一种重构机器人模块及重构机器人制造技术

本申请提供了一种重构机器人模块及重构机器人，属于机器人技术领域。重构机器人模块包括滚动外壳、磁体和驱动机构。磁体位于滚动外壳内，并与滚动外壳磁性连接。驱动机构位于滚动外壳内，磁体连接于驱动机构，驱动机构依靠磁体与滚动外壳之间的吸力抵接于滚动外壳的内壁，驱动机构用于驱动磁体沿滚动外壳的内壁移动，并改变重构机器人模块的重心。驱动机构驱动磁体沿滚动外壳的内壁移动时，磁体相对滚动外壳的位置发生改变，从而改变滚动外壳上用于与其他重构机器人模块连接的连接点的位置，使得滚动外壳表面的多个位置都可以作为连接点，重构机器人模块之间的连接不需要对齐特定的连接器，连接时间短、效率高。

A reconfigurable robot module and reconfigurable robot

【技术实现步骤摘要】
一种重构机器人模块及重构机器人
本申请涉及机器人
，具体而言，涉及一种重构机器人模块及重构机器人。
技术介绍
模块化自重构机器人(MSRR)是近年来学术界的研究热点。模块化自重构机器由多个机器人模块组成，这些模块可以根据任务要求重新排列，使系统呈现不同的形状。目前，机器人模块大多由立方体组成，模块之间的连接发生在立方体的表面上。这些传统的机器人模块往往配有一个或若干个连接器，与其他机器人模块连接过程中需要进行轨迹规划以正确对齐连接器，连接效率低。
技术实现思路
本申请实施例提供一种重构机器人模块及重构机器人，以改善与其他机器人模块连接效率低的问题。第一方面，本申请实施例提供一种重构机器人模块，包括滚动外壳、磁体和驱动机构；所述磁体位于所述滚动外壳内，并与所述滚动外壳磁性连接；所述驱动机构位于所述滚动外壳内，所述磁体连接于所述驱动机构，所述驱动机构依靠所述磁体与所述滚动外壳之间的吸力抵接于所述滚动外壳的内壁，所述驱动机构用于驱动所述磁体沿所述滚动外壳的内壁移动，并改变所述重构机器人模块的重心。上述技术方案中，磁体和驱动机构均位于滚动外壳内，使得整个重构机器人模块结构紧凑，体积小重量轻。磁体与滚动外壳磁性连接，即磁体与滚动外壳之间产生吸力，以使驱动机构抵接于滚动外壳的内壁。磁体附近产生磁场，磁体可用于与其他重构机器人模块的滚动外壳产生吸力；当然，滚动外壳也可用于与其他重构机器人模块的磁体产生吸力。驱动机构驱动磁体沿滚动外壳的内壁移动时，磁体相对滚动外壳的位置发生改变，从而改变滚动外壳上用于与其他重构机器人模块连接的连接点的位置，使得滚动外壳表面的多个位置都可以作为连接点，重构机器人模块之间的连接不需要对齐特定的连接器，连接时间短、效率高。此外，由于驱动机构在驱动磁体移动的过程中，重构机器人模块的重心位置发生改变，产生扭矩使重构机器人模块向前滚动，使得重构机器人模块可以沿平面滚动，甚至可以爬上能够被磁体吸附的立墙，还可实现重构机器人模块之间自动连接。另外，本申请实施例提供的重构机器人模块还具有如下附加的技术特征：在本申请的一些实施例中，所述磁体与所述滚动外壳的内壁形成非接触连接。上述技术方案中，磁体与滚动外壳的内壁形成非接触连接，也就是说，虽然磁体与滚动外壳之间存在吸力，但磁体与滚动外壳的内壁并未接触，使得磁体在驱动机构的作用下更容易移动。在本申请的一些实施例中，所述驱动机构包括基架、驱动装置和至少一个驱动轮；所述驱动轮可转动地设置于所述基架；所述驱动装置用于驱动所述驱动轮相对所述基架转动；所述磁体连接于所述基架，所述驱动轮依靠所述磁体与所述滚动外壳之间的吸力抵接于所述滚动外壳的内壁。上述技术方案中，驱动轮在磁体与滚动外壳之间的吸力作用下抵接于滚动外壳的内壁，驱动装置驱动滚动轮转动则可使磁体沿滚动外壳的内壁移动，从而改变磁体的位置。这种驱动机构具有结构简单、紧凑的优点。在本申请的一些实施例中，所述至少一个驱动轮包括相对布置的两个驱动轮；所述驱动装置包括两个驱动单元，每个驱动单元用于对应驱动一个驱动轮相对所述基架转动。上述技术方案中，通过两个驱动单元单独驱动两个驱动轮，可单独控制两个驱动轮转动，以实现两个驱动轮的同向或方向转动。当两个驱动单元分别驱动两个驱动轮同向转动时，可使磁体相对滚动外壳在一个圆周上移动；当两个驱动单元分别驱动两个驱动轮反向转动时，整个驱动机构将带动磁体打转，以改变整个驱动机构的朝向，使得磁体能够相对滚动外壳在不同圆周上移动。在两个驱动单元的作用下可使磁体位于滚动外壳的任意位置，使得滚动外壳表面的任意位置都可以作为连接点。在本申请的一些实施例中，所述磁体固定于所述基架的底部，所述磁体位于两个驱动轮的中间位置。上述技术方案中，磁体固定于基座的底部，且磁体位于驱动轮的中间位置，这种结构使得整个驱动机构具有很好的稳定性。此外，当两个驱动单元分别驱动两个驱动轮向相反的方向转动时，磁体将以自身的中心线为轴转动，保证磁体转动过程中具有很好的稳定性。在本申请的一些实施例中，所述驱动机构还包括可转动地设置于所述基架并用于与所述滚动外壳的内壁接触的至少一个导向轮。上述技术方案中，导向轮起到辅助支撑的作用，确保驱动机构在驱动磁体移动过程能够保持平衡。在本申请的一些实施例中，所述至少一个导向轮包括两个导向轮；两个驱动轮沿左右方向间隔布置于所述基架；两个导向轮沿前后方向间隔布置于所述基架；所述导向轮与所述滚动外壳的内壁接触的位置高于所述驱动轮与所述滚动外壳的内壁接触的位置。上述技术方案中，两个驱动轮沿左右方向间隔布置于基架，两个导向轮沿前后方向间隔布置于基架，即两个驱动轮的连线与两个导向轮的连线垂直，又由于导向轮与滚动外壳的内壁接触的位置高于驱动轮与所述滚动外壳的内壁接触的位置，驱动机构驱动磁体沿滚动外壳的内壁向前移动时，位于前侧的导向轮可起到很好的支撑作用，驱动机构驱动磁体沿滚动外壳的内壁向后移动时，位于后侧的导向轮可起到很好的支撑作用，使得驱动机构在驱动磁体移动过程具有很好的平稳性。此外，两个驱动轮因磁体与滚动外壳之间的磁力而与滚动外壳紧紧抵靠时，不会因磁体产生的巨大吸引力而导致两个导向轮与滚动外壳的摩擦力增大，防止因导向轮与滚动外壳之间摩擦力过大而影响驱动机构驱动磁体移动。在本申请的一些实施例中，所述基架包括第一架体和第二架体；所述驱动轮可转动地设置于所述第一架体；所述导向轮可转动地设置于所述第二架体；所述第一架体与所述第二架体可拆卸连接。上述技术方案中，驱动轮可转动地设置于第一架体，导向轮可转动地设置于第二架体，且第一架体与第二架体可拆卸连接，通过使第一架体与第二架体分离则可将导向轮拆下。在本申请的一些实施例中，所述滚动外壳为金属空心球体。上述技术方案中，滚动外壳为金属空心球体，使得滚动外壳具有更好的滚动能力。在本申请的一些实施例中，所述驱动机构和所述磁体均位于所述金属空心球体的下半球内。上述技术方案中，驱动机构和磁体均位于金属空心球体的下半球内，使得整个重构机器人模块的重心更偏下，驱动机构驱动磁体移动过程中重构机器人模块更容易滚动。第二方面，本申请实施例提供一种重构机器人，包括多个上述第一方面提供的重构机器人模块；每相邻的两个重构机器人模块磁性连接。上述技术方案中，重构机器人中的重构机器人模块之间可实现多点高效率连接，通过多个重构机器人模块可组成多种形态的重构机器人，以适应多种不同的工作环境。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本申请实施例提供的重构机器人模块的结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重构机器人模块，其特征在于，包括：/n滚动外壳；/n磁体，所述磁体位于所述滚动外壳内，并与所述滚动外壳磁性连接；以及/n驱动机构，所述驱动机构位于所述滚动外壳内，所述磁体连接于所述驱动机构，所述驱动机构依靠所述磁体与所述滚动外壳之间的吸力抵接于所述滚动外壳的内壁，所述驱动机构用于驱动所述磁体沿所述滚动外壳的内壁移动，并改变所述重构机器人模块的重心。/n

【技术特征摘要】
1.一种重构机器人模块，其特征在于，包括：
滚动外壳；
磁体，所述磁体位于所述滚动外壳内，并与所述滚动外壳磁性连接；以及
驱动机构，所述驱动机构位于所述滚动外壳内，所述磁体连接于所述驱动机构，所述驱动机构依靠所述磁体与所述滚动外壳之间的吸力抵接于所述滚动外壳的内壁，所述驱动机构用于驱动所述磁体沿所述滚动外壳的内壁移动，并改变所述重构机器人模块的重心。


2.根据权利要求1所述的重构机器人模块，其特征在于，所述磁体与所述滚动外壳的内壁形成非接触连接。


3.根据权利要求1或2所述的重构机器人模块，其特征在于，所述驱动机构包括基架、驱动装置和至少一个驱动轮；
所述驱动轮可转动地设置于所述基架；
所述驱动装置用于驱动所述驱动轮相对所述基架转动；
所述磁体连接于所述基架，所述驱动轮依靠所述磁体与所述滚动外壳之间的吸力抵接于所述滚动外壳的内壁。


4.根据权利要求3所述的重构机器人模块，其特征在于，所述至少一个驱动轮包括相对布置的两个驱动轮；
所述驱动装置包括两个驱动单元，每个驱动单元用于对应驱动一个驱动轮相对所述基架转动。


5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁冠琪，林天麟，
申请(专利权)人：深圳市人工智能与机器人研究院，香港中文大学深圳，
类型：发明
国别省市：广东;44