自组装机器人系统技术方案

本发明专利技术公开了自组装机器人系统，包括上位机控制单元和模块单元，所述上位机控制单元和所述模块单元连接，所述模块单元包括转动模块、关节模块、夹持模块和吸附模块，所述转动模块、关节模块、夹持模块和吸附模块都包括有通信装置和感应装置，所述转动模块包括第一驱动芯片、第一伺服电机和转盘，所述关节模块包括第二驱动芯片、第二伺服电机和转轴，所述夹持模块包括第三驱动芯片、盘式电机和夹具，所述吸附模块包括第四驱动芯片、真空发生泵和吸盘，所述上位机控制单元内包括运动控制单元、通讯单元和人机交互单元，所述运动控制单元实现对模块单元的控制；该系统模块与模块之间连接得当，动作完成到位，且实时性好。

Self assembled robot system

【技术实现步骤摘要】
自组装机器人系统
本专利技术涉及机器人
，具体涉及一种自组装机器人系统。
技术介绍
随着机器人的发展，机器人已应用于工业、军事、服务等不同的领域，人们对于机器人的要求也随之增高。为了能够让机器人适应更多的场景，且相对的减少成本，自组装机器人应运而生。自组装机器人由独立的模块组装而成，用户可以根据自身需求确定自组装机器人的结构，正是由于自组装机器人特殊的结构导致存在模块与模块之间不方便连接与拆卸，在运动过程中动作卡顿和震荡的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供自组装机器人系统。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：自组装机器人系统，包括上位机控制单元和模块单元，所述模块单元包括转动模块和关节模块，所述转动模块包括外壳，所述外壳为直桶式，所述外壳一端设有第一螺纹接口，另一端连接有转盘，所述转盘上设有第二螺纹接口，所述外壳内设有第一伺服电机、第一驱动芯片，所述第一驱动芯片与所述第一伺服电机连接，所述第一伺服电机与所述转盘连接，所述第一伺服电机带动所述转盘转动；所述关节模块包括连接柱和转轴，所述连接柱一端设有第三螺纹接口，另一端与转轴连接，所述转轴中间固定有齿轮，所述转轴固定在两个夹片中间，所述夹片末端连接有第四螺纹接口，所述连接柱内部设有第二驱动芯片、第二伺服电机和锥齿轮，所述第二驱动芯片与所述第二伺服电机连接，所述第二伺服电机与所述锥齿轮连接，所述锥齿轮与所述齿轮啮合，所述第二伺服电机通过所述锥齿轮带动所述转轴转动，从而带动所述第四螺纹接口转动，所述转动模块的第一螺纹接口与所述关节模块的第四螺纹接口连接，所述转动模块的第二螺纹接口和所述关节模块的第三螺纹接口连接。在本专利技术中，优选的，所述模块单元还包括所述夹持模块与吸附模块，所述夹持模块包括夹具，所述夹持模块一端设有第五螺纹接口，另一端设有夹具，所述第五螺纹接口可与所述第二螺纹接口和第四螺纹接口连接。在本专利技术中，优选的，所述夹持模块还包括第三驱动芯片、盘式电机、谐波减速器、蜗轮蜗杆，所述第三驱动芯片与所述盘式电机连接，所述盘式电机通过所述谐波减速器与所述蜗轮蜗杆连接，所述蜗轮蜗杆与所述夹具连接。在本专利技术中，优选的，所述吸附模块包括吸盘，所述吸附模块上面设有第六螺纹接口，另一面设有吸盘，所述第六螺纹接口可与所述第二螺纹接口和第四螺纹接口连接。在本专利技术中，优选的，所述吸附模块还包括第四驱动芯片、真空发生泵和电磁阀，所述第四驱动芯片与所述所述真空发生泵连接，所述真空发生泵与所述电磁阀连接，所述真空发生泵与所述吸盘通过若干气管连接。在本专利技术中，优选的，所述转动模块、所述关节模块、所述夹持模块和所述吸附模块还设有通信装置和感应装置，所述通信装置与所述感应装置连接，所述转动模块内的通信装置与所述第一驱动芯片连接，所述关节模块内的通信装置和所述第二驱动芯片连接，所述夹持模块内的通信装置与所述第三驱动芯片连接，所述吸附模块内的通信装置与所述第四驱动芯片连接。在本专利技术中，优选的，所述感应装置包括霍尔传感器和压力传感器，所述霍尔传感器设置在所述转动模块与所述关节模块中，在所述转盘和所述锥齿轮上设有磁钢，通过所述磁钢与所述霍尔传感器之间的电磁感应，所述霍尔传感器将检测信号传递给所述上位机控制单元，所述压力传感器分别设置在所述夹具和所述吸盘上，所述压力传感器用来检测所述夹具和所述吸盘内的压力值。在本专利技术中，优选的，所述上位机控制单元包括运动控制单元和通讯单元，所述运动控制单元与所述通讯单元连接，所述通讯单元与所述转动模块、所述关节模块、所述夹持模块和所述吸附模块内的通信装置连接，所述运动控制单元实现对模块单元的控制。在本专利技术中，优选的，所述通讯单元设有CAN总线，所述CAN总线将系统中所述模块单元与所述上位机控制单元连接在一起，实现上位机控制单元下达命令到所述模块单元，并且将所述关节模块、所述转动模块、所述夹持模块和所述吸附模块中所述感应装置的感应信号传递到所述上位机控制单元。在本专利技术中，优选的，所述上位机控制单元还包括人机交互单元，所述人机交互单元设有可操作化窗口程序，所述窗口程序用于实现自组装机器人的实时控制。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术系统的转动模块、关节模块之间通过螺纹接口连接，模块单元可以通过螺纹灵活连接，使得自组装机器人连接方便，并采用霍尔传感器采集模块位置和角度信号，通过算法的计算，可以很好地实现对自组装机器人的控制且实时性好。附图说明图1为本专利技术所述的模块化机器人系统结构示意图。图2为本专利技术所述的模块化机器人系统的转动模块结构示意图。图3为本专利技术所述的模块化机器人系统的关节模块结构示意图。图4为本专利技术所述的模块化机器人系统的关节模块俯视图。图5为本专利技术所述的模块化机器人系统的夹持模块结构示意图。图6为本专利技术所述的模块化机器人系统的吸附模块结构示意图。附图中：1-外壳、2-第一螺纹接口、3-转盘、4-第二螺纹接口、5-连接柱、6-转轴、7-第三螺纹接口、8-夹片、9-第四螺纹接口、10-第五螺纹接口、11-夹具、12-第六螺纹接口、13-吸盘、14-真空发生泵、15-气管。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请同时参见图1至图6，本专利技术一较佳实施方式提供自组装机器人系统，包括上位机控制单元和模块单元，模块单元包括转动模块和关节模块，转动模块包括外壳1，外壳1为直桶式，外壳1一端设有第一螺纹接口2，另一端连接有转盘3，转盘3上设有第二螺纹接口4，外壳1内设有第一伺服电机、第一驱动芯片，第一驱动芯片与第一伺服电机连接，第一伺服电机与转盘3连接，第一伺服电机带动转盘3转动；关节模块包括连接柱5和转轴6，连接柱5一端设有第三螺纹接口7，另一端与转轴6连接，转轴6中间固定有齿轮，转轴6固定在两个夹片8中间，夹片8末端连接有第四螺纹接口9，连接柱5内部设有第二驱动芯片、第二伺服电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.自组装机器人系统，其特征在于，包括上位机控制单元和模块单元，所述模块单元包括转动模块和关节模块，所述转动模块包括外壳(1)，所述外壳(1)为直桶式，所述外壳(1)一端设有第一螺纹接口(2)，另一端连接有转盘(3)，所述转盘(3)上设有第二螺纹接口(4)，所述外壳(1)内设有第一伺服电机、第一驱动芯片，所述第一驱动芯片与所述第一伺服电机连接，所述第一伺服电机与所述转盘(3)连接，所述第一伺服电机带动所述转盘(3)转动；所述关节模块包括连接柱(5)和转轴(6)，所述连接柱(5)一端设有第三螺纹接口(7)，另一端与转轴(6)连接，所述转轴(6)中间固定有齿轮，所述转轴(6)固定在两个夹片(8)中间，所述夹片(8)末端连接有第四螺纹接口(9)，所述连接柱(5)内部设有第二驱动芯片、第二伺服电机和锥齿轮，所述第二驱动芯片与所述第二伺服电机连接，所述第二伺服电机与所述锥齿轮连接，所述锥齿轮与所述齿轮啮合，所述第二伺服电机通过所述锥齿轮带动所述转轴(6)转动，从而带动所述第四螺纹接口(9)转动，所述转动模块的第一螺纹接口(2)与所述关节模块的第四螺纹接口(9)连接，所述转动模块的第二螺纹接口(4)和所述关节模块的第三螺纹接口(7)连接。/n...

【技术特征摘要】
1.自组装机器人系统，其特征在于，包括上位机控制单元和模块单元，所述模块单元包括转动模块和关节模块，所述转动模块包括外壳(1)，所述外壳(1)为直桶式，所述外壳(1)一端设有第一螺纹接口(2)，另一端连接有转盘(3)，所述转盘(3)上设有第二螺纹接口(4)，所述外壳(1)内设有第一伺服电机、第一驱动芯片，所述第一驱动芯片与所述第一伺服电机连接，所述第一伺服电机与所述转盘(3)连接，所述第一伺服电机带动所述转盘(3)转动；所述关节模块包括连接柱(5)和转轴(6)，所述连接柱(5)一端设有第三螺纹接口(7)，另一端与转轴(6)连接，所述转轴(6)中间固定有齿轮，所述转轴(6)固定在两个夹片(8)中间，所述夹片(8)末端连接有第四螺纹接口(9)，所述连接柱(5)内部设有第二驱动芯片、第二伺服电机和锥齿轮，所述第二驱动芯片与所述第二伺服电机连接，所述第二伺服电机与所述锥齿轮连接，所述锥齿轮与所述齿轮啮合，所述第二伺服电机通过所述锥齿轮带动所述转轴(6)转动，从而带动所述第四螺纹接口(9)转动，所述转动模块的第一螺纹接口(2)与所述关节模块的第四螺纹接口(9)连接，所述转动模块的第二螺纹接口(4)和所述关节模块的第三螺纹接口(7)连接。


2.根据权利要求1所述的自组装机器人系统，其特征在于，所述模块单元还包括所述夹持模块与吸附模块，所述夹持模块包括夹具(11)，所述夹持模块一端设有第五螺纹接口(10)，另一端设有夹具(11)，所述第五螺纹接口(10)可与所述第二螺纹接口(4)和第四螺纹接口(9)连接。


3.根据权利要求2所述的自组装机器人系统，其特征在于，所述夹持模块还包括第三驱动芯片、盘式电机、谐波减速器、蜗轮蜗杆，所述第三驱动芯片与所述盘式电机连接，所述盘式电机通过所述谐波减速器与所述蜗轮蜗杆连接，所述蜗轮蜗杆与所述夹具(11)连接的夹持力。


4.根据权利要求2所述的自组装机器人系统，其特征在于，所述吸附模块包括吸盘(13)，所述吸附模块上面设有第六螺纹接口(12)，另一面设有吸盘(13)，所述第六螺纹接口(12)可与所述第二螺纹接口(4)和第四螺纹接口(9)连接。

【专利技术属性】
技术研发人员：路光达，崔洪赫，刘志远，张驰宁，梁鸿途，侯明阳，张志华，蒋冉，
申请(专利权)人：天津职业技术师范大学中国职业培训指导教师进修中心，
类型：发明
国别省市：天津;12