CN101306533A

CN101306533A - 模块化个人机器人

Info

Publication number: CN101306533A
Application number: CNA2008100401463A
Authority: CN
Inventors: 费燕琼; 徐磊
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2008-07-03
Filing date: 2008-07-03
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2028-07-03
Also published as: CN100588510C

Abstract

一种模块化个人机器人属于机器人领域。本发明包括：传感模块、控制模块、驱动模块、标准接口模块，传感模块与控制模块由第二标准接口模块相连，控制模块与驱动模块由第一标准接口模块相连。传感模块固定在第二标准接口模块上，控制模块的一端固定在第二标准接口模块上，另一端固定在第一标准接口模块上，驱动模块固定在第一标准接口模块的另一端，驱动模块运动带动整个机器人运动。本发明是在分析机器人的功能特点后，根据个人机器人的任务要求后而设计的一种模块化个人机器人。该机器人由4种功能模块组成，便于机器人功能的升级、扩展，可快速组装、更换与维修，降低制造成本。由于采用模块化结构，便于大批量生产。

Description

模块化个人机器人

技术领域

本发明涉及的是一种机器人，特别是一种模块化个人机器人，属于机器人技术领域。

背景技术

在不久的将来，机器人主要用于个人，而不是用于工厂。虽然已在许多场所开发出了大量个人机器人，但这些个人机器人特性各异，不能进行技术共享；每种个人机器人根据各自要求，从零构造。因此，此机器人几乎不能被扩展或应用到他机器人上，而且机器人不能满足不同使用者的要求。为了使个人机器人能象其他的消费产品一样，应降低个人机器人的成本、便于维修、提高安全性等，为了达到这些目标，个人机器人应象个人电脑一样，采用模块化结构和标准化接口。

经对现有技术的文献检索发现，李安伏等人在《自动化博览》，2000年第3期，P42-43，撰文“个人机器人问世”，该文介绍了日本索尼生产的AIBO外形象哈叭狗的机器人，有头、躯干、尾巴、四条腿，能与人交流，该机器人具有娱乐功能。但是，该个人机器人没采用模块化结构，不能快速维修、更换，制造成本不能降低；该个人机器人结构固定，不能根据模块的不同而重组为不同结构的个人机器人。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种由四种功能模块组成的模块化个人机器人，该机器人由多个功能模块及标准接口装配而成，各种功能模块可批量生产、独立维修、独立扩展，快速组装成不同性能的个人机器人，便于机器人的扩展、快速更换与维修，结构灵活。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：传感模块、控制模块、驱动模块、标准接口模块。连接方式为：标准接口模块有两个，传感模块与控制模块通过第二标准接口模块相连，控制模块与驱动模块通过第一标准接口模块相连。传感模块固定在第二标准接口模块上，控制模块的一端固定在第二标准接口模块上，另一端固定在第一标准接口模块上，驱动模块固定在第一标准接口模块的另一端，驱动模块运动带动整个机器人运动。

驱动模块包括：右电机、右传动系统、右驱动轮、导向轮、左电机、左传动系统、左驱动轮、第一壳体，连接方式为：左电机、右电机固定在第一壳体上，右电机的输出轴与右传动系统相连，右传动系统的输出轴与右驱动轮固联，左电机的输出轴与左传动系统相连，左传动系统的输出轴与左驱动轮固联，导向轮的支架与第一壳体固联，左、右电机工作，带动左、右驱动轮转动，从而使机器人运动。

控制模块包括：第二壳体、电路板、蓄电池，连接方式为：第二壳体的上端固定在第二标准接口模块上，第二壳体的下端固定在第一标准接口模块上，电路板和蓄电池分别固定在第二壳体上，蓄电池给机器人提供能源，电路板控制机器人的运动。

传感模块包括：摄像头、第三壳体、红外线传感器，连接方式为：摄像头固定在第三壳体的上部，红外线传感器固定在第三壳体的四周，摄像头和红外线传感器采集的信息传递到控制模块。

本发明提供了由四种功能模块组成的模块化个人机器人，该机器人的结构采用模块化方式，便于机器人功能的扩展、机器人结构的快速更换与维修，便于大批量生产。

工作时，左、右电机驱动，带动左、右驱动轮转动，模块化个人机器人可完成前进、后退、左右转动等动作。机器人在运动过程中，由装在传感模块中的摄像头和红外线传感器采集信息，传递到控制模块中的电路板，由蓄电池提供能源，控制左、右电机转动，驱动机器人运动，驱动模块中的导向轮为机器人提供导向的作用。

本发明是在分析机器人的功能特点后，根据个人机器人的任务要求后而设计的一种模块化机器人。该机器人由四种功能模块组成，便于机器人功能的升级、扩展，可快速组装、更换与维修，降低制造成本。

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：传感模块、控制模块、驱动模块、两个标准接口模块。连接方式为：传感模块与控制模块由第二标准接口模块相连，控制模块与驱动模块由第一标准接口模块相连。传感模块固定在第二标准接口模块上，控制模块的一端固定在第二标准接口模块上，另一端固定在第一标准接口模块上，驱动模块固定在第一标准接口模块的另一端，驱动模块运动带动整个机器人运动。

驱动模块包括：右电机8、右传动系统10、右驱动轮9、导向轮11、左电机14、左传动系统12、左驱动轮13、第一壳体15，连接方式为：左电机14、右电机8固定在第一壳体15上，右电机8的输出轴与右传动系统10相连，右传动系统10的输出轴与右驱动轮9固联，左电机14的输出轴与左传动系统12相连，左传动系统12的输出轴与左驱动轮13固联，导向轮11的支架与第一壳体15固联，左电机14、右电机8工作，带动左驱动轮13、右驱动轮9转动，从而使机器人运动。

所述的右传动系统10、左传动系统12可以采用现有的成熟的技术，比如由减速齿轮组成的传动系统等。

控制模块包括：第二壳体5、电路板6、蓄电池16，连接方式为：第二壳体5的上端固定在第二标准接口模块4上，第二壳体5的下端固定在第一标准接口模块7上，电路板6和蓄电池16分别固定在第二壳体5上，蓄电池16给机器人中的电路板6、左电机14、右电机8提供能源，电路板6可处理摄像头1、红外线传感器3传递来的信息，驱动左电机14、右电机8工作，通过左传动系统12、右传动系统10，使左驱动轮13旋转、右驱动轮9旋转，从而控制整个机器人的运动，固定在第一壳体15上的导向轮11为机器人起导向的作用。

传感模块包括：摄像头1、第三壳体2、红外线传感器3，连接方式为：摄像头1固定在第三壳体2的上部，红外线传感器3固定在第三壳体2的四周。机器人工作，蓄电池16提供能源，传感模块中的摄像头1和红外线传感器3采集的信息传递到控制模块，控制模块中的电路板处理信息，控制驱动模块中左电机14、右电机8旋转，经过传动系统，驱动左驱动轮13、右驱动轮9旋转，从而控制机器人的动作，完成前进、后退、左右转动等任务。

本实施例把机器人中要用的传感器集成在传感模块中，控制元器件集成在控制模块中，传动元器件集成在驱动模块中。便于各模块的扩展、批量生产及维修，便于机器人的快速组装。

Claims

1、一种模块化个人机器人，包括：两个标准接口模块，其特征在于还包括：传感模块、控制模块、驱动模块，传感模块与控制模块通过第二标准接口模块相连，控制模块与驱动模块通过第一标准接口模块相连，传感模块固定在第二标准接口模块上，控制模块的一端固定在第二标准接口模块上，另一端固定在第一标准接口模块上，驱动模块固定在第一标准接口模块的另一端，驱动模块运动带动整个机器人运动；

所述传感模块包括：摄像头、第三壳体、红外线传感器，摄像头固定在第三壳体的上部，红外线传感器固定在第三壳体的四周，摄像头和红外线传感器采集的信息传递到控制模块；

所述控制模块包括：第二壳体、电路板、蓄电池，第二壳体的上端固定在第二标准接口模块上，第二壳体的下端固定在第一标准接口模块上，电路板和蓄电池分别固定在第二壳体上

所述驱动模块包括：右电机、右传动系统、右驱动轮、导向轮、左电机、左传动系统、左驱动轮、第一壳体，左、右电机固定在第一壳体上，右电机的输出轴与右传动系统相连，右传动系统的输出轴与右驱动轮固联，左电机的输出轴与左传动系统相连，左传动系统的输出轴与左驱动轮固联，导向轮的支架与第一壳体固联。

2、根据权利要求1所述的模块化个人机器人，其特征是，所述蓄电池给电路板、左电机、右电机提供能源，电路板处理摄像头、红外线传感器传递来的信息，驱动左电机、右电机工作，通过左传动系统、右传动系统，使左驱动轮旋转、右驱动轮旋转，从而控制整个机器人的运动。

3、根据权利要求1或2所述的模块化个人机器人，其特征是，所述的右传动系统、左传动系统均为减速齿轮组成的传动系统。