一种移动式自重构微小型机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种移动式自重构微小型机器人，其包括有对接单元、移动单元和定位单元。所述对接单元的环形卡盘周向侧面开有一圈内凹的环形卡槽，置于环形卡盘内部的电磁铁通过一柔绳与交错布置的卡爪相连。所述移动单元位于对接单元下部，在其底盘壳内装有两套包括直流电机、涡轮蜗杆、同步带的移动机构。所述定位单元位于对接单元上部，包含有沿圆形支架周向均布的红外发射器和红外接收器，以及一套由凸镜反射、摄像头成像的全景摄像装置。机器人的卡爪可在待对接机器人环形卡盘周向任一位置与之对接锁紧，对接效率高，重构形状多，对接过程占用空间小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机器人
，具体是一种移动式自重构微小型机器人。
技术介绍
自重构机器人由许多功能相同的基本模块组成，通过改变各模块间的连接状态可重构出不同的形状，从而完成相应的操作任务。然而，现有移动式自重构微小型机器人的单元模块在对接之前，均需将其姿态调整到需要的位置才能保证对接锁紧。如中国专利200710144620.2公布的履带式自重构微小型机器人的单元模块可自主移动，独立执行任务，但在对接重构为整体机器人之前，各模块需沿同一路径做同向运动。中国专利201320260889.8涉及一种可全向运动的自重构机器人单元模块，该模块具有I个主动对接面和5个被动对接面，这样主动模块可对接到被动模块的五个位置，但在对接前，主动模块还需运动至某一位置，以保证主动对接面和被动对接面平行。自重构机器人在对接前的位姿调整过程不仅会耗用较长时间，占用较大物理空间，还严重减小了可重构出的形状数量，这极大地降低了微小型自重构机器人的功能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术对接前需要位姿调整的的不足，提供一种结构简单紧凑、体积小、允许在单元模块对接槽周向任一位置对接的移动式自重构微小型机器人。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案是:一种移动式自重构微小型机器人，其包括有对接单元、移动单元和定位单元，其特征是:所述对接单元包括有环形卡盘、电磁铁、柔绳、扭簧、卡爪、卡爪固定座，所述环形卡盘周向开有一圈内凹的环形卡槽；所述卡爪为两只，两只卡爪通过对接转轴安装到卡爪固定座上，呈交叉布置状态，卡爪前端的卡钩位于环形卡盘外部；所述卡爪固定座通过螺钉安装在环形卡盘上；所述电磁铁安装在环形卡盘内部，其移动轴与柔绳中部相连；所述柔绳两端分别与两只卡爪的尾部连接固定；所述扭簧安装在两只卡爪的后叉之间；电磁铁通过移动轴向后拉动柔绳，两只卡爪的前端相互靠拢，主动对接机器人的卡爪以前叉闭合状态插入到被动对接机器人的环形卡槽内；电磁铁松开柔绳，在扭簧作用下，两只卡爪的前端相互远离，沿环形卡盘纵切方向张开，卡钩钩住环形卡槽的外边，实现两机器人的对接锁紧；所述移动单元含有两套由直流电机、涡轮蜗杆、主动轴、从动轴、固定座、底盘壳、带轮和同步带构成的移动机构；所述蜗杆固定在直流电机轴上，涡轮固定在主动轴前部，所述主动轴依次穿过固定座、底盘壳对应孔后与主动带轮相连，所述从动轴依次穿过固定座、底盘壳对应孔后与从动带轮相连，所述固定座固连在底盘壳上，所述同步带套在主动带轮和从动带轮上；所述定位单元位于对接单元上面，含有均布在圆形支架周向上的若干套红外发射器和红外接收器，以及一套由凸镜反射、摄像头成像的全景摄像装置。进一步，本专利技术所述电磁铁的移动轴通过连接块与柔绳中部相连，所述移动轴端部开有凹槽和通孔，连接块后部插入所述凹槽内，并用螺栓与螺母配合拧紧，实现连接块与电磁铁的连接；所述连接块前端设有柔绳插入槽和挡销，所述柔绳穿过插入槽，两端分别固定在卡爪尾部的柔绳固定孔内。进一步，本专利技术所述卡爪前端的卡钩朝向外侧，卡爪的后部穿过卡爪固定座的方形孔；所述对接转轴穿过卡爪固定座和两只卡爪上的通孔，通过挡圈卡住对接转轴端部，将卡爪固定到卡爪固定座上。进一步，本专利技术所述移动单元位于对接单元下部，其横截面积小于对接单元的横截面积。这避免了在多机器人对接过程中同步带相互碰撞。进一步，本专利技术所述定位单元采用红外和全景成像复合定位方式工作。所述定位单元由圆形支架、红外接收器、红外发射器、凸镜、玻璃管、玻璃管固定座和摄像头构成；所述红外接收器共八套，均布在圆形支架上端面边缘处；所述红外发送器共十六套，均布在圆形支架周向侧面上；所述凸镜固定在圆形支架下端中部；所述玻璃管上端套住凸镜并于圆形支架固连，下端卡在玻璃管固定座的通孔内，所述摄像头置于玻璃管固定座通孔内。当凸镜将外部光反射到摄像头上后，摄像头便可获取外景图像。本专利技术采用上述组成结构，特别是所述对接单元的电磁铁向后拉柔绳时，两只卡爪的前端将相互靠拢，从而实现卡爪闭合；当电磁铁松开柔绳，在扭簧回复力作用下，两只卡爪的前端将相互远离，从而实现卡爪张开。在电磁铁和扭簧的复合驱动下，两只卡爪可沿环形卡盘纵切方向张开和闭合。两只卡爪张开或闭合的方向平行于环形卡盘纵切方向。主动对接机器人的卡爪以闭合方式深入到被动对接机器人的环形卡槽内，张开后其卡钩便可钩住环形卡槽的外边，从而实现两机器人的对接锁紧。对照现有技术，本专利技术所述的环形卡盘为一环形盘状结构，允许卡爪在其周向环形卡槽的任一位置与之对接。这样本专利技术可提供无限个对接位置，能够重构出更多的形状。此外，在对接过程中，机器人不需进行位姿调整，只要保证卡爪伸入环形卡槽内即可，极大的提高了对接效率。其结构简单紧凑、体积小、允许在单元模块对接槽周向任一位置对接。增加了可重构形状，减小了对物理空间的要求。【附图说明】下面结合附图对本专利技术做进一步说明。图1是本专利技术整体构成示意图。图2是本专利技术中对接单元的壳体部分分解示意图。图3是本专利技术中对接单元的对接装置分解示意图。图4是本专利技术中移动单元分解示意图。图5是本专利技术中定位单元分解示意图。图6是本专利技术对接效果示意图。图中标号为:对接单元，2.移动单元，3.定位单元。1-1.上盖，1-2.环形卡盘，1_3.下盖，1_4.电磁铁，1_5.电磁铁固定座，1_6.螺钉，1-7.螺检，1-8.螺检，1-9.柔绳，1-10.扭簧，1-11.挡圈，1-12.垫圈，1-13.卡爪，1-14.螺钉，1-15.对接转轴，1-16.卡爪固定座，1-17.螺母，1-18.螺母，1-19.连接块；2-1.同步带，2_2.同步带轮，2-3.底盘壳，2-4.从动轴，2-5.从动轴承座，2-6.电机，2-7蜗杆，2-8.固定片，2-9.涡轮，2-10.主动轴，2-11.主动轴承座；3-1.圆形支架，3-2.红外接收器，3-3.红外发射器，3-4.凸镜，3-5.玻璃管，3-6.玻璃管固定座，3-7.摄像头。1-1-1.螺纹孔，1-1-2.通孔，1-1-3.凸边，1-1-4.通孔；1-2-1.螺纹孔，1-2-2.环形卡槽，1-2-3.凹槽，1-2-4.下凹边，1-2-5.上凹边，1-2-6.通孔，1-2-7.电线过孔；1_3-1.通孔，1_3-2.四边，1-3-3.通孔，1_3-4.通孔；1_4-1.四槽，1~4~2.通孔；1_5-1.通孔，1_13-1.扭貪过孔，1_13-2.通孔，1-13-3.卡钩，1-13-4.柔绳固定孔，1_16-1.通孔，1-16-2.方形孔，1_16-3.通孔，1_19-1.通孔，1-19-2.四槽，1-19-3.通孔；2_3-1.螺纹孔，2-3-2.通孔，2-3-3.通孔，2-3-4通孔，2-3-5.通孔，2-3-6螺纹孔，2-3-7.通孔，2-5-1.螺纹孔，2-11-1.螺纹孔，2-11-2.通孔；3-5-1.通孔，3-6-1.通孔，3-6-2.通孔。【具体实施方式】如图1所示，一种移动式自重构微小型机器人，包括有对接单元1、移动单元2和定位单元3。如图2、图3所示，本专利技术所述的对接单元I由外壳部分和对接装置构成。外壳部分包括有上盖1-1、环形卡盘1-2和下盖1-3。所述环形卡盘1-2的周向设有一圈内凹的环形卡槽1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动式自重构微小型机器人，其包括有对接单元、移动单元和定位单元，其特征是：所述对接单元包括有环形卡盘、电磁铁、柔绳、扭簧、卡爪、卡爪固定座，所述环形卡盘周向开有一圈内凹的环形卡槽；所述卡爪为两只，两只卡爪通过对接转轴安装到卡爪固定座上，呈交叉布置状态，卡爪前端的卡钩位于环形卡盘外部；所述卡爪固定座通过螺钉安装在环形卡盘上；所述电磁铁安装在环形卡盘内部，其移动轴与柔绳中部相连；所述柔绳两端分别与两只卡爪的尾部连接固定；所述扭簧安装在两只卡爪的后叉之间；电磁铁通过移动轴向后拉动柔绳，两只卡爪的前端相互靠拢，主动对接机器人的卡爪以前叉闭合状态插入到被动对接机器人的环形卡槽内；电磁铁松开柔绳，在扭簧作用下，两只卡爪的前端相互远离，沿环形卡盘纵切方向张开，卡钩钩住环形卡槽的外边，实现两机器人的对接锁紧；所述移动单元含有两套由直流电机、涡轮蜗杆、主动轴、从动轴、固定座、底盘壳、带轮和同步带构成的移动机构；所述蜗杆固定在直流电机轴上，涡轮固定在主动轴前部，所述主动轴依次穿过固定座、底盘壳对应孔后与主动带轮相连，所述从动轴依次穿过固定座、底盘壳对应孔后与从动带轮相连，所述固定座固连在底盘壳上，所述同步带套在主动带轮和从动带轮上；所述定位单元位于对接单元上面，含有均布在圆形支架周向上的若干套红外发射器和红外接收器，以及一套由凸镜反射、摄像头成像的全景摄像装置。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟鸣，姚玉峰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：山东;37