一种组合式移动机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种组合式移动机器人，包括多个可独立控制模块，各个可独立控制模块之间通过磁力进行联系，可独立控制模块为正方形，其每个面上都有两条相互垂直的凹槽，凹槽将每个面平分为四个区域；可独立控制模块由外壳、动力装置、控制装置和供电装置组成，动力装置是由24个相互独立小型电磁铁组成的矩阵结构，在可独立控制模块的每个面上分别安装有4个电磁铁，这四个电磁铁分别位于由凹槽分出的四个区域中；动力装置的电磁铁由绕行线圈、塑料保护外壳、电流输入管脚和铁芯组成，将铁芯两端安装塑料保护外壳，并将绕行线圈穿过塑料保护外壳的外侧绕行在铁芯上，塑料保护外壳的底端引出电流输入管脚。

A combined mobile robot

The invention discloses a combined type mobile robot, which comprises a plurality of independent control module, the control module can be independent connected by magnetic force, independent control module for the square, each surface has two mutually perpendicular grooves, groove of each plane is divided into four regions; independent control the module is composed of a casing, a power device, control device and power supply device, power device is a matrix structure composed of 24 independent small solenoids, each independent control module are respectively arranged on the 4 surface of the electromagnet, the four electromagnets are located by four regions separated in the groove; the electromagnet power device the round coil, plastic protective shell, current input pins and an iron core, the iron core is installed at both ends of the plastic protective shell, and will bypass the coil through the plastic protection The outer side of the outer shell is circled on the iron core, and the bottom end of the plastic protective shell leads to the current input pin.

【技术实现步骤摘要】
一种组合式移动机器人
本专利技术涉及机器人
，具体为一种组合式移动机器人。
技术介绍
智能移动机器人，是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。它集中了传感器技术、信息处理、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果，代表机电一体化的最高成就，是目前科学技术发展最活跃的领域之一。随着机器人性能不断地完善，移动机器人的应用范围大为扩展，不仅在工业、农业、医疗、服务等行业中得到广泛的应用，而且在城市安全、国防和空间探测领域等有害与危险场合得到很好的应用。因此，运动机器人技术已经得到世界各国的普遍关注。移动机器人的研究始于60年代末期。斯坦福研究院(SRI)的NilsNilssen和CharlesRosen等人，在1966年至1972年中研发出了取名Shakey的自主移动机器人。目的是研究应用人工智能技术，在复杂环境下机器人系统的自主推理、规划和控制。根据移动方式来分，可分为:轮式移动机器人、步行移动机器人(单腿式、双腿式和多腿式)、履带式移动机器人、爬行机器人、蠕动式机器人和游动式机器人等类型；移动机器人具有移动功能，在代替人从事危险、恶劣(如辐射、有毒等)环境下作业和人所不及的(如宇宙空间、水下等)环境作业方面，比一般机器人有更大的机动性、灵活性。移动机器人是一种在复杂环境下工作的，具有自行组织、自主运行、自主规划的智能机器人，融合了计算机技术、信息技术、通信技术、微电子技术和机器人技术等。传统的机器人，都为一个整体，在移动中移动的方式，形状不能做出太大的改变。面对复杂的环境，例如管道，废墟中移动，传统的移动方式将会受到极大的限制；传统的机器人的控制核心集中，因此，中央控制系统发挥极大作用。一旦中央控制系统出现故障，整个机器人极有可能发生瘫痪；传统的机器人每个部件都有不同的功能。因此部件间部件的兼容性差；传统机器人的适用面窄，面对特定工作环境需要设计特定的机器人，需要花费更多的财力物力。
技术实现思路
为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种组合式移动机器人，包括多个可独立控制模块，各个可独立控制模块之间通过磁力进行联系，所述可独立控制模块为正方形，其每个面上都有两条相互垂直的的凹槽，所述凹槽将每个面平分为四个区域；所述可独立控制模块由外壳、动力装置、控制装置和供电装置组成，所述动力装置是由24个相互独立小型电磁铁组成的矩阵结构，通过相应位置电磁铁的开关和产生不同方向的磁力，来控制各个可独立控制模块之间的相对运动，在可独立控制模块的每个面上分别安装有4个电磁铁，这四个电磁铁分别位于由凹槽分出的四个区域中；所述控制装置采用Arduino开发板，所述供电装置由锂电池构成；所述动力装置的电磁铁由绕行线圈、塑料保护外壳、电流输入管脚和铁芯组成，将铁芯两端安装塑料保护外壳，并将绕行线圈穿过塑料保护外壳的外侧绕行在铁芯上，所述塑料保护外壳的底端引出电流输入管脚。优选的，所述外壳可由ABS塑料构成。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术每个模块相互独立，可通过其内部电磁铁的开关及方向的改变来控制其移动。当组合式机器人的模块数量达到一定的数目时(一般超过3个)，他们可以随意改变其形状来适应于不同的环境，尤其在管道，废墟这些复杂的地形中，其移动特点将会发挥出极大的优势。面对一些特殊环境无需设计专用机器人，只需通过设计控制系统程序便可得到适应特定环境特定移动方式的组合机器人，节约使用成本。(2)本专利技术的组合式机器人的控制部分分散于每个模块之中，且都相互独立，因此不受其他模块的影响。所以当一个模块的控制系统出问题不影响其他模块的控制，削弱了控制系统的权利，使得机器人的控制更加灵活。(3)本专利技术的组合式机器人的每个模块相互独立，且除了控制系统内编写的程序有所不同外，其他部分完全相同。因此，组合式机器人具有极大的兼容性，当一个模块发生故障时，只需将其所编写的程序拷贝到一个新的模块中，新模块就可以替代旧模块，提高了机器人的运行和检修效率。附图说明图1为本专利技术结构简图；图2为本专利技术结构示意图；图3为本专利技术可独立控制模块结构示意图；图4为本专利技术电磁铁的剖面结构示意图；图5为本专利技术中各电磁铁的位置标注示意图。图6为本专利技术实施例1的示意图；图7为本专利技术实施例2的示意图；图8为本专利技术实施例3的示意图；图9为本专利技术实施例4的示意图；图10为本专利技术实施例4的示意图；图中：1-可独立控制模块；2-凹槽；3-外壳；4-动力装置；5-控制装置；6-供电装置；7-电磁铁；8-绕行线圈；9-塑料保护外壳；10-电流输入管脚；11-铁芯组。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例如图1至图4所示，本专利技术提供一种技术方案：一种组合式移动机器人，包括多个可独立控制模块，各个可独立控制模块之间通过磁力进行联系，所述可独立控制模块为正方形，其各个边光滑且具有一定的弧度，其每个面上都有两条相互垂直的的凹槽，凹槽边缘光滑。凹槽将每个面平分为四个区域，所述可独立控制模块由外壳、动力装置、控制装置和供电装置组成，所述动力装置是由24个相互独立小型电磁铁组成的矩阵结构，通过相应位置电磁铁的开关和产生不同方向的磁力，来控制各个可独立控制模块之间的相对运动，在可独立控制模块的每个面上分别安装有4个电磁铁，这四个电磁铁分别位于由凹槽分出的四个区域中；所述控制装置采用Arduino开发板，所述供电装置由锂电池构成；所述动力装置的电磁铁由绕行线圈、塑料保护外壳、电流输入管脚和铁芯组成，将铁芯两端安装塑料保护外壳，并将绕行线圈穿过塑料保护外壳的外侧绕行在铁芯上，所述塑料保护外壳的底端引出电流输入管脚；所述外壳可由ABS塑料构成。组合机器人是指由多个可独立控制的模块组成的一种智能移动机器人。每个模块之间通过磁力进行联系。每个模块的动力结构是由在其内部的电磁铁矩阵，通过相应位置电磁铁的开关和产生不同方向的磁力，来控制各个模块间的相对运动。电磁铁工作说明：组合机器人的移动是通过改变每个模块上的相应电磁铁的方向及开关决定的。之后图示在各电磁铁的位置处如果有阴影这表示该电磁铁通电处于工作状态。反之，若无阴影则表示其未通电处于关闭状态。电磁铁工作无严格的方向要求，只需约定两个模块相互吸引时两块电磁铁产生磁场方向相反即可；单个模块与金属板吸引时电磁铁只需通电，对方向无要求。坐标说明：图例上的坐标，规定X,Y轴所在平面为地面，Z轴垂直于地面。只有两个模块移动时需要借助金属板作为辅助固定装置完成移动，防止移动时两模块相互作用引起的位置偏移。当模块个数超过2个时可以借助其他模块固定，可不再借助金属板作为固定装置完成移动。图示上各电磁铁的位置按图5标注来确定。标注原则是由Z轴向X，Y平面看，模块上电磁铁由侧面到上下面顺时针计数。离X,Y平面近的为下，离X,Y平面远的为上。实施例1：组合式机器人的基本运动方式之一，平移:以两个模块为例(图6)。两个模块并排排列，它们的接触面与地面交线的方向是组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合式移动机器人，其特征在于：包括多个可独立控制模块，各个可独立控制模块之间通过磁力进行联系，所述可独立控制模块为正方形，其每个面上都有两条相互垂直的的凹槽，所述凹槽将每个面平分为四个区域；所述可独立控制模块由外壳、动力装置、控制装置和供电装置组成，所述动力装置是由24个相互独立小型电磁铁组成的矩阵结构，通过相应位置电磁铁的开关和产生不同方向的磁力，来控制各个可独立控制模块之间的相对运动，在可独立控制模块的每个面上分别安装有4个电磁铁，这四个电磁铁分别位于由凹槽分出的四个区域中；所述控制装置采用Arduino开发板，所述供电装置由锂电池构成；所述动力装置的电磁铁由绕行线圈、塑料保护外壳、电流输入管脚和铁芯组成，将铁芯两端安装塑料保护外壳，并将绕行线圈穿过塑料保护外壳的外侧绕行在铁芯上，所述塑料保护外壳的底端引出电流输入管脚。

【技术特征摘要】
1.一种组合式移动机器人，其特征在于：包括多个可独立控制模块，各个可独立控制模块之间通过磁力进行联系，所述可独立控制模块为正方形，其每个面上都有两条相互垂直的的凹槽，所述凹槽将每个面平分为四个区域；所述可独立控制模块由外壳、动力装置、控制装置和供电装置组成，所述动力装置是由24个相互独立小型电磁铁组成的矩阵结构，通过相应位置电磁铁的开关和产生不同方向的磁力，来控制各个可独立控制模块之间的相对运动，在可独立控制模...

【专利技术属性】
技术研发人员：虎林威，
申请(专利权)人：虎林威，
类型：发明
国别省市：陕西,61