一种可重构模块化机器人侧面连接机构及机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种可重构模块化机器人侧面连接机构及机器人，包括：主连接机构：包括多个沿圆周分布的卡爪，卡爪底端与底座转动连接，卡爪底端设有连接部，连接部与第一连杆一端铰接，第一连杆的另一端与铰接座铰接，铰接座转动连接在第二连杆的一端端部，第二连杆另一端与转盘铰接，转盘与底座转动连接，转盘与卡爪所在圆周同轴设置，转盘与用于固定设置在机器人模块外壳内部的驱动机构连接；副连接机构：包括第一驱动件，第一驱动件与连接臂的一端连接，连接臂的另一端固定有第二驱动件，第二驱动件与公头杆连接，使用本发明专利技术的连接机构能够使机器人适合更复杂的工作场景。

A reconfigurable modular robot side link mechanism and robot

【技术实现步骤摘要】
一种可重构模块化机器人侧面连接机构及机器人
本专利技术涉及机器人
，具体涉及一种可重构模块化机器人侧面连接机构及机器人。
技术介绍
随着移动机器人担负的任务越来越复杂多样，传统机器人将不再满足多重环境的任务要求，可重构移动机器人有多个独立单元组成，因其适应性强、效率高、整机开发时间短、成本低、功耗小、高可靠性、高稳定性的特点受到广泛重视。目前在可重构机器人系统上做了很多研究，例如宾夕法尼亚大学的CKBot，Hirose设计的蛇形可重构机器人，Pamecha和Chirikjian设计的Metamorphic机器人系统。专利技术人发现，对于外形不规则的个体，其侧面对接机构操作过程复杂，对接时，两个机器人模块的位置精度要求较高，造成了一定的不便。目前可重构机器人侧面对接方式主要有：机械式、电磁式、形状记忆合金与机械结合、机械与电磁结合，专利技术人发现，上述侧面对接方式使两部分机器人模块之间没有足够的运动自由度，造成了对接时需要较高的对接精度，而且无法适应复杂的应用场景。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术的不足，提供一种可重构模块化机器人侧面连接机构，使两个机器人模块之间具有自由度，适应复杂的应用场景，对接方便快捷，对两个机器人对接时的位置精度要求低。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种可重构模块化机器人侧面连接机构，包括：主连接机构：包括多个沿圆周分布的卡爪，卡爪底端与底座转动连接，底座能够与机器人模块外壳固定连接，卡爪底端设有连接部，连接部与第一连杆一端铰接，第一连杆的另一端与铰接座铰接，铰接座转动连接在第二连杆的一端端部，第二连杆另一端与转盘铰接，转盘与底座转动连接，转盘与卡爪所在圆周同轴设置，转盘与用于固定设置在机器人模块外壳内部的驱动机构连接，驱动机构能够驱动转盘转动。转盘的转动能够驱动第一连杆与第二连杆的连接端沿转盘所在圆周的径向运动，第一连杆的另一端通过连接部带动卡爪转动，实现多个卡爪的张开和闭合。副连接机构：包括第一驱动件，第一驱动件与连接臂的一端连接，能够驱动连接臂在第一平面内摆动，连接臂的另一端固定有第二驱动件，第二驱动件与公头杆连接，能够驱动公头杆在与第一平面垂直的第二平面内摆动。进一步的，所述公头杆端部固定有卡盘，多个卡爪相对的端面设置有弧面槽，多个卡爪的弧面槽构成容纳卡盘的空间，卡盘伸入弧面槽构成的空间内，能够防止公头杆与卡爪的分离。进一步的，所述卡爪顶端设有与公头杆相匹配的弧形面，卡爪能够通过弧形面与公头杆接触。进一步的，所述驱动机构包括与转盘中心位置固定连接的驱动轴，所述驱动轴与摇杆的一端固定连接，摇杆的另一端与第三连杆的一端铰接，第三连杆的另一端与曲柄的一端铰接，曲柄的另一端与第一电机的输出轴固定连接。进一步的，所述铰接座为U型结构，铰接座穿过有双头螺柱，第一连杆与双头螺柱转动连接，双头螺柱两端螺纹连接有固定螺母，固定螺母用于防止双头螺柱从铰接座及第一连杆上脱离，所述铰接座与螺纹固定在第二连杆端部的转动螺栓转动连接。进一步的，所述底座开设有多个开槽，所述开槽内部穿过有转轴，所述转轴通过固定件与底座固定连接，卡爪底部与转轴转动连接。进一步的，所述固定件包括垂直设置且与底座螺纹连接的的第一固定螺钉和第二固定螺钉，所述第一固定螺钉和第二固定螺钉的轴线垂直设置，第一固定螺钉和第二固定螺钉能够伸入底座设置的转轴安装通道内部，并将转轴压紧在转轴安装通道内部。进一步的，所述第一驱动件采用第二电机，所述第二电机输出轴的外周面与连接臂的一端固定连接，第二电机固定在电机座上，所述电机座能够与机器人模块的壳体固定连接，所述第二驱动件采用第三电机，所述第三电机固定在连接臂的另一端，公头杆固定在第三电机输出轴的外周面上。进一步的，所述底座的底面固定有多个固定部，所述固定部穿过相邻两个第二连杆之间的空间，底座能够通过固定部与机器人模块的外壳固定连接。本专利技术还公开了一种机器人，包括多个机器人模块，机器人模块的外壳的两个侧部分别安装有主连接机构和副连接机构，相邻两个机器人模块通过主连接机构和副连接机构连接。本专利技术的有益效果：1.本专利技术的可重构模块化机器人侧面连接机构，公头杆能够在第一驱动件和第二驱动件的作用下朝向任意方向摆动，使相邻两个机器人模块之间具有一定的运动自由度，实现了相邻两个机器人模块的柔性连接，能够适应复杂的地形环境，且两个机器人模块对接时，对两个机器人模块的位置精度要求不高，降低了对接工作的难度，缩短了对接工作时间，提高了对接工作效率。2.本专利技术的可重构模块化机器人侧面连接机构，公头杆端部具有卡盘，能够卡在卡爪的弧面槽形成的空间内，防止公头杆与卡爪分离，连接牢固，可靠性好。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。图1为本专利技术实施例1主连接机构整体结构示意图；图2为本专利技术实施例1卡爪与底座装配示意图；图3为本专利技术实施例1转盘、第一连杆、第二连杆与铰接座装配示意图；图4为本专利技术实施例1驱动机构结构示意图；图5为本专利技术实施例1副连接机构结构示意图；图6为本专利技术实施例2机器人整体结构示意图；其中，1.底座，2.固定部，3.转轴，4.第一固定螺钉，5.第二固定螺钉，6.卡爪，6-1.弧面槽，6-2.弧形面，7.连接部，7-1.连接耳板，8.第一连杆，9.第一转动螺栓，10.第一固定螺母，11.铰接座，12.双头螺柱，13.第二固定螺母，14.第二连杆，15.第二转动螺栓，16.转盘，17.第三转动螺栓，18.第三固定螺母，19.转盘支座，20.驱动轴，21.摇杆，22.第三连杆，23.曲柄，24.第一电机，25.第二电机，26.电机座，27.连接臂，28.第三电机，29.公头杆，30.卡盘，31.机器人模块。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。为了方便叙述，本专利技术中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。正如
技术介绍
所介绍的，目前的可重构模块化机器人连接机构使得各个机器人模块之间无法具有足够的自由度，不适应复杂场景的使用要求，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可重构模块化机器人侧面连接机构，包括：/n主连接机构：包括多个沿圆周分布的卡爪，卡爪底端与底座转动连接，底座能够与机器人模块外壳固定连接，卡爪底端设有连接部，连接部与第一连杆一端铰接，第一连杆的另一端与铰接座铰接，铰接座转动连接在第二连杆的一端端部，第二连杆另一端与转盘铰接，转盘与底座转动连接，转盘与卡爪所在圆周同轴设置，转盘与用于固定设置在机器人模块外壳内部的驱动机构连接，驱动机构能够驱动转盘转动；/n副连接机构：包括第一驱动件，第一驱动件与连接臂的一端连接，能够驱动连接臂在第一平面内摆动，连接臂的另一端固定有第二驱动件，第二驱动件与公头杆连接，能够驱动公头杆在与第一平面垂直的第二平面内摆动。/n

【技术特征摘要】
1.一种可重构模块化机器人侧面连接机构，包括：
主连接机构：包括多个沿圆周分布的卡爪，卡爪底端与底座转动连接，底座能够与机器人模块外壳固定连接，卡爪底端设有连接部，连接部与第一连杆一端铰接，第一连杆的另一端与铰接座铰接，铰接座转动连接在第二连杆的一端端部，第二连杆另一端与转盘铰接，转盘与底座转动连接，转盘与卡爪所在圆周同轴设置，转盘与用于固定设置在机器人模块外壳内部的驱动机构连接，驱动机构能够驱动转盘转动；
副连接机构：包括第一驱动件，第一驱动件与连接臂的一端连接，能够驱动连接臂在第一平面内摆动，连接臂的另一端固定有第二驱动件，第二驱动件与公头杆连接，能够驱动公头杆在与第一平面垂直的第二平面内摆动。


2.如权利要求1所述的一种可重构模块化机器人侧面连接机构，其特征在于，所述公头杆端部固定有卡盘，多个卡爪相对的端面设置有弧面槽，多个卡爪的弧面槽构成容纳卡盘的空间，卡盘伸入弧面槽构成的空间内，能够防止公头杆与卡爪的分离。


3.如权利要求2所述的一种可重构模块化机器人侧面连接机构，其特征在于，所述卡爪顶端设有与公头杆相匹配的弧形面，卡爪能够通过弧形面与公头杆接触。


4.如权利要求1所述的一种可重构模块化机器人侧面连接机构，其特征在于，所述驱动机构包括与转盘中心位置固定连接的驱动轴，所述驱动轴与摇杆的一端固定连接，摇杆的另一端与第三连杆的一端铰接，第三连杆的另一端与曲柄的一端铰接，曲柄的另一端与第一电机的输出轴固定连接。


5.如权利要求1所述的一种可重构模块化机器人侧面连接机构，其特征在于，所述铰接座为U型结构，铰接座穿过有...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜付鑫，张鑫光，周乐来，李贻斌，孙海林，许延杰，李良朋，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37