一种自重构模块化移动机器人前后连接机构及机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种自重构模块化机器人前后连接机构及机器人，其包括：主动对接机构：包括由第一轴和第二轴构成的十字轴，第一轴两端与固定设置的壳体内的第一支架转动连接，第二轴的两端与第二支架转动连接，第二支架与公头杆固定连接，公头杆通过内层摆动件和外层摆动件设置的滑槽依次穿过内层摆动件和外层摆动件，内层摆动件及外层摆动件垂直设置且两端与壳体转动连接，内层摆动件和外层摆动件均与对接驱动件连接；受体对接机构：包括安装在基座内部的受体驱动件，受体驱动件与连接机构连接，连接机构与第一开关门和第二关门连接，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。

【技术实现步骤摘要】
一种自重构模块化移动机器人前后连接机构及机器人
本专利技术涉及机器人
，具体涉及一种自重构模块化移动机器人前后连接机构及机器人。
技术介绍
当前，机器人是一门非常火热的研究方向，他在代替人力方面起到巨大的作用，大大减少了完成工作任务所需人力。而自重构机器人是一种新兴的机器人，它在多变复杂的环境下适应性更强，所能实现的功能更多，是未来机器人的发展趋势之一。自重构机器人又可称之为模块化机器人，它由多个独立的模块组成，各个模块相对整体体积更小，更加灵活轻便，而且各个相似模块组成，使对整体机器人的开发时间大大缩短，各个模块移植性高，因此可重构机器人具有高效率，高适应性，高可靠稳定性，低成本，开发相对简便的特点。当前，对自重构机器人也已经有了一些研究成果，最早的在1988年，由美国卡内基梅隆大学研制出的可重构模块化机械手系统(RMMS)，就在硬件、控制算法、软件等方面都实现了可重构性；在自重构机器人系统方面、JohnsHopkins大学的Gregory，日本的Murate、美国的Kotay等等一些研究都对自重构机器人系统有一定的探索。现在，在自重构机器人连接方式方面，主要有通过机械结构纯机械连接、电磁式连接、电磁与机械结构结合式连接、机械结构结合形状记忆合金连接等。然而，专利技术人发现，目前自重构机器人的连接装置拥有一些技术上的不足，即未能考虑到实际应用场景中地形变化的复杂性，所对接的两部分机器人模块之间没有足够的运动自由度，故而会对连接之后的总体运动产生阻碍。
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，提供一种自重构模块化移动机器人前后连接机构，能够使连接的两部分机器人模块之间具有足够的运动自由度，使机器人适合复杂的应用场景。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种自重构模块化机器人前后连接机构，包括：主动对接机构：包括由第一轴和第二轴构成的十字轴，第一轴两端与固定设置的壳体内的第一支架转动连接，第二轴的两端与第二支架转动连接，第二支架与公头杆固定连接，公头杆通过内层摆动件和外层摆动件设置的滑槽依次穿过内层摆动件和外层摆动件，内层摆动件及外层摆动件垂直设置且两端与壳体转动连接，内层摆动件和外层摆动件均与对接驱动件连接，对接驱动件能够驱动内层摆动件和外层摆动件的摆动，进而带动公头杆运动。受体对接机构：包括安装在基座内部的受体驱动件，所述受体驱动件与连接机构连接，连接机构与第一开关门和第二关门连接，受体驱动件能够通过连接机构驱动第一开关门和第二开门的关紧和分开，第一开关门的关紧和松开能够实现对公头杆卡紧和松开状态的切换。进一步的，所述内层摆动件包括平行设置的第一弧形杆和第二弧形杆，第一弧形杆和第二弧形杆之间的空间构成内层摆动件的滑槽，第一弧形杆和第二弧形杆两端均与内层连接部固定连接，所述内层连接部与壳体转动连接。进一步的，所述外层摆动件包括平行设置的第三弧形杆和第四弧形杆，第三弧形杆和第四弧形杆之间的空间构成外层摆动件的滑槽，第三弧形杆和第四弧形杆两端均与外层连接部固定连接，所述外层连接部与壳体转动连接。进一步的，与内层摆动件连接的对接驱动件包括第一驱动电机，所述第一驱动电机通过锥齿轮传动机构与内层摆动件连接，第一驱动电机固定在壳体内部。进一步的，与外层摆动件连接的对接驱动机构包括第二驱动电机，所述第二驱动电机通过锥齿轮传动机构与外层摆动件连接，第二驱动电机均固定在壳体内部。进一步的，所述连接机构包括连接盘，所述连接盘与受体驱动件连接，受体驱动件能够驱动连接盘的转动，所述连接盘同一条直径线的两个端部分别与第一连杆和第二连杆的一端铰接，第一连杆的另一端与第一开关门铰接，第二连杆的另一端与第二开关门铰接，连接盘的转动能够通过第一连杆和第二连杆带动第一开关门和第二开关门做同步的相向或远离运动。进一步的，所述连接盘上设置有凹槽，所述公头杆的端部设置有卡盘，所述卡盘能够伸入凹槽的空间中，防止公头杆与受体对接结构脱离。进一步的，所述第一开关门和第二开关门上分别开设有与公头杆相匹配的第一卡槽和第二卡槽，第一卡槽和第二卡槽构成用于公头杆穿过第一开关门和第二开关门的开孔，开孔的直径大于公头杆的直径。进一步的，所述第一开关门和第二开关门上设置有滑块，所述滑块与基座设置的滑道滑动连接，用于对第一开关门和第二开门的运动进行导向。本专利技术还公开了一种机器人，包括多个机器人模块，机器人模块的前后两端分别安装有主动对接机构和受体对接机构，相邻机器人模块通过主动对接机构和受体对接机构进行连接。本专利技术的有益效果：1.本专利技术的自重构模块化移动机器人前后连接机构，结构紧凑、占用体积小，符合自重构机器人小巧的需求，公头杆与十字轴连接，并且能够在垂直分布的内层摆动件和外层摆动件的作用下实现朝向任何方向的转动，使得两个机器人模块之间具有足够的自由度，各个机器人模块之间能够产生一定幅度的相对运动，能够适应较为复杂、崎岖路面的应用场景，不会对连接后的机器人模块的总体运动产生阻碍。2.本专利技术的自重构模块化移动机器人前后连接机构，连接盘上设置有凹槽，公头杆端部的卡盘能够伸入凹槽中，利用第一开关门和第二开关门防止公头杆与受体对接机构分离，连接可靠性好，同时第一开关门和第二开关门上设置有第一卡槽和第二卡槽，第一卡槽和第二卡槽形成的开孔的直径大于公头杆的直径，允许公头杆在连接盘的凹槽内产生一定的转动，使机器人各个模块之间的连接更加灵活。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主动对接机构整体结构示意图；图2为本专利技术实施例1公头杆、第一支架、第二支架及十字轴装配示意图；图3为本专利技术实施例1内层摆动件与对接驱动件连接示意图；图4为本专利技术实施例1外层摆动件与对接驱动件连接示意图；图5为本专利技术实施例1受体对接机构整体结构示意图；图6为本专利技术实施例1受体对接机构整体剖面示意图；图7为本专利技术实施例1受体驱动件、连接机构、第一开关门和第二开关门装配示意图；图8为本专利技术实施例2机器人整体结构示意图；其中，1.壳体，2.第一轴，3.第二轴，4.第一底板，5.第一侧板，6.第二底板，7.第二侧板，8.公头杆，9.内层摆动件，9-1.第一弧形杆，9-2.第二弧形杆，9-3.第一内层连接部，9-4.第二内层连接部，9-5.第一连接轴，9-6.第一滚针轴承，9-7.第一轴承端盖，9-8.第一角接触轴承，9-9.第二连接轴，9-10.第一锁紧螺母，9-11.第一电机，9-12.第一锥齿轮，9-13.第二锥齿轮，10.外层摆动件，10-1.第三弧形杆，10-2.第四弧形杆，10-3.第一外层连接部，10-4.第二外层连接部，10-5.第三连接轴，10-6.第二轴承端盖，10-7.第四连接轴，10-8.第二锁紧螺母，10-9.第二电机，10-10.第三锥齿轮，10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自重构模块化机器人前后连接机构，其特征在于，包括：/n主动对接机构：包括由第一轴和第二轴构成的十字轴，第一轴两端与固定设置的壳体内的第一支架转动连接，第二轴的两端与第二支架转动连接，第二支架与公头杆固定连接，公头杆通过内层摆动件和外层摆动件设置的滑槽依次穿过内层摆动件和外层摆动件，内层摆动件及外层摆动件垂直设置且两端与壳体转动连接，内层摆动件和外层摆动件均与对接驱动件连接，对接驱动件能够驱动内层摆动件和外层摆动件的摆动，进而带动公头杆运动；/n受体对接机构：包括安装在基座内部的受体驱动件，所述受体驱动件与连接机构连接，连接机构与第一开关门和第二关门连接，受体驱动件能够通过连接机构驱动第一开关门和第二开门的关紧和分开，第一开关门的关紧和松开能够实现对公头杆卡紧和松开状态的切换。/n

【技术特征摘要】
1.一种自重构模块化机器人前后连接机构，其特征在于，包括：
主动对接机构：包括由第一轴和第二轴构成的十字轴，第一轴两端与固定设置的壳体内的第一支架转动连接，第二轴的两端与第二支架转动连接，第二支架与公头杆固定连接，公头杆通过内层摆动件和外层摆动件设置的滑槽依次穿过内层摆动件和外层摆动件，内层摆动件及外层摆动件垂直设置且两端与壳体转动连接，内层摆动件和外层摆动件均与对接驱动件连接，对接驱动件能够驱动内层摆动件和外层摆动件的摆动，进而带动公头杆运动；
受体对接机构：包括安装在基座内部的受体驱动件，所述受体驱动件与连接机构连接，连接机构与第一开关门和第二关门连接，受体驱动件能够通过连接机构驱动第一开关门和第二开门的关紧和分开，第一开关门的关紧和松开能够实现对公头杆卡紧和松开状态的切换。


2.如权利要求1所述的一种自重构模块化机器人前后连接机构，其特征在于，所述内层摆动件包括平行设置的第一弧形杆和第二弧形杆，第一弧形杆和第二弧形杆之间的空间构成内层摆动件的滑槽，第一弧形杆和第二弧形杆两端均与内层连接部固定连接，所述内层连接部与壳体转动连接。


3.如权利要求1所述的一种自重构模块化机器人前后连接机构，其特征在于，所述外层摆动件包括平行设置的第三弧形杆和第四弧形杆，第三弧形杆和第四弧形杆之间的空间构成外层摆动件的滑槽，第三弧形杆和第四弧形杆两端均与外层连接部固定连接，所述外层连接部与壳体转动连接。


4.如权利要求1所述的一种自重构模块化机器人前后连接机构，其特征在于，与内层摆动件连接的对接驱动件包括第一驱动电机，所述第一驱动电机通过锥齿轮传动机构与内层摆动件连接，第一驱动电机固定在壳体内部。

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