CN100354077C - 两模块可变结构机器人 - Google Patents

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CN100354077C CNB2006100245042A CN200610024504A CN100354077C CN 100354077 C CN100354077 C CN 100354077C CN B2006100245042 A CNB2006100245042 A CN B2006100245042A CN 200610024504 A CN200610024504 A CN 200610024504A CN 100354077 C CN100354077 C CN 100354077C
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Abstract

一种机械技术领域的两模块可变结构机器人。本发明包括：第一模块、变动块、第二模块、后轮、前轮，其中，第一模块包括：壳体、滚珠丝杠、第一离合器、第一锥形齿轮、电机、第二离合器、第二锥形齿轮、第三锥形齿轮、第四锥形齿轮、带轮、同步带。第一模块和第二模块结构完全相同，两模块由变动块相连，电机驱动，离合器作用，两模块可相对变动块上下移动，从而改变机器人的外部结构，完成上台阶、过沟壕、越障碍物的动作。第一模块的两侧用轴固联两个前轮，第二模块的两侧用轴固联两个后轮，电机工作，通过离合器、锥形齿轮传递运动，而使该机器人能够快速移动。本发明空间结构紧凑，零件数目较少，易于实现、安装，固定。

Description

两模块可变结构机器人
技术领域
本发明涉及的是一种机械技术领域的机构，具体是一种两模块可变结构机器人。
背景技术
两模块可变结构机器人是根据生物现象中许多简单结构的生物体聚合在一起可完成复杂的任务而设计的一种单体机器人，这些单体机器人组合在一起成为群机器人，完成单体机器人无法完成的复杂任务。国际上设计了几种类型的单体机器人，具有自己的优缺点。
经对现有技术的文献检索发现，Marco Dorigo等人在《IEEE Robotics andAutomation Magazine》(《IEEE机器人和自动化杂志》)，2002年6月中发表文章“The Cooperation of Swarm-Bots”(“Swarm-Bots的合作”)，介绍了一种单体机器人，其呈圆柱形，底部装有轮子和履带，可移动；圆柱周边设计了一个手爪，使机器人能两两连接在一起，来完成单个机器人无法完成的动作。可见，该机器人要完成上台阶、过沟壕、越障碍物的动作是靠多机器人两两连接来完成的，造成机器人群结构庞大，无法体现单个机器人的自主性。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种两模块可变结构机器人，单个机器人靠自身外部结构的改变可完成上台阶、过沟壕、越障碍物的动作，从而为解决背景技术中存在的问题提出了一种新颖的方案。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：第一模块、变动块、第二模块、后轮、前轮。连接方式为：第一模块和第二模块由变动块相连，可相对变动块上下移动，使机器人的外部结构发生改变，从而完成上台阶、过沟壕、越障碍物的动作。第一模块的两侧用轴固联两个前轮，第二模块的两侧用轴固联两个后轮，以使该机器人能够快速运动。
第一模块包括：壳体、滚珠丝杠、第一离合器、第一锥形齿轮、电机、第二离合器、第二锥形齿轮、第三锥形齿轮、第四锥形齿轮、带轮、同步带。连接方式是：电机固定在壳体上，第一锥形齿轮固联在电机输出轴上，随电机输出轴一起旋转，第二锥形齿轮与第一锥形齿轮啮合，呈90°方向旋转。第一离合器套在第一锥形齿轮的传动轴和滚珠丝杠上，第二离合器套在第二锥形齿轮和第三锥形齿轮的传动轴上，第四锥形齿轮与第三锥形齿轮啮合，第四锥形齿轮的传动轴由轴承座与壳体相连，带轮由键固联在第四锥形齿轮的传动轴上，带轮用同步带与前轮相连。
第二模块和第一模块的结构和连接方式完全相同，由变动块相连。
本发明工作时，当第一模块的电机轴旋转，固连在电机输出轴上的第一锥形齿轮旋转，带动与其啮合的第二锥形齿轮旋转。第一离合器工作，第二离合器不工作，滚珠丝杠旋转，驱动变动块上下移动，从而带动第二模块上下移动，同理也可带动第一模块上下移动，使机器人的外部结构发生改变，机器人可完成上台阶、过沟壕、越障碍物的动作。第一离合器不工作，第二离合器工作，第三锥形齿轮旋转，带动与其啮合的第四锥形齿轮旋转。第四锥形齿轮的传动轴上用键固联着带轮，从而使带轮旋转。带轮旋转，由同步带传递运动，从而使前轮旋转。第二模块的动作类似，前后轮一起旋转，驱使机器人移动。
本发明针对两模块可变结构机器人的特点设计了该机器人的整体结构，完成了单个机器人既可移动，又可完成上台阶、过沟壕、越障碍物任务的功能。
与现有技术相比，本发明具有明显的创新性和优越性，体现在空间结构紧凑，零件数目较少，易于实现、安装，固定。通过一个变动块使两模块上下移动，使机器人的外部结构发生改变，从而使单个机器人不仅可移动，还能上台阶、过沟壕、越障碍物。
附图说明
图1为本发明结构示意图
图2为本发明第一模块和第二模块结构示意图
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明包括：第一模块1、变动块2、第二模块3、后轮4、前轮5。连接方式为：第一模块1和第二模块3由变动块2相连，可相对变动块2上下移动，使机器人的外部结构发生改变，从而完成上台阶、过沟壕、越障碍物的动作。第一模块1的两侧用轴固联两个前轮5，第二模块3的两侧用轴固联两个后轮4，以使该机器人能够快速运动。
第一模块1包括：壳体6、滚珠丝杠7、第一离合器8、第一锥形齿轮9、电机10、第二离合器11、第二锥形齿轮12、第三锥形齿轮13、第四锥形齿轮14、带轮15、同步带16。连接方式是：电机10固定在壳体6上，第一锥形齿轮9固联在电机10输出轴上，随电机10输出轴一起旋转，第二锥形齿轮12与第一锥形齿轮9啮合，呈90°方向旋转。第一离合器8套在第一锥形齿轮9的传动轴和滚珠丝杠7上，第二离合器11套在第二锥形齿轮12和第三锥形齿轮13的传动轴上，第四锥形齿轮14与第三锥形齿轮13啮合，第四锥形齿轮14的传动轴由轴承座与壳体6相连，带轮15由键固联在第四锥形齿轮14的传动轴上，带轮15用同步带16与前轮5相连。
第二模块3和第一模块1的结构和连接方式完全相同，由变动块2相连。

Claims (6)

1、一种两模块可变结构机器人，包括：第一模块(1)、变动块(2)、第二模块(3)、后轮(4)、前轮(5)，所述的第一模块(1)包括：壳体(6)、电机(10)、第二离合器(11)、第三锥形齿轮(13)、第四锥形齿轮(14)、带轮(15)、同步带(16)，电机(10)固定在壳体(6)上，第四锥形齿轮(14)与第三锥形齿轮(13)啮合，第四锥形齿轮(14)的传动轴由轴承座与壳体(6)相连，带轮(15)由键固联在第四锥形齿轮(14)的传动轴上，带轮(15)用同步带(16)与前轮(5)相连；所述的第二模块(3)和第一模块(1)的结构和连接方式完全相同，第二模块(3)和第一模块(1)由变动块(2)相连；其特征在于，所述的第一模块(1)还包括：滚珠丝杠(7)、第一离合器(8)、第一锥形齿轮(9)、第二锥形齿轮(12)，第一锥形齿轮(9)固联在电机(10)输出轴上，第二锥形齿轮(12)与第一锥形齿轮(9)啮合，第一离合器(8)套在第一锥形齿轮(9)的传动轴和滚珠丝杠(7)上，第二离合器(11)套在第二锥形齿轮(12)和第三锥形齿轮(13)的传动轴上。
2、根据权利要求1所述的两模块可变结构机器人，其特征是，第二模块(3)相对变动块(2)上下移动。
3、根据权利要求1或者2所述的两模块可变结构机器人，其特征是，第一模块(1)的两侧用轴固联两个前轮(5)。
4、根据权利要求1或者2所述的两模块可变结构机器人，其特征是，第二模块(3)的两侧用轴固联两个后轮(4)。
5、根据权利要求1所述的两模块可变结构机器人，其特征是，第一锥形齿轮(9)固联在电机(10)输出轴上，随电机(10)输出轴一起旋转。
6、根据权利要求1所述的两模块可变结构机器人，其特征是，第二锥形齿轮(12)与第一锥形齿轮(9)啮合，呈90°方向旋转。
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