[發明專利]自重構移動微型機器人無效

申請號：	201110100131.3	申請日：	2011-04-20
公開（公告）號：	CN102189554A	公開（公告）日：	2011-09-21
發明（設計）人：	陳佳品;張大偉;李振波	申請（專利權）人：	上海交通大學
主分類號：	B25J11/00	分類號：	B25J11/00;B25J17/00;B25J19/00
代理公司：	上海交達專利事務所 31201	代理人：	王錫麟;王桂忠
地址：	200240 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	自重移動微型機器人
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及的是一種機器人技術領域的裝置，具體是一種機器人領域的自重構移動微型機器人。

背景技術

自重構機器人由許多攜帶有相同連接裝置的基本模塊組成，通過調整各個模塊之間的連接狀態可重構為不同的構形，從而來適應新的環境、執行新的任務或者從損壞狀態中恢復過來。根據其不同幾何構形，這類機器人原型通常分為三類：晶格型、鏈式型和移動型。晶格型和鏈式型自重構機器人因為自身整體結構不可分割，故易于實現對接，但存在著其個體單元由于缺乏移動能力而不能單獨執行任務的缺點。相反，移動型自重構機器人由獨立的可移動單元組成，不僅可以連接在一起形成新的構形，也可以分開形成分布式機器人系統，因此同時具備自重構機器人和分布式機器人的優點。對于自重構機器人而言，連接機構和自動對準裝置是其自身設計的兩個關鍵技術。

經對現有技術的文獻檢索發現，王巍等人在《International?Journal?of?Advanced?Robotic?Systems》(國際先進機器人系統雜志)2010年發表的“JL-2：A?mobile?multi-robot?system?with?docking?and?manipulating?capabilities”，(JL-2：具有自重構和操作能力的多移動機器人系統)，鐘鳴等人《High?Technology?Letters》2009年發表的“A?mobile?self-reconfigurable?robot?based?on?modularity”，(模塊化自重構移動機器人)。以上兩文中所設計的自重構移動機器人的尺寸都比較大，機械結構非常復雜，所采用的基于超聲和微型攝像頭的對接方法都很難應用到尺寸在幾十個立方厘米之內的自重構移動微型機器人上。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種機器人領域的自重構移動微型機器人，采用模塊化設計，具有結構簡單、體積小、對接效率高等優點，使機器人能夠在微小尺寸限制的條件下實現自重構。本發明可通過動力和無線通信兩種接力協作方式，擴展移動微型機器人整體的探測范圍，使其可攜帶不同傳感器進入到范圍較大的狹小空間內取代人類完成某些危險、復雜、重復的工作。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：依次固定連接的差動驅動機構、萬向連接器、對準裝置和控制裝置，其中：

所述的差動驅動機構包括：微馬達、兩個移動輪、一個腳輪和圓形底盤，其中：兩個移動輪和一個腳輪以三角形排列方式設置于圓形底盤的下方，兩個微馬達分別固定在圓形底盤的下方并與對應的移動輪相連。

所述的萬向連接器包括：端蓋、底座、閂片、彈性部件、紅寶石軸承、連接軸和插頭，其中：底座固定設置于差動驅動機構上，連接軸的兩端分別與端蓋和固定于底座上的紅寶石軸承相連，端蓋和底座的前段均設有球形凹槽并組合構成球形空腔，底座和端蓋的后端分別與彈性部件的兩端相連，插頭與端蓋分別位于底座的兩端。

所述的微馬達固定設置于底座上且輸出軸與閂片固定連接，由閂片的位置實現端蓋的限位及插座的開閉。

所述的插頭的一端活動設置于其他機器人的球形空腔內形成球形萬向節，實現多個微型機器人的串聯。

所述的對準裝置由一個全方位紅外接收器和四個紅外發射器組成，其中：全方位紅外接收器固定設置于萬向連接器的上表面且位于微機器人的旋轉軸上，四個紅外發射器等角度分布于全方位紅外接收器接收平面的四個方向。

所述的紅外發射器中：兩個紅外發射器分別位于萬向連接器的端蓋和插座的正上方，通過探測所接收的紅外線強度實現微機器人之間的對準。

所述的控制裝置內設有微控制器、馬達驅動器、無線接收器和電源穩壓模塊。

本發明通過差動驅動機構和被動的萬向連接器的設計，簡化了微機器人的結構；通過采用基于紅外的對準方法，所設計的對接裝置不僅具有較低功耗、較小的體積，而且控制簡單，具有很高的效率和可靠性；在微小尺寸限制的條件下，將相關的控制電路和電源緊湊地集成在一起，實現微機器人自主。

附圖說明

圖1本發明結構裝配示意圖。

圖2本發明萬向連接器插座裝配示意圖。