专利名称：积木式移动机器人及机械移动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械人制造技术领域，特别是涉及一种积木式移动机器人及机械移动
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背景技术：
人们从一开始制作物品时，就有各种方式制作机器人的想法，现实生活中经常见 到由能工巧匠们制作的能够模仿人类运动行为的机器。随着现代技术的发展，机器人把过去神话科幻小说中出现的故事变成现实，创造出很多奇迹，产生很好的经济效益和社会效益。机器人从诞生以来，已经走过了四十多年的历程，它综合了机械学、电子、计算机科学、自动控制工程、人工智能、仿生学多个学科的最新研究成果，代表了机电一体化的最高成就，是当今世界科学技术发展最活跃的领域之一。机器人的研究、制造和应用，正受到许多国家的广泛重视，是一个国家科技水平和经济实力的象征。近年来，随着机器人学及其应用的发展，机器人的能力不断提高，机器人的应用领域和范围也不断扩展，应用到包括矿井在内的各种危险的环境中。现有技术中，机器人存在外形庞大，机械移动装置不灵活，不能适应各种应用环境的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种积木式移动机器人及机械移动装置，其机动性和地面适应性好，实现通常条件下，不同环境对机器人结构的要求并发挥机器人的作用。为实现本发明目的而提供的一种积木式移动机器人，包括机械移动装置，置物平台，以及控制机械移动装置移动的控制部；所述机械移动装置；所述机械移动装置包括活动平台和电机驱动平台，所述活动平台包括多个移动装置；所述电机驱动平台包括与多个移动装置相应的多个电机驱动装置，还包括连接在多个移动装置与多个电机驱动装置间的平台装置，所述平台装置至少包括一驱动连接模块，所述驱动连接模块的至少一端连接一移动装置与一电机驱动装置；所述电机驱动装置可活动地穿过所述驱动连接模块与移动装置连接，并驱动所述的移动装置运动和转向；所述平台装置还包括至少一平台连接模块，连接所述驱动连接模块，使驱动连接模块所连接的电机驱动装置与移动装置连接构成一个整体的机械移动装置。较优地，所述驱动连接模块包括两个驱动连接头和一个驱动连接体；所述驱动连接头包括头部和插接部，所述电机驱动装置的转动轴可活动地穿过所述驱动连接头的头部中的连接孔，与移动装置连接；所述插接部可插接到所述驱动连接体，并利用紧固件穿过插接部上的连接孔与驱动连接体上的连接孔连接紧固。较优地，所述驱动连接体还包括可插接所述平台连接模块的至少一个插接口。
较优地，所述平台连接模块，包括两个平台连接头和一平台连接体，所述连接头包括两个插接部，一插接部插接到平台连接体中；另一插接部插接到所述驱动连接模块的驱动连接体的插接口中，利用紧固件穿过平台连接头上的连接孔与驱动连接体上的连接孔连接。较优地，所述两个连接到两个驱动连接模块中的平台连接头，一个平台连接头为活动连接，另一个平台连接头为固定连接。为实现本发明目的还提供一种移动机器人的机械移动装置，包括活动平台和电机驱动平台；所述活动平台包括多个移动装置；所述电机驱动平台包括与多个移动装置相应的多个电机驱动装置，还包括连接在多个移动装置与多个电机驱动装置间的平台装置，所述平台装置至少包括一驱动连接模块，所述驱动连接模块的至少一端连接一移动装置与一电机驱动装置；所述电机驱动装置可活动地穿过所述驱动连接模块与移动装置连接，并驱动所述的移动装置运动和转向；所述平台装置还包括至少一平台连接模块，连接所述驱动连接模块，使驱动连接模块所连接的电机驱动装置与移动装置连接构成一个整体的机械移动装置。·本发明的有益效果在于本发明的积木式移动机器人及机械移动装置，通过积木式部件构建，其形体较小、运动灵活、结构简单、牢固、可靠，具备很强的越障能力，为整个机器人提供一种机动性和地面适应性好、越障能力强、可靠性高的机器人机械移动装置。
图I是本发明一实施例的积木式移动机器人结构示意图；图2是本发明一实施例的积木式移动机器人结构不意图；图3是本发明实施例的机械移动装置结构示意图；图4是图3中驱动连接头结构示意图；图5是图3中平台连接体结构示意图；图6是本发明实施例的置物模块结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明的积木式机器人平台进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明而不是对本发明的限制。如图I、图2所示，作为一种可实施方式本发明的积木式移动机器人，包括机械移动装置1，置物平台2，以及控制机械移动装置移动的控制部(未示出)；如图3所示,所述机械移动装置I,包括活动平台11和电机驱动平台12,所述活动平台11包括多个移动装置111 ;所述电机驱动平台12包括与多个移动装置111相应的多个电机驱动装置121，积木式机器人通过控制所述电机驱动平台12的动力，由所述电机驱动平台12带动所述活动平台11的运动和转向，从而控制积木式机器人运动与转向。本实施例的积木式机器人机械移动装置I，还包括连接在多个移动装置111与多个电机驱动装置121间的平台装置13，所述平台装置13至少包括一驱动连接模块131，所述驱动连接模块131的至少一端连接一移动装置111与一电机驱动装置121 ;所述电机驱动装置121可活动地穿过所述驱动连接模块131与移动装置111连接，并驱动所述的移动装置111运动和转向。所述平台装置13还包括至少一平台连接模块132，连接所述驱动连接模块131，使驱动连接模块131所连接的电机驱动装置121与移动装置111连接构成一个整体的机械移动装置I。作为一种可实施方式，如图4所示，所述驱动连接模块131包括两个驱动连接头1311和一个驱动连接体1312 ;所述驱动连接头1311包括头部13111和插接部13112，所述电机驱动装置121的转动轴1211可活动地穿过所述驱动连接头1311的头部13111中的连接孔，与移动装置111连接；所述插接部13112可插接到所述驱动连接体1312，并利用紧 固件穿过插接部13112上的连接孔与驱动连接体1312上的连接孔连接紧固。作为一种可实施方式，如图5所示，所述平台连接模块132，包括两个平台连接头1321和一平台连接体1322，所述连接头1321包括两个插接部13211，一插接部插接到平台连接体1322中；另一插接部插接到所述驱动连接模块131的驱动连接体1312的插接口中，利用紧固件穿过平台连接头1321上的连接孔与驱动连接体1312上的连接孔连接；并且，所述两个连接到两个驱动连接模块131中的平台连接头1321，一个平台连接头为活动连接，另一个平台连接头为固定连接，这样，使得积木式机器人运动过程中能可实现摆动，机器人左右两侧可以保持在一定的角度下越过障碍，提高机器人的越障能力和运动稳定性。本发明的积木式机器人机械平台，整体结构简单紧凑，便于安装，而且可以通过调整铝型材的尺寸参数，改变机械移动装置的尺寸，进而可以提高机器人的不同的运动学与动力学性能。进一步地，作为一种可实施方式，如图I所示，本发明的活动平台为车轮式结构，所述多个移动装置为四个车轮；相应地，所述电机驱动装置为四个与相应车轮对应的驱动电机，通过控制四个驱动电机的转速控制积木式机器人的运动，同时通过控制四个驱动电机的不同转速控制机器人转向。应当说明的是，作为另一种可实施方式，本发明的活动平台的车轮式结构，所述的多个移动装置也可以是一个、两个、六个车轮，八个车轮等等，其车轮个数取决于实际环境的需要，而不限于特定的个数，本实施例中移动装置为四个车轮，只是为了使本领域技术人员能够清楚本发明的技术方案，而不是对本发明的限制。另外，本发明的活动平台，既可以是如图I所示的车轮式结构，也可以是如图2所示的履带式结构。作为一种可实施方式，本实施例的平台装置，所述驱动连接模块131的驱动连接体1312和平台连接模块132的平台连接体1322为至少三根横梁，所述其中两根横梁作为驱动连接体1312通过驱动连接头1311连接四个车轮；另一根横梁作为平台连接体1322通过平台连接头1321连接作为驱动连接体1312的两根横梁。应当说明的是，本实施例的平台装置，也可以以三根以上的横梁作为驱动连接模块131和平台连接模块132，例如以四根横梁作为驱动连接体，另两根横梁作为平台连接体；四根驱动连接体横梁连接八个车轮和八个驱动电机，两根平台连接体横梁连接四根驱动连接体横梁，构成整体的机械移动装置。因此，本发明的平台装置以三根横梁进行描述，只是为了更好地说明本发明实施例，而不是对本发明的限制。
平台连接头的两个插接部分别插入横梁中，然后用螺钉将横梁固定在一起；所述驱动连接头的插接部插接到驱动连接模块的驱动连接体中，驱动电机的转动轴穿过驱动连接头的头部与车轮连接，并在机器人控制中心的控制下驱动车轮运动和转向。作为一种可实施方式，本实施例的平台连接头上设置有三个可由螺栓穿过的连接孔，其中，一侧平台连接头与一横梁使用两个螺栓连接固定，这样就可以将平台连接体与驱动连接体固定连接；而另一侧平台连接头与另一横梁使用一个螺栓固定，这样就可以将平台连接体与驱动连接体活动连接，使机器人运动过程中能可实现两个横梁摆动，使得车体左右两侧可以保持在一定的角度下(大约15度)越过障碍，提高平台的越障能力和运动稳定性。作为一种可实施方式，本发明的所述横梁，是一种加工方便的方形空心铝型材，作 为驱动连接模块的驱动连接体的横梁的尺寸是200*40*25mm，作为平台连接模块的平台连接体的横梁的尺寸是260*40*25mm ;所述横梁都是方型铝型材切割加工而成的，三根横梁的截面结构相同，作为驱动连接体的横梁的长度相同；作为平台连接体的横梁处于作为驱动连接体的横梁之间，长260mm。相应地，作为一种可实施方式，所述驱动连接头和平台连接头的插接部相应也是方型的，其采用工程塑料ABS制作而成。较佳地，作为一种可实施方式，本实施例的积木式移动机器人，如图1、2、6所示，所述置物平台2由可叠加的多个层结构的置物模块21叠合而成，嵌合在所述机械移动装置I的平台装置13上；如图6所示，所述置物模块中央具有一中空的凹陷部211，以便于不同用途机器人中，设置控制部、超声波、激光测距等电路工作部件安放，控制机器人。本发明的积木式移动机器人及其机械移动装置，通过积木式部件构建，其形体较小、运动灵活、结构简单、牢固、可靠，具备很强的越障能力，为整个机器人提供一种机动性和地面适应性好、越障能力强、可靠性高的移动机器人及机械移动装置。本发明移动机器人及机械移动装置，为机器人提供一种满足机器人基本机械结构的机械移动装置，该机械移动装置由具有确定形状的有限数量的“模块”构成；通过最少数量的模块组合，满足了多种不同用途机器人在制造或者设计对基本机械结构的要求。这样，该机器人及机械装置对机动性、地面适应性就没有具体的制造限定，在机器人制造过程中，只需提供一种可组合的机械移动装置结构，便可针对不同环境，通过改变模块组合方式，实现不同环境条件下，通过组合得到不同环境下的机器人结构，提供了机动性和地面适应性好、越障能力强、可靠性高的机器人。最后应当说明的是，很显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。
权利要求
1.一种积木式移动机器人，包括机械移动装置，置物平台，以及控制机械移动装置移动的控制部；其特征在于 所述机械移动装置，包括活动平台和电机驱动平台； 所述活动平台包括多个移动装置； 所述电机驱动平台包括与多个移动装置相应的多个电机驱动装置，还包括连接在多个移动装置与多个电机驱动装置间的平台装置，所述平台装置至少包括一驱动连接模块，所述驱动连接模块的至少一端连接一移动装置与一电机驱动装置；所述电机驱动装置可活动地穿过所述驱动连接模块与移动装置连接，并驱动所述的移动装置运动和转向；所述平台装置还包括至少一平台连接模块，连接所述驱动连接模块，使驱动连接模块所连接的电机驱动装置与移动装置连接构成一个整体的机械移动装置。
2.根据权利要求I所述的积木式移动机器人，其特征在于，所述驱动连接模块包括两个 驱动连接头和一个驱动连接体；所述驱动连接头包括头部和插接部，所述电机驱动装置的转动轴可活动地穿过所述驱动连接头的头部中的连接孔，与移动装置连接；所述插接部可插接到所述驱动连接体，并利用紧固件穿过插接部上的连接孔与驱动连接体上的连接孔连接紧固。
3.根据权利要求2所述的积木式移动机器人，其特征在于，所述平台连接模块，包括两个平台连接头和一平台连接体，所述连接头包括两个插接部，一插接部插接到平台连接体中；另一插接部插接到所述驱动连接模块的驱动连接体的插接口中，利用紧固件穿过平台连接头上的连接孔与驱动连接体上的连接孔连接；所述两个连接到两个驱动连接模块中的平台连接头，一个平台连接头为活动连接，另一个平台连接头为固定连接。
4.根据权利要求3所述的积木式移动机器人，其特征在于，所述活动平台为车轮式结构或者履带式结构； 所述移动装置为四个车轮；相应地，所述电机驱动装置为四个与相应车轮对应的驱动电机，通过控制四个驱动电机的转速控制积木式机器人的运动，同时通过控制四个驱动电机的不同转速控制机器人转向； 所述驱动连接模块的驱动连接体和平台连接模块的平台连接体为至少三根横梁，所述其中两根横梁作为驱动连接体通过驱动连接头连接四个车轮；另一根横梁作为平台连接体通过平台连接头连接作为驱动连接体的两根横梁； 所述平台连接头上设置有三个可由螺栓穿过的连接孔，其中，一侧平台连接头与驱动连接体由两个螺栓连接固定，平台连接体与驱动连接体固定连接；而另一侧平台连接头与另一驱动连接体由一个螺栓固定，将平台连接体与驱动连接体活动连接。
5.根据权利要求I至4任一项所述的积木式移动机器人，其特征在于，所述置物平台为可叠加的多个层结构的置物模块叠合而成，嵌合在所述机械移动装置的平台装置上；所述置物平台中央具有一中空的凹陷部。
6.一种移动机器人的机械移动装置，其特征在于，包括活动平台和电机驱动平台； 所述活动平台包括多个移动装置； 所述电机驱动平台包括与多个移动装置相应的多个电机驱动装置，还包括连接在多个移动装置与多个电机驱动装置间的平台装置，所述平台装置至少包括一驱动连接模块，所述驱动连接模块的至少一端连接一移动装置与一电机驱动装置；所述电机驱动装置可活动地穿过所述驱动连接模块与移动装置连接，并驱动所述的移动装置运动和转向； 所述平台装置还包括至少一平台连接模块，连接所述驱动连接模块，使驱动连接模块所连接的电机驱动装置与移动装置连接构成一个整体的机械移动装置。
7.根据权利要求6所述的移动机器人的机械移动装置，其特征在于，所述驱动连接模块包括两个驱动连接头和一个驱动连接体；所述驱动连接头包括头部和插接部，所述电机驱动装置的转动轴可活动地穿过所述驱动连接头的头部中的连接孔，与移动装置连接；所述插接部可插接到所述驱动连接体，并利用紧固件穿过插接部上的连接孔与驱动连接体上的连接孔连接紧固；所述驱动连接体还包括可插接所述平台连接模块的至少一个插接口。
8.根据权利要求7所述的移动机器人的机械移动装置，其特征在于，所述平台连接模块，包括两个平台连接头和一平台连接体，所述连接头包括两个插接部，一插接部插接到平台连接体中；另一插接部插接到所述驱动连接模块的驱动连接体的插接口中，利用紧固件穿过平台连接头上的连接孔与驱动连接体上的连接孔连接；所述两个连接到两个驱动连接模块中的平台连接头，一个平台连接头为活动连接，另一个平台连接头为固定连接。
9.根据权利要求6至8任一项所述的积木式移动机器人，其特征在于，所述活动平台为车轮式结构或者履带式结构 所述移动装置为四个车轮；相应地，所述电机驱动装置为四个与相应车轮对应的驱动电机，通过控制四个驱动电机的转速控制积木式机器人的运动，同时通过控制四个驱动电机的不同转速控制机器人转向； 所述驱动连接模块的驱动连接体和平台连接模块的平台连接体为至少三根横梁，所述其中两根横梁作为驱动连接体通过驱动连接头连接四个车轮；另一根横梁作为平台连接体通过平台连接头连接作为驱动连接体的两根横梁； 所述平台连接头上设置有三个可由螺栓穿过的连接孔，其中，一侧平台连接头与驱动连接体由两个螺栓连接固定，平台连接体与驱动连接体固定连接；而另一侧平台连接头与另一驱动连接体由一个螺栓固定，将平台连接体与驱动连接体活动连接。
10.根据权利要求9所述的积木式移动机器人，其特征在于，所述平台连接体和驱动连接体为方形空心铝型材；所述驱动连接头和平台连接头的插接部相应也是方型的，其采用工程塑料ABS制作而成。
全文摘要
本发明公开一种积木式移动机器人及机械移动装置。所述机械移动装置包括活动平台和电机驱动平台，该活动平台包括多个移动装置；该电机驱动平台包括与多个电机驱动装置，还包括平台装置，平台装置至少包括一驱动连接模块，该驱动连接模块的至少一端连接一移动装置与一电机驱动装置；该电机驱动装置可活动地穿过所述驱动连接模块与移动装置连接，并驱动该移动装置运动和转向；该平台装置还包括至少一平台连接模块，连接所述驱动连接模块，使驱动连接模块所连接的电机驱动装置与移动装置连接构成一个整体的机械移动装置。其机动性和地面适应性好，实现通常条件下，不同环境对机器人结构的要求并发挥机器人的作用。
文档编号B60K7/00GK102951202SQ201110236820
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月18日 优先权日2011年8月18日
发明者周丹, 赵明辉, 刘晓萍 申请人:贾瑞清