[發(fā)明專利]一種模塊化多功能機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110724342.8
• 申請(qǐng)日: 2021-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN113400282B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張書愷;卜王輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J5/00
• 分類號(hào): B25J5/00;B25J9/08;B25J9/16;A62C27/00;A62C31/02
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 李新新

本發(fā)明涉及一種模塊化多功能機(jī)器人，包括機(jī)器人本體，機(jī)器人本體包括自下而上依次設(shè)置的底層基礎(chǔ)功能控制模塊、中層特殊功能控制模塊和上層感知與交互模塊，底層基礎(chǔ)功能控制模塊包括一號(hào)底殼、設(shè)置在一號(hào)底殼上的一號(hào)外殼和運(yùn)動(dòng)控制組件，中層特殊功能控制模塊包括設(shè)于一號(hào)外殼頂部的二號(hào)底殼、設(shè)置在二號(hào)底殼上的二號(hào)外殼、程序控制器以及多個(gè)功能構(gòu)件，上層感知與交互模塊包括設(shè)于二號(hào)外殼頂部的三號(hào)底殼、封蓋、設(shè)于三號(hào)底殼和封蓋之間的三號(hào)外殼以及多個(gè)交互構(gòu)件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明使得機(jī)器人的功能發(fā)揮更加靈活，提高了機(jī)器人生產(chǎn)的通用性，便于生產(chǎn)企業(yè)降低生產(chǎn)成本與研發(fā)難度，也便于消費(fèi)者降低維修與更換成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于多功能機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種模塊化多功能機(jī)器人。

背景技術(shù)

在當(dāng)今社會(huì)，機(jī)器人已經(jīng)越來(lái)越多地被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域以解放人力：為實(shí)現(xiàn)房間的清掃功能，相關(guān)企業(yè)發(fā)明了掃地機(jī)器人；為實(shí)現(xiàn)作物或綠化設(shè)施的澆灌或農(nóng)藥的噴灑，相關(guān)企業(yè)發(fā)明了可實(shí)現(xiàn)噴灑功能的無(wú)人機(jī)或AGV；為實(shí)現(xiàn)如疫情期間隔離病房的食品配送，相關(guān)企業(yè)發(fā)明了送餐機(jī)器人等。未來(lái)隨著科技的發(fā)展，可實(shí)現(xiàn)向?qū)Чδ艿南驅(qū)C(jī)器人、可實(shí)現(xiàn)搜尋功能或巡邏功能的巡邏機(jī)器人也會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。如此則存在一個(gè)問(wèn)題，那就是為實(shí)現(xiàn)不同功能，所設(shè)計(jì)出的機(jī)器人幾乎完全不同，這就導(dǎo)致某種機(jī)器人只能適用于某個(gè)特定領(lǐng)域而不具備通用性。未來(lái)對(duì)于某些情況復(fù)雜的場(chǎng)所如超市等，為實(shí)現(xiàn)環(huán)境的整潔性、同時(shí)便于顧客攜帶商品，需要配置多種不同的機(jī)器人，這就增加了機(jī)器人的購(gòu)置成本與管理成本；同時(shí)，對(duì)于機(jī)器人的生產(chǎn)企業(yè)而言，為實(shí)現(xiàn)不同功能，需生產(chǎn)出不同的機(jī)器人，這也造成了資源浪費(fèi)與生產(chǎn)成本的增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是提供一種模塊化多功能機(jī)器人，本發(fā)明采用了機(jī)器人本體與附加功能部分配合的方法，由機(jī)器人本體實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的運(yùn)動(dòng)等功能，由附加功能部分實(shí)現(xiàn)特定功能，以便在未來(lái)機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)不同功能的同時(shí)，其本身也具有一定的通用性，使得機(jī)器人的功能發(fā)揮更加靈活，促進(jìn)不同領(lǐng)域的無(wú)人化，并提高了機(jī)器人生產(chǎn)的通用性，便于生產(chǎn)企業(yè)降低生產(chǎn)成本與研發(fā)難度，也便于消費(fèi)者降低維修與更換成本。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種模塊化多功能機(jī)器人，所述機(jī)器人包括機(jī)器人本體，所述機(jī)器人本體包括自下而上依次設(shè)置的底層基礎(chǔ)功能控制模塊、中層特殊功能控制模塊和上層感知與交互模塊，所述底層基礎(chǔ)功能控制模塊包括一號(hào)底殼、設(shè)置在一號(hào)底殼上的一號(hào)外殼和運(yùn)動(dòng)控制組件，所述一號(hào)底殼和一號(hào)外殼圍成用于容納運(yùn)動(dòng)控制組件的一號(hào)腔室，所述中層特殊功能控制模塊包括設(shè)于一號(hào)外殼頂部的二號(hào)底殼、設(shè)置在二號(hào)底殼上的二號(hào)外殼、對(duì)機(jī)器人全部功能實(shí)現(xiàn)控制的程序控制器以及多個(gè)功能構(gòu)件，所述二號(hào)底殼和二號(hào)外殼圍成用于容納程序控制器及多個(gè)功能構(gòu)件的二號(hào)腔室，所述上層感知與交互模塊包括設(shè)于二號(hào)外殼頂部的三號(hào)底殼、封蓋、設(shè)于三號(hào)底殼和封蓋之間的三號(hào)外殼以及多個(gè)交互構(gòu)件，所述三號(hào)底殼、封蓋和三號(hào)外殼之間形成三號(hào)腔室，多個(gè)交互構(gòu)件分別設(shè)于三號(hào)外殼的外壁上或封蓋頂部或三號(hào)腔室中。

所述運(yùn)動(dòng)控制組件包括成對(duì)的驅(qū)動(dòng)輪、萬(wàn)向節(jié)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及與驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接的電池組，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)于一號(hào)腔室的中部，成對(duì)的驅(qū)動(dòng)輪位于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的兩側(cè)并貫穿一號(hào)底殼設(shè)置，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪之間設(shè)有萬(wàn)向節(jié)進(jìn)行傳動(dòng)連接。驅(qū)動(dòng)輪能夠?qū)C(jī)器人運(yùn)動(dòng)起驅(qū)動(dòng)作用，萬(wàn)向節(jié)能夠在不同角度下均能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動(dòng)力矩傳輸，驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)︱?qū)動(dòng)輪起控制作用。

所述運(yùn)動(dòng)控制組件還包括支撐組件和減振彈簧組，所述支撐組件包括分隔框、成對(duì)設(shè)于分隔框兩側(cè)的支撐槽和成對(duì)設(shè)于支撐槽兩側(cè)的支撐架，所述分隔框環(huán)繞驅(qū)動(dòng)電機(jī)布設(shè)，所述支撐槽水平設(shè)置，一端和分隔框相連接，另一端和支撐架相連接，所述減振彈簧組包括相互連接的斜向彈簧和水平彈簧，所述斜向彈簧的端部和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸相連接，所述水平彈簧水平位于支撐槽中，端部固定在支撐槽的內(nèi)壁上。由于機(jī)器人不同于汽車，其萬(wàn)向輪與驅(qū)動(dòng)輪的尺寸較小，以至于在某些場(chǎng)景如停車場(chǎng)下，減速帶的高度與輪的尺寸量級(jí)相當(dāng)，因此為保證結(jié)構(gòu)不至過(guò)分變形并保證減振效果的順利實(shí)現(xiàn)，設(shè)置了減振彈簧組，減振彈簧組能夠在路面不平時(shí)對(duì)振動(dòng)起減緩作用，以保證充足的自由度。