[發明專利]適用于模塊化機器人的可張合孔

無效

• 申請號: 200810038207.2
• 申請日: 2008-05-29
• 公開（公告）號: CN101279446A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 費燕瓊;張鑫;謝穎
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;F16B2/02
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種機械電子設備技術領域的模塊化機器人結構，特別是一種適用于模塊化機器人的可張合孔。

背景技術

模塊化機器人由許多相似的基本模塊通過模塊間的連接、分離可動態地快速變形為不同的機器人構型，以適應不同環境及工作任務的需要。其中模塊機器人各模塊間的連接、分離結構的設計至關重要。對這方面的研究，國內還沒有相關報道。國際上針對各自設計的模塊，設計了相應的連接、分離結構，具有自己的優缺點，但當模塊出現故障時，其連接、分離結構就不能工作，影響了模塊的工作性能，且不具有通用性。

經對現有技術的文獻檢索發現，Murata等人在《Artificial?Intelligent?inEngineering》(《工程中的人工智能》)，2001年第15期，P383-387，撰文“Conceptof?self-reconfigurable?modular?robotic?system”(“自重構模塊機器人的概念”)，該文介紹了每個模塊接口安裝有永磁鐵、彈簧、形狀記憶合金線圈、傳感器、驅動器等，兩模塊靠四對永磁鐵吸附，吸附時，磁鐵的吸力大于彈簧的恢復力，兩模塊連接；當兩模塊要脫離時，給形狀記憶合金(SMA)線圈加熱，SMA產生變形，此時，SMA的變形力和彈簧的彈力大于磁鐵的吸力，兩模塊脫離。由于該接口磁鐵磁力較難測定，且連接不穩定，模塊受重力作用有可能脫落或偏離原來位置而影響模塊間的對接，該種接口只適合較輕模塊間的對接，不具有通用性。

發明內容

本發明針對現有技術的不足和缺陷，提供一種適用于模塊化機器人的可張合孔，使其能完成一般較大模塊間的連接、分離動作，并且當模塊出現故障時，不影響模塊機器人的工作性能，從而解決背景技術中存在的問題。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：張合單元、驅動單元、外殼，張合單元中的張合孔底座與驅動單元中的導軌筒聯結，驅動單元中的導軌筒和電機與外殼固結，驅動單元工作，張合單元可以自由張開、合攏，可完成相鄰模塊的連接、分離，便于故障模塊的快速修復。

所述張合單元包括：張合半孔、軸、張合孔底座，兩個張合半孔合在一起通過軸固定在張合孔底座上，張合孔底座與驅動單元中導軌筒聯結。驅動單元工作，通過驅動單元中的傳動裝置可使兩個張合半孔繞著軸張開或閉合。

所述驅動單元包括：圓套筒、滑塊、絲桿、導軌筒、電機，圓套筒底部與滑塊固結，滑塊套在絲桿上，絲桿與電機固聯，圓套筒套在導軌筒外。電機工作，絲杠旋轉，驅動滑塊在導軌筒兩側所開的導軌中上下移動，從而使滑塊帶動圓套筒上下移動，圓套筒向上運動后能使兩個張合半孔合起來，圓套筒向下運動后能使兩個張合半孔張開。

本發明針對模塊化機器人能夠完成故障模塊的連接和分離，設計了模塊化機器人的可張合孔，完成了模塊機器人各相鄰模塊間的快速連接、分離的任務，增強了模塊機器人適應不同狀況的工作能力。工作時，電機驅動絲杠旋轉，帶動滑塊在導軌筒兩側所開的導軌中上下移動，從而使滑塊帶動圓套筒上下移動，圓套筒向上運動，兩個張合半孔繞著軸閉合，完成相鄰兩模塊的連接；圓套筒向下運動，兩個張合半孔繞著軸張開，完成相鄰兩模塊的分離。與現有技術相比，本發明在分析模塊機器人各相鄰模塊快速連接、分離任務的特點后，設計了一種便于完成故障模塊分離、連接的模塊機器人的可張合孔。

附圖說明

圖1本發明結構示意圖

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明：本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1所示，本實施例包括：張合單元、驅動單元、外殼，其連接方式為：張合單元中的張合孔底座與驅動單元中的導軌筒聯結，驅動單元中的導軌筒和電機與外殼固結，驅動單元工作，張合單元可以自由張開、合攏，可完成相鄰模塊的連接、分離，便于故障模塊的快速修復。

所述張合單元包括：兩個張合半孔1和2、軸3、張合孔底座4。連接方式為：兩個張合半孔1、2合在一起通過軸3用鉸鏈固定在張合孔底座4上，張合孔底座4與驅動單元中導軌筒8聯結。驅動單元工作，通過驅動單元中的傳動裝置可使兩個張合半孔1、2繞著軸3張開或閉合。

所述驅動單元包括：圓套筒5、滑塊6、絲桿7、導軌筒8、電機9。連接方式為：圓套筒5底部與滑塊6固結，滑塊6套在絲桿7上，絲桿7與電機9固聯，圓套筒5套在導軌筒8外，導軌筒8和電機9固定在外殼10上。

電機9工作，絲杠7旋轉，驅動滑塊6在導軌筒8兩側所開的導軌中上下移動，從而使滑塊6帶動圓套筒5上下移動，圓套筒5向上運動后能使兩個張合半孔1、2合起來，圓套筒5向下運動后能使兩個張合半孔1、2張開，從而完成兩相鄰模塊當出現故障時的連接和分離任務。