CN100581759C - 适用于模块化机器人的可张合孔 - Google Patents
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Abstract
一种适用于模块化机器人的可张合孔，用于机械电子设备技术领域。本发明包括：张合单元、驱动单元、外壳，张合单元中的张合孔底座与驱动单元中的导轨筒联结，驱动单元中的导轨筒和电机与外壳固结，驱动单元工作，张合单元可以自由张开、合拢，可完成相邻模块的连接、分离，便于故障模块的快速修复。本发明是在分析当模块化机器人的基本模块出现故障时，相邻模块化机器人能快速完成对接、分离任务的特点后，设计的一种适用于多变工况的可张合孔，可完成故障模块间的快速连接、分离动作。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种机械电子设备技术领域的模块化机器人结构，特别是一种适用于模块化机器人的可张合孔。
背景技术
模块化机器人由许多相似的基本模块通过模块间的连接、分离可动态地快速变形为不同的机器人构型，以适应不同环境及工作任务的需要。其中模块机器人各模块间的连接、分离结构的设计至关重要。对这方面的研究，国内还没有相关报道。国际上针对各自设计的模块，设计了相应的连接、分离结构，具有自己的优缺点，但当模块出现故障时，其连接、分离结构就不能工作，影响了模块的工作性能，且不具有通用性。
经对现有技术的文献检索发现，Murata等人在《Artificial Intelligent inEngineering》(《工程中的人工智能》)，2001年第15期，P383-387，撰文“Conceptof self-reconfigurable modular robotic system”(“自重构模块机器人的概念”)，该文介绍了每个模块接口安装有永磁铁、弹簧、形状记忆合金线圈、传感器、驱动器等，两模块靠四对永磁铁吸附，吸附时，磁铁的吸力大于弹簧的恢复力，两模块连接；当两模块要脱离时，给形状记忆合金(SMA)线圈加热，SMA产生变形，此时，SMA的变形力和弹簧的弹力大于磁铁的吸力，两模块脱离。由于该接口磁铁磁力较难测定，且连接不稳定，模块受重力作用有可能脱落或偏离原来位置而影响模块间的对接，该种接口只适合较轻模块间的对接，不具有通用性。
发明内容
本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供一种适用于模块化机器人的可张合孔，使其能完成一般较大模块间的连接、分离动作，并且当模块出现故障时，不影响模块机器人的工作性能，从而解决背景技术中存在的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：张合单元、驱动单元、外壳，张合单元中的张合孔底座与驱动单元中的导轨筒联结，驱动单元中的导轨筒和电机与外壳固结，驱动单元工作，张合单元可以自由张开、合拢，可完成相邻模块的连接、分离，便于故障模块的快速修复。
所述张合单元包括：张合半孔、轴、张合孔底座，两个张合半孔合在一起通过轴固定在张合孔底座上，张合孔底座与驱动单元中导轨筒联结。驱动单元工作，通过驱动单元中的传动装置可使两个张合半孔绕着轴张开或闭合。
所述驱动单元包括：圆套筒、滑块、丝杆、导轨筒、电机，圆套筒底部与滑块固结，滑块套在丝杆上，丝杆与电机固联，圆套筒套在导轨筒外。电机工作，丝杠旋转，驱动滑块在导轨筒两侧所开的导轨中上下移动，从而使滑块带动圆套筒上下移动，圆套筒向上运动后能使两个张合半孔合起来，圆套筒向下运动后能使两个张合半孔张开。
本发明针对模块化机器人能够完成故障模块的连接和分离，设计了模块化机器人的可张合孔，完成了模块机器人各相邻模块间的快速连接、分离的任务，增强了模块机器人适应不同状况的工作能力。工作时，电机驱动丝杠旋转，带动滑块在导轨筒两侧所开的导轨中上下移动，从而使滑块带动圆套筒上下移动，圆套筒向上运动，两个张合半孔绕着轴闭合，完成相邻两模块的连接；圆套筒向下运动，两个张合半孔绕着轴张开，完成相邻两模块的分离。与现有技术相比，本发明在分析模块机器人各相邻模块快速连接、分离任务的特点后，设计了一种便于完成故障模块分离、连接的模块机器人的可张合孔。
附图说明
图1本发明结构示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括：张合单元、驱动单元、外壳，其连接方式为：张合单元中的张合孔底座与驱动单元中的导轨筒联结，驱动单元中的导轨筒和电机与外壳固结，驱动单元工作，张合单元可以自由张开、合拢，可完成相邻模块的连接、分离，便于故障模块的快速修复。
所述张合单元包括：两个张合半孔1和2、轴3、张合孔底座4。连接方式为：两个张合半孔1、2合在一起通过轴3用铰链固定在张合孔底座4上，张合孔底座4与驱动单元中导轨筒8联结。驱动单元工作，通过驱动单元中的传动装置可使两个张合半孔1、2绕着轴3张开或闭合。
所述驱动单元包括：圆套筒5、滑块6、丝杆7、导轨筒8、电机9。连接方式为：圆套筒5底部与滑块6固结，滑块6套在丝杆7上，丝杆7与电机9固联，圆套筒5套在导轨筒8外，导轨筒8和电机9固定在外壳10上。
电机9工作，丝杠7旋转，驱动滑块6在导轨筒8两侧所开的导轨中上下移动，从而使滑块6带动圆套筒5上下移动，圆套筒5向上运动后能使两个张合半孔1、2合起来，圆套筒5向下运动后能使两个张合半孔1、2张开，从而完成两相邻模块当出现故障时的连接和分离任务。
Claims (2)
1、一种适用于模块化机器人的可张合孔，其特征在于，包括：外壳、张合单元、驱动单元，
所述张合单元包括：两个张合半孔、轴、张合孔底座，两个张合半孔合在一起通过轴固定在张合孔底座上，张合孔底座与驱动单元中导轨筒联结；
所述驱动单元包括：圆套筒、滑块、丝杆、导轨筒、电机，圆套筒底部与滑块固结，滑块套在丝杆上，丝杆与电机固联，圆套筒套在导轨筒外；
所述驱动单元中的导轨筒和电机与外壳固结，张合单元能自由张开、合拢；
所述电机带动丝杠旋转，驱动滑块在导轨筒两侧所开的导轨中上下移动，从而使滑块带动圆套筒上下移动，圆套筒向上运动后能使两个张合半孔合起来，圆套筒向下运动后能使两个张合半孔张开。
2、根据权利要求1所述的适用于模块化机器人的可张合孔，其特征是，所述两个张合半孔绕着轴张开或闭合。
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| Mechanical design and locomotion control ofa homogenouslattice modular self-reconfigurable robot. Xia Ping etc.Zhejiang Univ SCIENCE A,Vol./ No.3. 2006 |
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