[發明專利]一種組合式移動機器人

在審

• 申請號: 201710483490.9
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107244361A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 虎林威
• 申請（專利權）人: 虎林威
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙)11562
• 代理人: 吳玉玲

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，具體為一種組合式移動機器人。

背景技術

智能移動機器人，是一個集環境感知、動態決策與規劃、行為控制與執行等多功能于一體的綜合系統。它集中了傳感器技術、信息處理、電子工程、計算機工程、自動化控制工程以及人工智能等多學科的研究成果，代表機電一體化的最高成就，是目前科學技術發展最活躍的領域之一。隨著機器人性能不斷地完善，移動機器人的應用范圍大為擴展，不僅在工業、農業、醫療、服務等行業中得到廣泛的應用，而且在城市安全、國防和空間探測領域等有害與危險場合得到很好的應用。因此，運動機器人技術已經得到世界各國的普遍關注。

移動機器人的研究始于60年代末期。斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen和Charles Rosen等人，在1966年至1972年中研發出了取名Shakey的自主移動機器人。目的是研究應用人工智能技術，在復雜環境下機器人系統的自主推理、規劃和控制。

根據移動方式來分，可分為:輪式移動機器人、步行移動機器人(單腿式、雙腿式和多腿式)、履帶式移動機器人、爬行機器人、蠕動式機器人和游動式機器人等類型；

移動機器人具有移動功能，在代替人從事危險、惡劣(如輻射、有毒等)環境下作業和人所不及的(如宇宙空間、水下等)環境作業方面，比一般機器人有更大的機動性、靈活性。

移動機器人是一種在復雜環境下工作的，具有自行組織、自主運行、自主規劃的智能機器人，融合了計算機技術、信息技術、通信技術、微電子技術和機器人技術等。

傳統的機器人，都為一個整體，在移動中移動的方式，形狀不能做出太大的改變。面對復雜的環境，例如管道，廢墟中移動，傳統的移動方式將會受到極大的限制；傳統的機器人的控制核心集中，因此，中央控制系統發揮極大作用。一旦中央控制系統出現故障，整個機器人極有可能發生癱瘓；傳統的機器人每個部件都有不同的功能。因此部件間部件的兼容性差；傳統機器人的適用面窄，面對特定工作環境需要設計特定的機器人，需要花費更多的財力物力。

發明內容

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種組合式移動機器人，包括多個可獨立控制模塊，各個可獨立控制模塊之間通過磁力進行聯系，所述可獨立控制模塊為正方形，其每個面上都有兩條相互垂直的的凹槽，所述凹槽將每個面平分為四個區域；

所述可獨立控制模塊由外殼、動力裝置、控制裝置和供電裝置組成，所述動力裝置是由24個相互獨立小型電磁鐵組成的矩陣結構，通過相應位置電磁鐵的開關和產生不同方向的磁力，來控制各個可獨立控制模塊之間的相對運動，在可獨立控制模塊的每個面上分別安裝有4個電磁鐵，這四個電磁鐵分別位于由凹槽分出的四個區域中；所述控制裝置采用Arduino開發板，所述供電裝置由鋰電池構成；

所述動力裝置的電磁鐵由繞行線圈、塑料保護外殼、電流輸入管腳和鐵芯組成，將鐵芯兩端安裝塑料保護外殼，并將繞行線圈穿過塑料保護外殼的外側繞行在鐵芯上，所述塑料保護外殼的底端引出電流輸入管腳。優選的，所述外殼可由ABS塑料構成。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)本發明每個模塊相互獨立，可通過其內部電磁鐵的開關及方向的改變來控制其移動。當組合式機器人的模塊數量達到一定的數目時(一般超過3個)，他們可以隨意改變其形狀來適應于不同的環境，尤其在管道，廢墟這些復雜的地形中，其移動特點將會發揮出極大的優勢。面對一些特殊環境無需設計專用機器人，只需通過設計控制系統程序便可得到適應特定環境特定移動方式的組合機器人，節約使用成本。

(2)本發明的組合式機器人的控制部分分散于每個模塊之中，且都相互獨立，因此不受其他模塊的影響。所以當一個模塊的控制系統出問題不影響其他模塊的控制，削弱了控制系統的權利，使得機器人的控制更加靈活。

(3)本發明的組合式機器人的每個模塊相互獨立，且除了控制系統內編寫的程序有所不同外，其他部分完全相同。因此，組合式機器人具有極大的兼容性，當一個模塊發生故障時，只需將其所編寫的程序拷貝到一個新的模塊中，新模塊就可以替代舊模塊，提高了機器人的運行和檢修效率。

附圖說明

圖1為本發明結構簡圖；

圖2為本發明結構示意圖；

圖3為本發明可獨立控制模塊結構示意圖；

圖4為本發明電磁鐵的剖面結構示意圖；

圖5為本發明中各電磁鐵的位置標注示意圖。

圖6為本發明實施例1的示意圖；

圖7為本發明實施例2的示意圖；