[發(fā)明專利]一種無線移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910033566.3
• 申請(qǐng)日: 2009-06-23
• 公開（公告）號(hào): CN101590644A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋光明;周要新;宋愛國
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/02
• 分類號(hào): B25J9/02;H04W84/18
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 許 方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無線移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)裝置。

背景技術(shù)

近幾年來，移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)(Mobile?Sensor?Network，MSN)的發(fā)展引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注和研究興趣。它結(jié)合了分布式機(jī)器人和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，既可以看作是一種特殊的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也可以看作是一種特殊的多機(jī)器人系統(tǒng)。每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)除了具有傳統(tǒng)靜態(tài)節(jié)點(diǎn)的傳感、計(jì)算和通信能力外，還增加了一定的機(jī)動(dòng)能力，從而可以實(shí)現(xiàn)自部署、自修復(fù)等獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)功能。對(duì)于一些非友好環(huán)境中的分布式測控應(yīng)用，移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)在健壯性、靈活性和可重用性等方面都能夠體現(xiàn)出十分明顯的優(yōu)勢。這里所指的非友好環(huán)境主要指一些人不可達(dá)的極限環(huán)境、危險(xiǎn)緊急場合或脆弱敏感環(huán)境，比如建筑物失火現(xiàn)場、有害化學(xué)品泄漏現(xiàn)場、敏感動(dòng)植物棲息地、敵后戰(zhàn)場以及未知行星表面等。某些現(xiàn)場環(huán)境雖然不具有危險(xiǎn)性和敏感性，但由于地形和空間等限制，人和大型設(shè)備也難以接近或進(jìn)入，現(xiàn)場環(huán)境狀況很難獲知，使測控網(wǎng)絡(luò)的部署與實(shí)施很難實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)有移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的移動(dòng)平臺(tái)大都基于輪式或是履帶式機(jī)器人，雖然能工作在實(shí)驗(yàn)室演示條件下或是地面較平坦的環(huán)境中，但是其適應(yīng)全地形能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)部署環(huán)境往往未知且變幻莫測的，當(dāng)?shù)孛嫫閸?，障礙物較大或是通道狹窄時(shí)，傳統(tǒng)的移動(dòng)平臺(tái)就無能為力了。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有多步態(tài)、可適應(yīng)復(fù)雜地形環(huán)境的無線移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)裝置。

本發(fā)明包括執(zhí)行設(shè)備，所述執(zhí)行設(shè)備包括一個(gè)箱體和兩個(gè)擺動(dòng)臂，所述兩個(gè)擺動(dòng)臂對(duì)稱地布置在箱體的左、右兩側(cè)；每個(gè)擺動(dòng)臂與箱體之間轉(zhuǎn)動(dòng)連接，形成一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)；每個(gè)擺動(dòng)臂包括第一側(cè)臂和第二側(cè)臂，兩個(gè)側(cè)臂之間轉(zhuǎn)動(dòng)連接，形成一擺動(dòng)關(guān)節(jié)；在所述箱體上安裝第一箱體減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于驅(qū)動(dòng)布置在箱體左側(cè)的擺動(dòng)臂與箱體之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，和第二箱體減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于驅(qū)動(dòng)布置在箱體右側(cè)的擺動(dòng)臂與箱體之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；每個(gè)擺動(dòng)臂上安裝一擺動(dòng)臂減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)側(cè)臂之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明中的執(zhí)行設(shè)備結(jié)構(gòu)對(duì)稱，具有四個(gè)自由度和四個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)，在各個(gè)減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下能夠形成豐富的運(yùn)動(dòng)步態(tài)，四個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)動(dòng)作可以實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行設(shè)備姿態(tài)的調(diào)整，從而適應(yīng)復(fù)雜的地形環(huán)境，完成相關(guān)的動(dòng)作任務(wù)。亦可將多個(gè)執(zhí)行設(shè)備進(jìn)行組合對(duì)接，根據(jù)實(shí)地情況形成更為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)物理形態(tài)。該執(zhí)行設(shè)備整體機(jī)構(gòu)輕巧靈活，四個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)控制方便，可以有效實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)姿態(tài)控制、多節(jié)點(diǎn)對(duì)接以及多節(jié)點(diǎn)的形態(tài)控制。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，每個(gè)擺動(dòng)臂與箱體之間的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角范圍是0～360°；每個(gè)擺動(dòng)臂中兩個(gè)側(cè)臂之間的擺動(dòng)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角范圍是0～180°。

作為本發(fā)明的再改進(jìn)，所述每個(gè)擺動(dòng)臂中的兩個(gè)側(cè)臂分別是一U形外殼和一U形內(nèi)殼，U形外殼和U形內(nèi)殼均包括兩塊側(cè)板和一塊底板，U形外殼套在U形內(nèi)殼外，U形外殼的每塊側(cè)板和與其相鄰的U形內(nèi)殼的側(cè)板面面相對(duì)并通過旋轉(zhuǎn)軸相互轉(zhuǎn)動(dòng)連接；處于箱體左、右兩側(cè)的擺動(dòng)臂U形內(nèi)殼的底板分別與箱體的左、右側(cè)板面面相對(duì)，并分別通過另外的旋轉(zhuǎn)軸相互轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

由U形外殼和U形內(nèi)殼組成的擺動(dòng)臂的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，每個(gè)箱體減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一電機(jī)和一齒輪減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述電機(jī)的輸出軸通過上述齒輪減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與相應(yīng)的另外的旋轉(zhuǎn)軸相互連接；所述另外的旋轉(zhuǎn)軸的一端貫穿箱體的左側(cè)板或右側(cè)板，與對(duì)應(yīng)的擺動(dòng)臂U形內(nèi)殼的底板固定連接。

電機(jī)通過齒輪減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將其輸出的動(dòng)力減速傳遞給另外的旋轉(zhuǎn)軸，由于另外的旋轉(zhuǎn)軸與對(duì)應(yīng)的擺動(dòng)臂U形內(nèi)殼的底板固定連接，即可實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)臂和箱體之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)臂的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，每個(gè)箱體減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括一夾板，電機(jī)安裝在夾板的正面，夾板的背面連接若干根豎向布置的連接柱，所述夾板通過上述連接柱連接在箱體的左側(cè)板或右側(cè)板上；齒輪減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置在夾板和箱體的左側(cè)板或右側(cè)板之間；所述每個(gè)齒輪減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一驅(qū)動(dòng)齒輪和一從動(dòng)齒輪；上述驅(qū)動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪之間相互嚙合，從動(dòng)齒輪連接在對(duì)應(yīng)的另外的旋轉(zhuǎn)軸上；電機(jī)的輸出軸前端貫穿夾板與驅(qū)動(dòng)齒輪相互連接；所述另外的旋轉(zhuǎn)軸的另一端穿置在對(duì)應(yīng)的夾板上。

上述齒輪減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，夾板不僅作為電機(jī)的安裝板，而且亦可作為齒輪減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的保護(hù)板。同時(shí)，另外的輸出軸的另一端穿置在對(duì)應(yīng)的夾板上，可起到定位另外的輸出軸的作用，以防止另外的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)生的偏移。