人的改造技术。
技术介绍
人类越来越需要能在危险或未知环境中工作的机器人。然而,受人工智能技术、机构、控制和传感技术等方面的限制,研制出能在未知环境中自主工作的智能机器人还需要很长一段时间。因此目前依赖人的智能,工作在人机交互下的主从控制机器人是一种现实可行的选择。这种主从控制将人的智能和机器人的执行结合起来,实现了人的感知能力和行为能力的延伸。操作者对主机器人进行操作,处理器根据主机器人的位姿信息把操作者的控制意图转化为从机器人可以理解的命令,并以此控制从机器人运动以实现相应的任务,同时通过视觉或力觉将其状态信息反馈给操作者,操作者据此修改自己的控制行为。作为人机交互的窗口和工具,能够把人的智能作用于机器人,实现人的感知能力和行为能力的延伸的主机器人便应运而生。国内外学者已经研制了很多主机器人,并有很多商业化的系统,例如带力反馈的Phantom、外骨骼式的数据手套。但是目前的主机器人的构型都是固定的,不能根据任务要求或从机器人的变化相应地改换构型;而且自由度也固定不变,不能根据需要进行增减。这就导致了主机器人难以适应各种不同的从机器人。例如,当实际需要少自由度从机器人时造成主机器人自由度冗余,使得主从之间的映射复杂,计算量大,影响主从控制的实时性与稳定性。因此,主机器人的通用性和灵活性是目前研究主机器人面临的主要问题。模块化的设计方法能够解决主机器人的通用性差以及结构和控制复杂等问题。模块化主机器人能够通过改变自身仅有的几种模块的连接顺序或方式而获得多种不同构型,以满足 ...
【技术保护点】
一种模块化串联式主机器人,其特征在于包括一个作为基座的法兰盘(001)、三个摆转关节模块(003)、两个回转关节模块(002)和一个手柄模块(005),各模块依次以串联方式连接,从基座到末端的连接顺序为:法兰盘、第一回转关节模块、第一摆转关节模块、第二摆转关节模块、第二回转关节模块、第三摆转关节模块、手柄模块,俩俩之间通过卡环(004)紧固连接,基座端通过法兰盘(001)固定在操作台上,第一摆转关节模块和第二摆转关节模块的关节转轴互相平行,并自然地与两端的回转关节模块(002)的关节轴垂直。
【技术特征摘要】
1.一种模块化串联式主机器人,其特征在于包括一个作为基座的法兰盘(001)、三个摆转关节模块(003)、两个回转关节模块(002)和一个手柄模块(005),各模块依次以串联方式连接,从基座到末端的连接顺序为:法兰盘、第一回转关节模块、第一摆转关节模块、第二摆转关节模块、第二回转关节模块、第三摆转关节模块、手柄模块,俩俩之间通过卡环(004)紧固连接,基座端通过法兰盘(001)固定在操作台上,第一摆转关节模块和第二摆转关节模块的关节转轴互相平行,并自然地与两端的回转关节模块(002)的关节轴垂直;上述回转关节模块(002)的转轴与其自身的轴线重合,包括有回转关节模块处理器(101)、编码器(102)、对角螺钉(103)、编码器安装板(104)、连接基座(105)、球轴承(106)、第一转动基座(107)、推力轴承(108)、第二转动基座(109)、插销(110)、压紧螺钉(111)、轴承套筒(112)、锁紧螺钉(113)、配合螺钉(114)、回转关节模块处理器安装板(115)和紧定螺钉及连接螺钉螺母(116),轴承套筒(112)通过四个压紧螺钉(111)与第二转动基座(109)固连,并压紧球轴承(106)的内圈,实现球轴承(106)的轴向定位;第一转动基座(107)与第二转动基座(109)之间通过球轴承(106)和推力轴承(108)实现轴向定位和径向定位的同时,实现相对转动;第一转动基座(107)的凸台套入连接基座(105)中,并由两个对称的紧定螺钉(117)固连;第二转动基座(109)有中心孔,轴端侧孔与轴承套筒(112)的侧面相通,用作模块的电气线路通道;编码器安装板(104)通过两个对角螺钉(103)固连到第一转动基座(107)上;编码器(102)由四个锁紧螺钉(113)固连到编码器安装板(104)上;第二转动基座(109)的轴端伸入编码器(102)的中心孔中与编码器(102)的码盘固连;回转关节模块处理器安装板(115)通过一个配合螺钉(114)固连到连接基座(105)的凸台上;回转关节模块处理器(101)通过一对连接螺钉螺母(116)固定在回转关节模块处理器安装板(115)上;回转关节模块处理器(101)的上下端设计有电气接口用于与编码器(102)和两端的其他模块连接,实现电源信号的供应和CAN总线信号传输。2.根据权利要求1所述的模块化串联式主机器人,其特征在于上述卡环(004)的内环纵截面为凹的梯形槽,卡环有个开口,开口部分穿过螺栓,拧紧卡环上的螺栓和螺母即能将相连的两个模块紧固连接。3.根据权利要求1所述的模块化串联式主机器人,其特征在于上述六个模块内部设有快捷插拔的电气接口方便各模块之间的电气连接。4.根据权利要求1所述的模块化串联式主机器人,其特征在于上述回转关节模块(002)的两端设计有与其它模块的标准机械接口。5.根据权利要求1至4任一项所述的模块化串联式主机器人,其特征在于上述摆转关节模块(003)的转轴与其自身的轴线互相垂直,包括有第二摆动基座(201)、紧定螺钉(202)、第一转动轴(203)、法兰轴承(204)、圆头螺钉(205)、摆转关节模块处理器安装板(206)、锁紧螺钉和螺母(207)、摆转...
【专利技术属性】
技术研发人员:管贻生,郑志芳,吴品弘,苏满佳,胡杰,
申请(专利权)人:广东工业大学,
类型:发明
国别省市:广东;44
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