专利名称：探测及救援用模块化可重构机器人系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模块化可重构机器人系统，尤其是涉及一种探测及救援用模块化可重构机器人系统。
背景技术：
现有模块化机器人大多采用直线重构方式，基本采用相邻正交串联结构，模块重 构后通常为蛇形，运动方式分为蠕动前进或者是游动前进，这样的机器人主要依靠摩擦运 动，速度较慢，缺乏灵活性；而为了实现智能化，每个关节上往往会安装红外传感器、力矩传 感器、电机等多种器件，导致整个重构后的机器人体积较大，适应性下降；开发时间长，投资 大。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有模块化机器人存在的上述缺陷，提供一种结构简 单，体积小巧，适应性强，成本低的探测及救援用模块化可重构机器人系统。本实用新型的技术方案是其由至少3个模块单元构成，每个模块单元包括构架 I、构架II、步进电机I、步进电机II及一个舵机，步进电机I、步进电机II和舵机1安装在 由构架I和构架II构成的框架中，构架II两侧壁通过穿过光孔的轴I和轴II与构架I连 接；步进电机I和步进电机II分别通过螺钉对称固定在构架II上；舵机通过螺钉固定在构 架II上；舵机一侧的转轴上带有舵机旋转盘，所述舵机一侧的转轴通过螺钉固定在构架I 上；轴I上通过轴承套套有特型齿轮I，轴II上通过轴承套套有特型齿轮II ；步进电机I 的输出轴套有与特型齿轮I啮合的小齿轮I，步进电机II的输出轴上套有与特型齿轮II啮 合的小齿轮II ；特型齿轮I和特型齿轮II均为滚轮与齿轮的刚性结合体；控制模块和无线 模块分别贴在舵机前后两个面板外側；每个模块单元与相邻模块单元之间可通过公知的机 械接口方式连接；各模块单元之间相互连接后，外形似环节类动物的外形，中间形成长管状 空间。本实用新型每个模块单元在功能上具有独立性，可完成某一特定的功能；每个主 动模块具有驱动能力完成特定的运动和动作；每个模块在运动学和动力上具有相对的独立 性；每个模块具有数据处理能力和通讯能力，包括获取各模块自身所需信息，处理重构后各 模块的信息，特别是重构后发生相互“干涉”的信息等问题上，采用地址匹配与否来达到自 由控制各模块协调工作的目的；每个模块可以独立地完成任务，各模块进行二维运动，根据 不同的工作环境，可采用不同组装方式，以实现在三维空间的各向运动。另外，各模块功能 也可以不相同，以任务驱动进行合理的组合，以完成目标任务。由于外型采用环节类动物的外形，相互连接时能在其中间留出长管状空间，能搭 载软管并运送相应的救命物资，像水和葡萄糖，特别适用于抗灾救援类的协助工作，帮助被 困人员暂时度过危险时期。模块之间对接采用机械接口连接，可产生较大的连接力，便于传递较大的动能，连接可靠牢固，用户能方便地拆散和装配，组成不同类型的机器人，以满足特定的工作任务。每个模块采用MEMS微型机械技术，缩小了机构的运动空间，其目标是把信息的获 取、处理和执行集成在一起，组成具有多功能的微型模块，从而大幅度地提高模块的自动 化、智能化和可靠性水平，以满足用户的各种需求及适应各种复杂多变的环境。
图1为本实用新型一模块实施例构架I的立体图；图2为本实用新型一模块实施例构架II的立体图；图3为本实用新型一模块实施例整体仰视图；图4为图3所示模块实施例整体俯视图；图5为本实用新型一模块实施例整体立体图；图6为图5所示实施例旋转180°后的立体图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。参照附图，本实施例由10个模块构成；每个模块包括构架I 15、构架II 16、步进 电机I 8、步进电机II 9及一个舵机1，步进电机I 8、步进电机II 9和舵机1安装在由构架 I 15和构架II 16构成的框架中，构架II 16两侧壁通过穿过光孔的轴I 6和轴II 7与构架 I 15连接；步进电机I 8和步进电机II 9分别通过螺钉对称固定在构架II 16上；舵机1 通过分别穿过其上部连接孔4和下部连接孔5的两个螺钉连接固定在构架II 16上；舵机1 一侧的转轴3上带有舵机旋转盘2，所述舵机1 一侧的转轴3通过螺钉固定在构架I 15上； 轴I 6上通过轴承套套有特型齿轮I 10，轴II 7上通过轴承套套有特型齿轮II 11 ；步进电 机I 8的输出轴套有与特型齿轮I 10啮合的小齿轮I 12，步进电机II 9的输出轴上套有与 特型齿轮II 11啮合的小齿轮II 13;特型齿轮I 10和特型齿轮II 11均为滚轮与齿轮的刚 性结合体；控制模块和无线模块(图中未示出)分别贴在舵机1前后两个面板外側；每个模 块与相邻模块之间通过公知的机械接口方式连接，各模块单元之间相互连接后，外形似环 节类动物的外形，中间形成长管状空间。
权利要求一种探测及救援用模块化可重构机器人系统，包括至少3个模块单元，其特征在于，每个模块单元包括构架Ⅰ、构架Ⅱ、步进电机Ⅰ、步进电机Ⅱ及一个舵机，步进电机Ⅰ、步进电机Ⅱ和舵机(1)安装在由构架Ⅰ和构架Ⅱ构成的框架中，构架Ⅱ两侧壁通过穿过光孔的轴Ⅰ和轴Ⅱ与构架Ⅰ连接；步进电机Ⅰ和步进电机Ⅱ分别通过螺钉对称固定在构架Ⅱ上；舵机通过螺钉固定在构架Ⅱ上；舵机一侧的转轴上带有舵机旋转盘，所述舵机一侧的转轴通过螺钉固定在构架Ⅰ上；轴Ⅰ上通过轴承套套有特型齿轮Ⅰ，轴Ⅱ上通过轴承套套有特型齿轮Ⅱ；步进电机Ⅰ的输出轴套有与特型齿轮Ⅰ啮合的小齿轮Ⅰ，步进电机Ⅱ的输出轴上套有与特型齿轮Ⅱ啮合的小齿轮Ⅱ；特型齿轮Ⅰ和特型齿轮Ⅱ均为滚轮与齿轮的刚性结合体；控制模块和无线模块分别贴在舵机前后两个面板外側；每个模块单元与相邻模块单元之间通过公知的机械接口方式连接，各模块单元之间相互连接后，外形似环节类动物的外形，中间形成长管状空间。
专利摘要探测及救援用模块化可重构机器人系统，其包括至少3个模块，每个模块包括构架Ⅰ、构架Ⅱ、步进电机Ⅰ、步进电机Ⅱ及一个舵机，步进电机Ⅰ、步进电机Ⅱ和舵机1安装在由构架Ⅰ和构架Ⅱ构成的框架中，构架Ⅱ两侧壁通过轴Ⅰ和轴Ⅱ与构架Ⅰ连接；步进电机Ⅰ和步进电机Ⅱ对称固定在构架Ⅱ上；舵机固定在构架Ⅱ上；舵机一侧的转轴上带有舵机旋转盘，所述转轴安装在构架Ⅰ上；轴Ⅰ上套有特型齿轮Ⅰ，轴Ⅱ上套有特型齿轮Ⅱ；步进电机Ⅰ的输出轴套有与特型齿轮Ⅰ啮合的小齿轮Ⅰ，步进电机Ⅱ的输出轴上套有与特型齿轮Ⅱ啮合的小齿轮Ⅱ；控制模块和无线模块分别贴在舵机前后两个面板外侧。本实用新型结构简单，体积小巧，适应性强，成本低。
文档编号B25J9/08GK201643485SQ20102021200
公开日2010年11月24日 申请日期2010年6月2日 优先权日2010年6月2日
发明者刘斯斯, 江尚, 牛纪强, 葛恒山 申请人:刘斯斯