[發(fā)明專利]群機器人被動轉動組件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010234376.0
• 申請日: 2010-07-23
• 公開（公告）號: CN101913152A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 劉磊
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;B25J13/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發(fā)明涉及一種小型群體機器人系統(tǒng)，尤其是一種小型群體機器人系統(tǒng)在相互接力合作時，采用的被動轉動裝置。

背景技術

群機器人是一種小型，數(shù)量眾多的群體機器人系統(tǒng)，它單體功能相對簡單，通過群體分工合作，在宏觀上涌現(xiàn)出復雜應用。典型應用之一就是要求能夠合作搬運。比如圖1所示：

當機器人A的機械手夾持目標物體時，試探拉動，沒有成功，就會通過信號，通知其他機器人聯(lián)合幫助拖拽，機器人B、C就在不同的位置與機器人A產生了機械連接，最后通過群體整體合作，向如圖1所示的拖拽方向拖動。

改種情況要求機器人B的機械手朝向要與其行走方向(即拖拽方向)保持一定的角度，就需要該機器人運動模塊與機器人身體模塊之間具有可轉動的云臺機構。

按傳統(tǒng)的機器人設計，會在該機器人兩模塊間安放電機，通過機械傳動，達到機械手的正確朝向，這樣做，會需要復雜的傳動與定位機構，而且，由于橫向拖拽，需要機械載荷，就要求機械手在正確朝向時，運動模塊與身體模塊需要機械自鎖，比如使用蝸輪蝸桿傳動。兩模塊間的電力與信號線在模塊間相對轉動期間，要求能夠可靠傳輸，就需要有明確布線方案。在小型的機器人內，比較難以實現(xiàn)該云臺的機械結構。

發(fā)明內容

本發(fā)明是要提供一種群機器人被動轉動組件，用于解決該機器人運動模塊與機器人身體模塊之間有限空間內具有可轉動的云臺機構的技術問題，該組件具有被動旋轉鎖定，絕對位置檢測，機械承載力大，主軸轉動可靠，線路布線合理，體積緊湊等特點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是：一種群機器人被動轉動組件，包括分度盤，分度盤鎖銷，滾動軸承，分度盤鎖電磁鐵，鋼珠，轉動組件外殼，轉動組件主軸盤，單圈旋轉電位器.其特點是：轉動組件外殼與轉動組件主軸盤之間通過一組鋼珠轉動連接，形成滾動推力軸承結構，轉動組件主軸盤下端主軸通過滾動軸承與轉動組件外殼下端中心構成轉動支撐，形成主軸簡支梁結構，轉動組件主軸盤下端主軸下面固定連接單圈旋轉電位器；轉動組件主軸盤下端軸肩上固定連接分度盤，與分度盤上的分度定位槽相對應處的轉動組件外殼上設有分度盤鎖銷，分度盤鎖銷下面連接分度盤鎖電磁鐵。

轉動組件主軸盤下端主軸上用兩個鎖緊螺母與轉動軸承固定連接，轉動組件主軸盤下端主軸內開有一導線孔，末尾的螺紋設有斜度倒角，且橫開有一條橫槽，下方連接的單圈旋轉電位的轉動軸徑略大于導線孔，單圈旋轉電位器裝入主軸導線孔時，導線孔被撐開，并經第二顆鎖緊螺母旋緊，收縮橫槽，夾緊固定，單圈旋轉電位器電氣接線通過導線孔穿過橫槽直接接入控制電路板。

轉動組件主軸盤在下方電位器的限定范圍內轉動幅度小于360度。

轉動組件主軸盤上端固定有快換模塊接口，其布線經過主軸內中空的導線孔穿過橫槽接入控制電路板。

電位器固定架外部固定有電路板固定塊，電路板固定塊上固定有控制電路板。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明在小型機器人內有限空間內設計了一套轉動組件結構，具有被動旋轉鎖定，絕對位置檢測，機械承載力大，主軸轉動可靠，體積小等特點。

與現(xiàn)有電機主動控制云臺的方案相比，采用被動帶鎖的云臺機構，更加經濟實用，也降低了控制難度(比如要使坦克底部旋轉，而炮管方位保持不動，需要使用伺服控制)。由于要記錄云臺轉動的角度，用于機器人的內部控制，本發(fā)明采用單圈工業(yè)精密旋轉電位器來記錄轉動的絕對位置。即使停電后恢復也可保持記錄，這對于電池供電的機器人來說相當重要，采用電位器可以通過電壓得到主軸轉動的絕對角度，即使組件斷電，也會將位置保留，在機器人因停電關機重啟時，位置可以記憶恢復。優(yōu)于使用帶編碼器的伺服電機主動定位方案。

附圖說明

圖1是群機器人合作搬運立體示意圖；

圖2是本發(fā)明的結構剖視圖；

圖3是本發(fā)明在機器人中的安裝位置局部剖視圖；

圖4是本發(fā)明電動分度盤的原理結構圖；

圖5是圖4中A向視圖。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

如圖2，3所示，本發(fā)明的群機器人被動轉動組件，包括分度盤1，分度盤鎖銷2，快換模塊接口3，轉動軸承4，分度盤鎖電磁鐵5，鋼珠6，轉動組件外殼7，轉動組件主軸盤8，電位器固定架9，鎖緊螺母10，電路板固定塊11，控制電路板12，單圈旋轉電位器13等。