[發明專利]一種可爬桿的模塊化機器人

有效

• 申請號: 202110245306.3
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113146601B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 韋中;劉佳;劉云平;陳大鵬;魏李娜;王維西
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J5/00;B62D57/024
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 徐博

本發明是一種可爬桿的模塊化機器人，包括第一機架，第二機架，第三機架，兩個麥克納姆輪和連接裝置，第一機架和第二機架鉸接，由動力機驅動可以發生相對旋轉，第二機架，第三機架通過滑軌方式連接，由動力機驅動可以發生相對滑動，第一麥克納姆輪安裝在第一機架上，由動力機驅動，其旋轉軸指向第一機架和第二機架的排列方向，第二麥克納姆輪安裝在轉動架上，由動力機驅動，其旋轉軸垂直于第一機架和第二機架的排列方向，第一麥克納姆輪和第二麥克納姆輪的小滾子的轉動方向均和旋轉軸垂直，連接裝置用于實現相鄰模塊化機器人的連接。本發明通過三部分機架的自由度配置和麥克納姆輪的應用，實現機器人靈活的單體運動和多體運動。

技術領域

本發明涉及模塊化機器人技術領域，具體的說是一種可爬桿的模塊化機器人。

背景技術

不同于傳統機器人的功能單一化，模塊化機器人根據功能進行模塊化設計，便于根據需要自由組合，是機器人發展的一個方向。現有的模塊化機器人的設計主要有兩個方向，一個是追求單個機器人模塊結構盡可能的精簡，這種方法使得單個模塊的運動能力降低；另一個是盡可能提高單個機器人模塊的運動性能，這種方法又會使得機器人的結構復雜。此外，現有的模塊化機器人無法通過簡單的控制實現帶有分支的桿狀物的攀爬。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種可爬桿的模塊化機器人，用于克服現有模塊化機器人單體運動性能差或結構復雜的缺點，且能夠通過簡單的控制攀爬帶有分支的桿狀物。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種可爬桿的模塊化機器人，其特征在于：包括第一機架、第二機架和第三機架；所述的第一機架一端通過鉸接軸與第二機架一端鉸接，所述的第二機架另一端與第三機架滑動連接；

所述的第一機架中部安裝有第一麥克納姆輪，所述的第一麥克納姆輪的中心軸與第一機架中心軸同軸，所述的第一麥克納姆輪轉動時用于帶動第一機架沿垂直于第一機架中心軸的方向移動；

所述的第二機架中部設置有第二麥克納姆輪，所述的第二麥克納姆輪的中心軸與第二機架中心軸相互垂直，第二麥克納姆輪的中心軸安裝在轉動架上，所述的轉動架中心軸與第二機架中心軸同軸，所述的轉動架轉動時用于帶動第二麥克納姆輪與摩擦面接觸，所述的第二麥克納姆輪轉動時用于帶動第二機架沿平行于第二機架中心軸的方向移動；

所述的第三機架相對于第二機架的滑動方向與鉸接軸軸向平行，所述的第一機架遠離鉸接軸一端邊緣弧形處理形成缺角邊，所述的第三機架遠離第二機架一端邊緣弧形處理形成缺角邊。

所述的第一機架遠離鉸接軸一端的端面設置有卡扣，所述的第三機架遠離鉸接軸一端的端面設置有卡槽，所述的第一機架端面的卡扣用于嵌入相鄰第三機架端面的卡槽實現第一機架和相鄰第三機架之間的可拆卸連接。

所述的鉸接軸同軸固定有第二正齒輪，所述的第二正齒輪與第一正齒輪嚙合，所述的第一正齒輪與第一動力機的輸出軸端部同軸傳動連接。

所述的第一麥克納姆輪一側端面固定安裝有第四正齒輪，所述的第四正齒輪與第一麥克納姆輪同心設置，所述的第四正齒輪與第三正齒輪嚙合，所述的第三正齒輪與第三動力機的輸出軸端部同軸傳動連接。

所述的第三機架靠近第二機架一側固定安裝有齒條，所述的第三機架靠近第二機架一側通過滑軌嵌入導向槽與第二機架滑動連接，所述的導向槽規定安裝在第二機架端面，所述的齒條的延伸方向與導向槽的延伸方向一致，所述的齒條與第二正齒輪組嚙合，所述的第二正齒輪組通過同步帶與第一正齒輪組傳動，所述的第一正齒輪組與第二動力機的輸出軸傳動連接。

所述的轉動架的旋轉軸與第二機架的中心軸同心設置，所述的轉動架的旋轉軸與第六動力機傳動連接，所述的第二麥克納姆輪的中心軸安裝在轉動架中部，所述的轉動架的旋轉軸與第二麥克納姆輪的中心軸垂直，所述的第二麥克納姆輪的中心軸與第五動力機傳動連接；