一种可爬杆的模块化机器人制造技术

本发明专利技术是一种可爬杆的模块化机器人，包括第一机架，第二机架，第三机架，两个麦克纳姆轮和连接装置，第一机架和第二机架铰接，由动力机驱动可以发生相对旋转，第二机架，第三机架通过滑轨方式连接，由动力机驱动可以发生相对滑动，第一麦克纳姆轮安装在第一机架上，由动力机驱动，其旋转轴指向第一机架和第二机架的排列方向，第二麦克纳姆轮安装在转动架上，由动力机驱动，其旋转轴垂直于第一机架和第二机架的排列方向，第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮的小滚子的转动方向均和旋转轴垂直，连接装置用于实现相邻模块化机器人的连接。本发明专利技术通过三部分机架的自由度配置和麦克纳姆轮的应用，实现机器人灵活的单体运动和多体运动。

【技术实现步骤摘要】
一种可爬杆的模块化机器人
本专利技术涉及模块化机器人
，具体的说是一种可爬杆的模块化机器人。
技术介绍
不同于传统机器人的功能单一化，模块化机器人根据功能进行模块化设计，便于根据需要自由组合，是机器人发展的一个方向。现有的模块化机器人的设计主要有两个方向，一个是追求单个机器人模块结构尽可能的精简，这种方法使得单个模块的运动能力降低；另一个是尽可能提高单个机器人模块的运动性能，这种方法又会使得机器人的结构复杂。此外，现有的模块化机器人无法通过简单的控制实现带有分支的杆状物的攀爬。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种可爬杆的模块化机器人，用于克服现有模块化机器人单体运动性能差或结构复杂的缺点，且能够通过简单的控制攀爬带有分支的杆状物。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种可爬杆的模块化机器人，其特征在于：包括第一机架、第二机架和第三机架；所述的第一机架一端通过铰接轴与第二机架一端铰接，所述的第二机架另一端与第三机架滑动连接；所述的第一机架中部安装有第一麦克纳姆轮，所述的第一麦克纳姆轮的中心轴与第一机架中心轴同轴，所述的第一麦克纳姆轮转动时用于带动第一机架沿垂直于第一机架中心轴的方向移动；所述的第二机架中部设置有第二麦克纳姆轮，所述的第二麦克纳姆轮的中心轴与第二机架中心轴相互垂直，第二麦克纳姆轮的中心轴安装在转动架上，所述的转动架中心轴与第二机架中心轴同轴，所述的转动架转动时用于带动第二麦克纳姆轮与摩擦面接触，所述的第二麦克纳姆轮转动时用于带动第二机架沿平行于第二机架中心轴的方向移动；所述的第三机架相对于第二机架的滑动方向与铰接轴轴向平行，所述的第一机架远离铰接轴一端边缘弧形处理形成缺角边，所述的第三机架远离第二机架一端边缘弧形处理形成缺角边。所述的第一机架远离铰接轴一端的端面设置有卡扣，所述的第三机架远离铰接轴一端的端面设置有卡槽，所述的第一机架端面的卡扣用于嵌入相邻第三机架端面的卡槽实现第一机架和相邻第三机架之间的可拆卸连接。所述的铰接轴同轴固定有第二正齿轮，所述的第二正齿轮与第一正齿轮啮合，所述的第一正齿轮与第一动力机的输出轴端部同轴传动连接。所述的第一麦克纳姆轮一侧端面固定安装有第四正齿轮，所述的第四正齿轮与第一麦克纳姆轮同心设置，所述的第四正齿轮与第三正齿轮啮合，所述的第三正齿轮与第三动力机的输出轴端部同轴传动连接。所述的第三机架靠近第二机架一侧固定安装有齿条，所述的第三机架靠近第二机架一侧通过滑轨嵌入导向槽与第二机架滑动连接，所述的导向槽规定安装在第二机架端面，所述的齿条的延伸方向与导向槽的延伸方向一致，所述的齿条与第二正齿轮组啮合，所述的第二正齿轮组通过同步带与第一正齿轮组传动，所述的第一正齿轮组与第二动力机的输出轴传动连接。所述的转动架的旋转轴与第二机架的中心轴同心设置，所述的转动架的旋转轴与第六动力机传动连接，所述的第二麦克纳姆轮的中心轴安装在转动架中部，所述的转动架的旋转轴与第二麦克纳姆轮的中心轴垂直，所述的第二麦克纳姆轮的中心轴与第五动力机传动连接；所述的第六动力机带动转动架转动时用于改变第二麦克纳姆轮的倾角。所述的第二机架外壁周围沿周向均匀设置有若干个万向轮。所述的第一机架远离铰接轴一端设置有第四动力机和不少于两组卡扣，每组卡扣均与一根连杆的一端可转动连接，该根连杆的另一端与传动轴一端可转动连接，传动轴另一端与第四动力机输出轴垂直连接，所述的卡扣嵌入滑动槽内，所述的滑动槽设置在第一机架远离铰接轴一端端面，所述的第四动力机输出轴转动时通过传动轴和连杆带动卡扣在滑动槽内往复运动。该种可爬杆的模块化机器人能够达到的有益效果为：能够实现模块化机器人灵活的单体运动和多体运动。既能够实现机器人在平面内的任意方向的运动，还能够通过机架的缺角设计，利用机架的自由度实现了机器人触地面的调整。进一步还能够通过多个模块化机器人的组合，完成在柱状结构和梯状结构上的攀爬运动。附图说明图1是本专利技术一种可爬杆的模块化机器人的立体图。图2是本专利技术一种可爬杆的模块化机器人的正视图。图3是本专利技术一种可爬杆的模块化机器人的右视图。图4是本专利技术一种可爬杆的模块化机器人的俯视图。图5是本专利技术一种可爬杆的模块化机器人内部结构的示意图。图6是本专利技术一种可爬杆的模块化机器人的对接机构的示意图。图7是本专利技术一种可爬杆的模块化机器人处于第一机架和第二机架的铰接轴和地面平行的状态的示意图。图8是本专利技术一种可爬杆的模块化机器人从第一机架和第二机架的铰接轴和地面平行的状态转变为第一机架和第二机架的铰接轴和地面垂直的状态的示意图。图9是本专利技术一种可爬杆的模块化机器人从第一机架和第二机架的铰接轴和地面平行的状态转变为第一机架和第二机架的铰接轴和地面垂直的状态的示意图的右视图。图10是本专利技术一种可爬杆的模块化机器人处于第一机架和第二机架的铰接轴和地面垂直的状态的示意图。图11是本专利技术一种可爬杆的模块化机器人处于第一机架和第二机架的铰接轴和地面垂直的状态时的转向运动示意图。图12是本专利技术一种可爬杆的模块化机器人处于第一机架和第二机架的铰接轴和地面垂直的状态时的横移运动示意图。图13是本专利技术一种可爬杆的模块化机器人从第一机架和第二机架的铰接轴和地面垂直的状态转变为第一机架和第二机架的铰接轴和地面平行的状态的示意图。图14是本专利技术多个处于第一机架和第二机架的铰接轴和地面平行的状态的可爬杆的模块化机器人台阶攀爬示意图。图15是本专利技术多个处于第一机架和第二机架的铰接轴和地面垂直的状态的可爬杆的模块化机器人台阶攀爬示意图。图16是本专利技术可爬杆的模块化机器人攀爬具有单个分支的杆状物的示意图。图17是本专利技术可爬杆的模块化机器人攀爬具有两个处于水平位置的分支的杆状物的示意图。说明书附图说明：1、第一机架，2、第二机架，3、第三机架，4、第一动力机，5、第一正齿轮，6、第二正齿轮,7、第二动力机，8、第一正齿轮组，9、同步带，10、第二正齿轮组，11、齿条，12、第一麦克纳姆轮，13、第三动力机，14、第三正齿轮，15、第四正齿轮，16、第四动力机，17、传动轴，18、连杆，19、卡扣，20、滑动槽，21、第二麦克纳姆轮，22、第五动力机，23、转动架，24、第六动力机，25、万向轮，26、卡槽。具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述。一种可爬杆的模块化机器人，如图1至图5所示，包括第一机架1、第二机架2和第三机架3；所述的第一机架1一端通过铰接轴与第二机架2一端铰接，所述的第二机架2另一端与第三机架3滑动连接；所述的第一机架1中部安装有第一麦克纳姆轮12，所述的第一麦克纳姆轮12的中心轴与第一机架1中心轴同轴，所述的第一麦克纳姆轮12转动时用于带动第一机架1沿垂直于第一机架1中心轴的方向移动；所述的第二机架2中部设置有第二麦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可爬杆的模块化机器人，其特征在于：包括第一机架（1）、第二机架（2）和第三机架（3）；所述的第一机架（1）一端通过铰接轴与第二机架（2）一端铰接，所述的第二机架（2）另一端与第三机架（3）滑动连接；/n所述的第一机架（1）中部安装有第一麦克纳姆轮（12），所述的第一麦克纳姆轮（12）的中心轴与第一机架（1）中心轴同轴，所述的第一麦克纳姆轮（12）转动时用于带动第一机架（1）沿垂直于第一机架（1）中心轴的方向移动；/n所述的第二机架（2）中部设置有第二麦克纳姆轮（21），所述的第二麦克纳姆轮（21）的中心轴与第二机架（2）中心轴相互垂直，第二麦克纳姆轮（21）的中心轴安装在转动架（23）上，所述的转动架（23）中心轴与第二机架（2）中心轴同轴，所述的转动架（23）转动时用于带动第二麦克纳姆轮（21）与摩擦面接触，所述的第二麦克纳姆轮（21）转动时用于带动第二机架（2）沿平行于第二机架（2）中心轴的方向移动；/n所述的第三机架（3）相对于第二机架（2）的滑动方向与铰接轴轴向平行，所述的第一机架（1）远离铰接轴一端边缘弧形处理形成缺角边，所述的第三机架（3）远离第二机架（2）一端边缘弧形处理形成缺角边。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可爬杆的模块化机器人，其特征在于：包括第一机架（1）、第二机架（2）和第三机架（3）；所述的第一机架（1）一端通过铰接轴与第二机架（2）一端铰接，所述的第二机架（2）另一端与第三机架（3）滑动连接；
所述的第一机架（1）中部安装有第一麦克纳姆轮（12），所述的第一麦克纳姆轮（12）的中心轴与第一机架（1）中心轴同轴，所述的第一麦克纳姆轮（12）转动时用于带动第一机架（1）沿垂直于第一机架（1）中心轴的方向移动；
所述的第二机架（2）中部设置有第二麦克纳姆轮（21），所述的第二麦克纳姆轮（21）的中心轴与第二机架（2）中心轴相互垂直，第二麦克纳姆轮（21）的中心轴安装在转动架（23）上，所述的转动架（23）中心轴与第二机架（2）中心轴同轴，所述的转动架（23）转动时用于带动第二麦克纳姆轮（21）与摩擦面接触，所述的第二麦克纳姆轮（21）转动时用于带动第二机架（2）沿平行于第二机架（2）中心轴的方向移动；
所述的第三机架（3）相对于第二机架（2）的滑动方向与铰接轴轴向平行，所述的第一机架（1）远离铰接轴一端边缘弧形处理形成缺角边，所述的第三机架（3）远离第二机架（2）一端边缘弧形处理形成缺角边。


2.如权利要求1所述的一种可爬杆的模块化机器人，其特征在于：所述的第一机架（1）远离铰接轴一端的端面设置有卡扣（19），所述的第三机架（3）远离铰接轴一端的端面设置有卡槽（26），所述的第一机架（1）端面的卡扣（19）用于嵌入相邻第三机架（3）端面的卡槽（26）实现第一机架（1）和相邻第三机架（3）之间的可拆卸连接。


3.如权利要求1所述的一种可爬杆的模块化机器人，其特征在于：所述的铰接轴同轴固定有第二正齿轮（6），所述的第二正齿轮（6）与第一正齿轮（5）啮合，所述的第一正齿轮（5）与第一动力机（4）的输出轴端部同轴传动连接。


4.如权利要求1所述的一种可爬杆的模块化机器人，其特征在于：所述的第一麦克纳姆轮（12）一侧端面固定安装有第四正齿轮（15），所述的第四正齿轮（15）与第一麦克纳姆轮（12...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦中，刘佳，刘云平，陈大鹏，魏李娜，王维西，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32