一种四模块可变形移动机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及移动机器人机构，具体地说是一种四模块可变形移动机器人，包括结构相同的四个模块，每个模块内均设有使模块移动的驱动关节，每个模块的两侧分别设有用于与相邻模块连接的偏转关节及俯仰关节；每个模块的前后两端均设有通过履带连接的履带轮，其中一端的履带轮内设有安装在移动机器人壳体上的履带驱动电机，另一端的履带轮内设有模块俯仰电机，履带轮与电机转动连接；模块俯仰电机将动力传递给与相邻模块固接的俯仰连杆上，实现变形机器人的俯仰运动；模块偏转电机通过偏转蜗轮、偏转蜗杆的传动实现模块的水平偏转运动。本实用新型专利技术具有模块化、可重构、扩展性强等特点，可根据实际环境需要变形成复杂的构型。

A Four-Module Deformable Mobile Robot

The utility model relates to a mobile robot mechanism, in particular to a four-module deformable mobile robot, which comprises four modules with the same structure, and each module has a driving joint for the module to move, and each module has a deflection joint and a pitch joint for connecting with the adjacent modules on both sides respectively; the front and rear ends of each module are provided with tracks connected through the crawler. One end of the caterpillar wheel is equipped with a caterpillar drive motor mounted on the mobile robot shell, the other end of the caterpillar wheel is equipped with a module pitch motor, which rotates and connects the caterpillar wheel with the motor; the module pitch motor transfers power to the pitch connecting rod fixed with the adjacent module to realize the pitch motion of the deformation robot; the module deflection motor is equipped with a deflection worm wheel and a deflection worm. The horizontal deflection motion of the module is realized by the transmission of the rod. The utility model has the characteristics of modularization, reconfiguration and strong expansibility, and can be transformed into a complex configuration according to the actual environment needs.

【技术实现步骤摘要】
一种四模块可变形移动机器人
本技术涉及移动机器人机构，具体地说是一种四模块可变形移动机器人。
技术介绍
目前，移动机器人的作业环境越来越复杂，其工作环境既可能是城区和建筑物的结构化环境，也有可能是自然状态下复杂、未知多变的非结构环境，甚至是一些危险的环境或极限环境。在执行某些特定任务时，面临着复杂的地形和环境，移动机器人平台的运动能力和环境适应能力十分关键。
技术实现思路
为了适应移动机器人不同作业环境，本技术的目的在于提供一种四模块可变形移动机器人。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本技术包括结构相同的模块A、模块B、模块C及模块D，每个模块内均设有使模块移动的驱动关节，每个模块的两侧分别设有用于与相邻模块连接的偏转关节及俯仰关节；所述驱动关节包括履带驱动电机、履带轮及履带，每个所述模块的前后两端均设有通过履带连接的履带轮，其中一端的履带轮内设有安装在移动机器人壳体上的履带驱动电机，该端的所述履带轮与履带驱动电机转动连接，并与履带驱动电机的输出端相连；所述俯仰关节包括模块俯仰电机及俯仰连杆，模块俯仰电机位于另一端的履带轮内，该端的所述履带轮与模块俯仰电机转动连接，所述俯仰连杆位于模块的一侧，一端与所述模块俯仰电机的输出端相连，另一端与相邻模块的偏转关节连接；所述偏转关节包括模块偏转电机、偏转蜗杆、偏转蜗轮及偏转连杆，该模块偏转电机安装于模块的壳体内，输出端连接有偏转蜗杆，所述偏转蜗轮的轮轴转动安装在模块的壳体上，该偏转蜗轮与所述偏转蜗杆啮合传动，所述偏转连杆的一端与偏转蜗轮的轮轴连动，另一端与相邻模块的所述俯仰连杆相连；其中：所述模块A的俯仰连杆的另一端与模块B一侧的偏转连杆的另一端相连，该模块B另一侧的俯仰连杆的另一端与所述模块C一侧的偏转连杆的另一端相连，该模块C另一侧的俯仰连杆的另一端与所述模块D一侧的偏转连杆的另一端相连；本技术包括模块A、模块B、模块C及模块D，每个模块内均设有使模块移动的驱动关节，其中模块B及模块C结构相同，两侧分别设有偏转关节及俯仰关节，所述模块A的一侧设有与模块B的偏转关节相连的俯仰关节，所述模块D的一侧设有与模块C的俯仰关节相连的偏转关节，所述模块B的俯仰关节与模块C的偏转关节相连；所述驱动关节包括履带驱动电机、履带轮及履带，每个所述模块的前后两端均设有通过履带连接的履带轮，其中一端的履带轮内设有安装在移动机器人壳体上的履带驱动电机，该端的所述履带轮与履带驱动电机转动连接，并与履带驱动电机的输出端相连；所述俯仰关节包括模块俯仰电机及俯仰连杆，模块俯仰电机位于另一端的履带轮内，该端的所述履带轮与模块俯仰电机转动连接，所述俯仰连杆位于模块的一侧，一端与所述模块俯仰电机的输出端相连，另一端与相邻模块的偏转关节连接；所述偏转关节包括模块偏转电机、偏转蜗杆、偏转蜗轮及偏转连杆，该模块偏转电机安装于模块的壳体内，输出端连接有偏转蜗杆，所述偏转蜗轮的轮轴转动安装在模块的壳体上，该偏转蜗轮与所述偏转蜗杆啮合传动，所述偏转连杆的一端与偏转蜗轮的轮轴连动，另一端与相邻模块的所述俯仰连杆相连；其中：所述偏转蜗轮的轮轴两端均通过轴承与安装在壳体上的轴承座转动连接，该轮轴的上方设有安装在所述壳体上的电位计；所述履带驱动电机外的履带轮上固接有端面法兰，该端面法兰与所述履带驱动电机的输出端相连，由履带驱动电机驱动该端的履带轮旋转，进而通过所述履带带动另一端的履带轮同步旋转。本技术的优点与积极效果为：1.本技术具有模块化、可重构、扩展性强等特点，可根据实际环境需要变形成复杂的构型。2.本技术在偏转蜗轮的轮轴上方设置了电位计，作为位置反馈，有效提高了机器人的变形精度。3.本技术的偏转关节采用偏转蜗杆与偏转蜗轮传动，具有偏转角度自锁功能。附图说明图1为本技术并排变形示意图；图2为本技术三角变形示意图；图3为本技术直线变形示意图；图4为本技术对称变形示意图；图5为本技术模块的内部结构示意图；图6为本技术的变形图；其中：1为模块A，2为模块B，3为模块C，4为模块D，5为驱动关节，501为履带驱动电机，502为履带轮，6为偏转关节，601为模块偏转电机，602为偏转蜗杆，603为偏转蜗轮，604为偏转连杆，7为俯仰关节，701为模块俯仰电机，702为俯仰连杆，8为中间壳体，9为侧板。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详述。实施例一如图5所示，本技术包括结构相同的模块A1、模块B2、模块C3及模块D4，每个模块内均设有使模块移动的驱动关节5，每个模块的两侧分别设有用于与相邻模块连接的偏转关节6及俯仰关节7。移动机器人壳体由中间壳体8及两侧固接的侧板9组成。驱动关节包括履带驱动电机501、履带轮502及履带，每个模块的前后两端均设有通过履带连接的履带轮502，其中一端的履带轮502内设有安装在移动机器人壳体上的履带驱动电机501，履带驱动电机501的电机座固接在两侧的侧板9上，该端的履带轮502通过轴承与履带驱动电机501的电机座转动连接；履带驱动电机501外的履带轮502上固接有端面法兰，该端面法兰与履带驱动电机501的输出端相连，由履带驱动电机501驱动该端的履带轮502旋转，进而通过履带带动另一端的履带轮502同步旋转。俯仰关节7包括模块俯仰电机701及俯仰连杆702，模块俯仰电机701位于另一端的履带轮502内，模块俯仰电机701的电机座固接在两侧的侧板9上，该端的履带轮502通过轴承与模块俯仰电机701转动连接。俯仰连杆702位于模块的一侧，一端与模块俯仰电机701的输出端相连，另一端与相邻模块的偏转关节6连接，可以驱动模块进行俯仰运动。偏转关节6包括模块偏转电机601、偏转蜗杆602、偏转蜗轮603及偏转连杆604，该模块偏转电机601安装于模块的壳体内，输出端通过一对直齿轮啮合传动与偏转蜗杆602连接、带动偏转蜗杆转动，偏转蜗轮603的轮轴两端均通过轴承与固定在壳体上的轴承座转动连接，该轮轴的上方设有安装在壳体上的电位计。偏转蜗轮603与偏转蜗杆602啮合传动，由偏转蜗杆602带动偏转蜗轮603转动，最终实现偏转蜗轮603的轮轴转动。偏转连杆604的一端与偏转蜗轮603的轮轴连动，另一端与相邻模块的俯仰连杆702相连，实现相邻模块的水平运动。本实施例中模块A1的俯仰连杆702的另一端与模块B2一侧的偏转连杆604的另一端相连，该模块B2另一侧的俯仰连杆702的另一端与模块C3一侧的偏转连杆604的另一端相连，该模块C3另一侧的俯仰连杆702的另一端与模块D4一侧的偏转连杆604的另一端相连。本实施例的偏转连杆604及俯仰连杆702均为内部中空结构，内部可通过线缆，用于实现可变形移动机器人相邻模块之间的电气连接。实施例二本实施例与实施例一的区别在于：本实施例的四个模块中，模块B2及模块C3结构相同，两侧分别设有偏转关节6及俯仰关节7，模块A1的一侧设有与模块B2的偏转关节6相连的俯仰关节7，模块D4的一侧设有与模块C3的俯仰关节7相连的偏转关节6，模块B2的俯仰关节7与模块C3的偏转关节6相连。其余均与实施例一完全相同。本技术的变形方法为：每个模块中的模块俯仰电机701工作，通过俯仰连杆702带动相邻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四模块可变形移动机器人，其特征在于：包括结构相同的模块A(1)、模块B(2)、模块C(3)及模块D(4)，每个模块内均设有使模块移动的驱动关节(5)，每个模块的两侧分别设有用于与相邻模块连接的偏转关节(6)及俯仰关节(7)；所述驱动关节包括履带驱动电机(501)、履带轮(502)及履带，每个所述模块的前后两端均设有通过履带连接的履带轮(502)，其中一端的履带轮(502)内设有安装在移动机器人壳体上的履带驱动电机(501)，该端的所述履带轮(502)与履带驱动电机(501)转动连接，并与履带驱动电机(501)的输出端相连；所述俯仰关节(7)包括模块俯仰电机(701)及俯仰连杆(702)，模块俯仰电机(701)位于另一端的履带轮(502)内，该端的所述履带轮(502)与模块俯仰电机(701)转动连接，所述俯仰连杆(702)位于模块的一侧，一端与所述模块俯仰电机(701)的输出端相连，另一端与相邻模块的偏转关节(6)连接；所述偏转关节(6)包括模块偏转电机(601)、偏转蜗杆(602)、偏转蜗轮(603)及偏转连杆(604)，该模块偏转电机(601)安装于模块的壳体内，输出端连接有偏转蜗杆(602)，所述偏转蜗轮(603)的轮轴转动安装在模块的壳体上，该偏转蜗轮(603)与所述偏转蜗杆(602)啮合传动，所述偏转连杆(604)的一端与偏转蜗轮(603)的轮轴连动，另一端与相邻模块的所述俯仰连杆(702)相连。...

【技术特征摘要】
1.一种四模块可变形移动机器人，其特征在于：包括结构相同的模块A(1)、模块B(2)、模块C(3)及模块D(4)，每个模块内均设有使模块移动的驱动关节(5)，每个模块的两侧分别设有用于与相邻模块连接的偏转关节(6)及俯仰关节(7)；所述驱动关节包括履带驱动电机(501)、履带轮(502)及履带，每个所述模块的前后两端均设有通过履带连接的履带轮(502)，其中一端的履带轮(502)内设有安装在移动机器人壳体上的履带驱动电机(501)，该端的所述履带轮(502)与履带驱动电机(501)转动连接，并与履带驱动电机(501)的输出端相连；所述俯仰关节(7)包括模块俯仰电机(701)及俯仰连杆(702)，模块俯仰电机(701)位于另一端的履带轮(502)内，该端的所述履带轮(502)与模块俯仰电机(701)转动连接，所述俯仰连杆(702)位于模块的一侧，一端与所述模块俯仰电机(701)的输出端相连，另一端与相邻模块的偏转关节(6)连接；所述偏转关节(6)包括模块偏转电机(601)、偏转蜗杆(602)、偏转蜗轮(603)及偏转连杆(604)，该模块偏转电机(601)安装于模块的壳体内，输出端连接有偏转蜗杆(602)，所述偏转蜗轮(603)的轮轴转动安装在模块的壳体上，该偏转蜗轮(603)与所述偏转蜗杆(602)啮合传动，所述偏转连杆(604)的一端与偏转蜗轮(603)的轮轴连动，另一端与相邻模块的所述俯仰连杆(702)相连。2.根据权利要求1所述的四模块可变形移动机器人，其特征在于：所述模块A(1)的俯仰连杆(702)的另一端与模块B(2)一侧的偏转连杆(604)的另一端相连，该模块B(2)另一侧的俯仰连杆(702)的另一端与所述模块C(3)一侧的偏转连杆(604)的另一端相连，该模块C(3)另一侧的俯仰连杆(702)的另一端与所述模块D(4)一侧的偏转连杆(604)的另一端相连。3.根据权利要求1所述的四模块可变形移动机器人，其特征在于：所述偏转蜗轮(603)的轮轴两端均通过轴承与安装在壳体上的轴承座转动连接，该轮轴的上方设有安装在所述壳体上的电位计。4.根据权利要求1所述的四模块可变形移动机器人，其特征在于：所述履带驱动电机(501)外的履带轮(502)上固接有端面法兰，该端面法兰与所述履带驱动电机(501)的输出端相连，由履带驱动电机(501)驱动该端的履带轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，王聪，郑怀兵，刘铜，刘启宇，常健，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁,21