CN103286789B - 一种机器人对接装置 - Google Patents

Abstract

一种机器人对接装置，它包括齿轮Ⅰ、带座轴承、摆锤、摆锤支架、红外对射开关、固定座、牛眼、轴承支架、红外接收管Ⅰ、霍尔开关、连接头、绝缘层Ⅱ、电极Ⅰ、绝缘层Ⅰ、电极Ⅱ、连接头座、连接头压块、弹簧、大角度红外发射管、小角度红外发射管、红外挡板、红外接收管Ⅱ、轴承、连接钩、连杆、座子、齿轮Ⅱ、螺杆、电机、电机支架和底板，其中连接头座、连接头压块、弹簧、大角度红外发射管、小角度红外发射管和连接头作为一个整体连接在一个机器人上，其他部件作为一个整体连接在另一个机器人上，在两机器人对接时，通过红外信号和磁场信号实现距离控制；本发明具有对接有效区域大，引导装置控制距离远，以及对接后可以传输能量等特点。

Description

一种机器人对接装置

技术领域

本发明涉及一种机器人对接装置。

背景技术

两个或多个机器人通过对接装置组合成一个移动的机器人，可以提高移动机器人的地形适应能力，复杂环境下的生存能力。而一种操作灵活，对接效率高的对接机构是保证该机器人顺利对接的基石。目前机器人对接的形式有多种，如机械手爪对接机构，其存在的缺点是操作控制较复杂。还有上海大学申请的可组合移动机器人的自适应对接锁紧与释放机构，其存在缺点是有效对接区域小，对接机构缺乏引导装置，以及对接后无法进行能量的传输。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种机器人对接装置，它以解决群机器人之间的对接与释放有效区域小，对接机构缺乏引导装置，以及对接后无法传输能量的问题。

本发明是这样来实现的，它包括齿轮Ⅰ、带座轴承、摆锤、摆锤支架、红外对射开关、固定座、牛眼、轴承支架、红外接收管Ⅰ、霍尔开关、连接头、绝缘层Ⅱ、电极Ⅰ、绝缘层Ⅰ、电极Ⅱ、连接头座、连接头压块、弹簧、大角度红外发射管、小角度红外发射管、红外挡板、红外接收管Ⅱ、轴承、连接钩、连杆、座子、齿轮Ⅱ、螺杆、电机、电机支架和底板，其特征在于电机通过电机支架连接在底板的一侧，电机的输出轴上连有齿轮Ⅰ，齿轮Ⅰ与连接在螺杆左端的齿轮Ⅱ啮合，螺杆左端通过带座轴承固定在底板上，螺杆右端连有轴承，轴承通过轴承支架连接在底板上，轴承支架上连有红外接收管Ⅰ和红外接收管Ⅱ，红外接收管Ⅰ和红外接收管Ⅱ之间设有红外挡板，座子连接在螺杆中部，座子的两侧分别通过连杆铰接在连接钩的左端，连接钩的钩尾通过铰链固定在固定座上，固定座连接在底板上，连接钩两两通过隔离柱隔离与螺钉固定在一起。隔离柱起隔离作用，增强了连接钩的抗变形性能，牛眼固定在下层连接钩正对底板的一面上，使得连接钩在连杆的推拉下绕固定座上的铰链转动的过程中更加平稳，牛眼与底板是滚动接触，连接钩的右端连有绝缘层Ⅰ，绝缘层Ⅰ表面设有电极Ⅰ，与电极Ⅰ正相对的电极Ⅱ通过绝缘层Ⅱ连接在连接头的左端，连接头左端为T字形结构，连接头的右端为圆柱形结构，连接头的右端连接连接头座，连接头座上部和下部均连有连接头压块，位于连接头座上部的连接头压块连有大角度红外发射管和小角度红外发射管，弹簧的两端分别连接在连接头座和连接头中部，位于连接头左端正下方的底板上设有霍尔开关，位于座子左侧面的摆锤通过摆锤支架连接在底板上，位于座子下方的底板上还连有红外对射开关；所述的大角度红外发射管和小角度红外发射管正对红外接收管Ⅰ和红外接收管Ⅱ；所述的连接头11的左端设有2个微型强磁铁。

本发明的技术效果是：

1、连接钩张开角度大，红外信号和磁场信号的精度高，有效提高了对接的成功率；

2.本装置提高了连接头在复杂的环境中的抗干扰性能。使得连接头始终与连接头座的长边保持垂直关系。确保了对接的可靠性；

3.为机器人之间的电能的输送搭建了一个理想的平台。尤其适合长时间在户外作业的以太阳能作为主要能源的群机器人。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的连接头结构示意图。

在图中，1、齿轮Ⅰ   2、带座轴承   3、摆锤   4、摆锤支架   5、红外对射开关   6、固定座   7、牛眼   8、轴承支架   9、红外接收管Ⅰ   10、霍尔开关  11、连接头   12、绝缘层Ⅱ   13、电极Ⅰ   14、绝缘层Ⅰ  15、电极Ⅱ  16、连接头座   17、连接头压块   18、弹簧  19、大角度红外发射管  20、小角度红外发射管  21、红外挡板   22、红外接收管Ⅱ   23、轴承   24、连接钩   25、连杆   26、座子   27、齿轮Ⅱ  28、螺杆  29、电机   30、电机支架   31、底板。

具体实施方式

实施例一：如图1所示，本发明是这样来实现的，它包括齿轮Ⅰ1、带座轴承2、摆锤3、摆锤支架4、红外对射开关5、固定座6、牛眼7、轴承支架8、红外接收管Ⅰ9、霍尔开关10、连接头11、绝缘层Ⅱ12、电极Ⅰ13、绝缘层Ⅰ14、电极Ⅱ15、连接头座16、连接头压块17、弹簧18、大角度红外发射管19、小角度红外发射管20、红外挡板21、红外接收管Ⅱ22、轴承23、连接钩24、连杆25、座子26、齿轮Ⅱ27、螺杆28、电机29、电机支架30和底板31，其结构特点是电机29通过电机支架30连接在底板31的一侧，电机29的输出轴上连有齿轮Ⅰ1，齿轮Ⅰ1与连接在螺杆28左端的齿轮Ⅱ27啮合，螺杆28左端通过带座轴承2固定在底板31上，螺杆28右端连有轴承23，轴承23通过轴承支架8连接在底板31上，轴承支架8上连有红外接收管Ⅰ9和红外接收管Ⅱ22，红外接收管Ⅰ9和红外接收管Ⅱ22之间设有红外挡板21，座子26连接在螺杆28中部，座子26的两侧分别通过连杆25铰接在连接钩24的左端，连接钩24的钩尾通过铰链固定在固定座6上。固定座6连接在底板31上。连接钩24两两通过隔离柱隔离与螺钉固定在一起。隔离柱起隔离作用，增强了连接钩24的抗变形性能。牛眼7固定在下层连接钩正对底板的一面上，使得连接钩24在连杆25的推拉下绕固定座上的铰链转动的过程中更加平稳。牛眼7与底板31是滚动接触。连接钩24的右端连有绝缘层Ⅰ14，绝缘层Ⅰ14表面设有电极Ⅰ13，与电极Ⅰ13正相对的电极Ⅱ15通过绝缘层Ⅱ12连接在连接头11的左端，连接头11左端为T字形结构，连接头11的右端为圆柱形结构，连接头11的右端连接连接头座16，连接头座16上部和下部均连有连接头压块17，位于连接头座16上部的连接头压块17连有大角度红外发射管19和小角度红外发射管20，弹簧18的两端分别连接在连接头座16和连接头11中部，位于连接头11左端正下方的底板31上设有霍尔开关10，位于座子26左侧面的摆锤3通过摆锤支架4连接在底板31上，位于座子26下方的底板31上还连有红外对射开关5；所述的大角度红外发射管19和小角度红外发射管20正对红外接收管Ⅰ9和红外接收管Ⅱ22；所述的连接头11的左端设有2个微型强磁铁。

实施例二：本发明的工作过程是这样的，对底板31安装在一个机器人上（暂命名为1号机器人），对连接头11安装在一个机器人上（暂命名为2号机器人）。两机器人对接前连接钩24处于张开状态。座子26处于轴承座8一端。通过脉冲位置调制方式，由大角度红外发射管19和小角度红外发射管20构成的红外发射装置发射呈纺锤状光束的目标辐射，大角度红外发射管19角度范围在45-60度之间，光束长度大于3米，小角度红外发射管20角度在15度左右，光束长度小于2米。当1号机器人与2号机器人的距离大于3米时，1号机器人的红外接收管Ⅰ9和红外接收管Ⅱ22分别接受2号机器人的红发射管的信号。控制单元根据两个红外接收管接受到的信号值得大小来控制1号机器人的前进方向。如果1号机器人与2号机器人的中心线不是正对着的，由于1号机器人接受装置中红外挡板21的作用，将使得2个接收管接受的信号值不同。此时1号机器人的控制单元发出指令，命令1号机器人向信号值大的方向走。当2个接收管传输给控制单元的信号值一样大时，控制单元命令1号机器人沿中心线向2号机器人靠近。

 1号机器人上安装的霍尔开关10能感受到2号机器人连接头11内的强磁场的存在（连接头11的T型端部嵌入了2个微型强磁铁）。如果没有感知到，则1号机器人保持原有速度前进；如果感知到，霍尔开关10将信号反馈给控制单元，控制单元控制1号机器人减速直至停止。此时控制单元发出指令，电机29启动，带动螺杆28转动，螺杆带动座子26向靠近电机29的方向移动。由于固定座6固定在底板31上，座子26通过连杆25拉动连接钩24绕固定座6转动。连接钩头全部向螺杆中心靠近。当连接钩24完全扣住连接头11的T形端时，座子26的下边缘正好触碰到摆锤3，摆锤3绕摆锤支架4转动触发红外对射开关5。并将信号传到控制单元。控制单元命令电机29立即停止运动。此时连接钩子24扣住连接头11的T形端。至此2个机器人实现了对接过程。

实施例三：结合图1说明本实施例。本实施例当2个机器人需要分开时，1号机器人的控制单元向电机29发出反转的信号，电机29反转带动螺杆28的转动，并带动座子26向反方向运动，连接钩24反向转动张开，两个机器人实现分离。

实施例四：结合图2说明本实施例。本实施例的连接头11的右端为圆柱形结构，可在连接头座16内左右摆动，弹簧18的两端分别连着连接头座16和连接头11中部。提高了连接头在复杂的环境中的抗干扰性能。使得连接头始终与连接头座的长边保持垂直关系。确保了对接的可靠性。

实施例五：结合图1说明本实施例。本实施例中连接钩24两两通过隔离柱隔离与螺钉固定在一起。隔离柱起隔离作用，增强了连接钩24的抗变形性能。牛眼7固定在下层连接钩正对底板的一面上。牛眼7与底板31是滚动接触，使得连接钩24在连杆25的推拉下绕固定座6上的铰链转动的过程中更加平稳。

实施例六：结合图1说明本实施例。本实施例在实施例一结束后电极Ⅰ13与电极Ⅱ15相接触。为1号机器人与2号机器人之间的电能的输送搭建了一个理想的平台。尤其适合长时间在户外作业的以太阳能作为主要能源的群机器人。

Claims (5)

1.一种机器人对接装置，它包括齿轮Ⅰ、带座轴承、摆锤、摆锤支架、红外对射开关、固定座、牛眼、轴承支架、红外接收管Ⅰ、霍尔开关、连接头、绝缘层Ⅱ、电极Ⅰ、绝缘层Ⅰ、电极Ⅱ、连接头座、连接头压块、弹簧、大角度红外发射管、小角度红外发射管、红外挡板、红外接收管Ⅱ、轴承、连接钩、连杆、座子、齿轮Ⅱ、螺杆、电机、电机支架和底板，其特征在于电机通过电机支架连接在底板的一侧，电机的输出轴上连有齿轮Ⅰ，齿轮Ⅰ与连接在螺杆左端的齿轮Ⅱ啮合，螺杆左端通过带座轴承固定在底板上，螺杆右端连有轴承，轴承通过轴承支架连接在底板上，轴承支架上连有红外接收管Ⅰ和红外接收管Ⅱ，红外接收管Ⅰ和红外接收管Ⅱ之间设有红外挡板，座子连接在螺杆中部，座子的两侧分别通过连杆铰接在连接钩的左端，连接钩的钩尾通过铰链固定在固定座上，固定座连接在底板上，连接钩两两通过隔离柱隔离与螺钉固定在一起，隔离柱起隔离作用，增强了连接钩的抗变形性能，牛眼固定在下层连接钩正对底板的一面上，使得连接钩在连杆的推拉下绕固定座上的铰链转动的过程中更加平稳，牛眼与底板是滚动接触，连接钩的右端连有绝缘层Ⅰ，绝缘层Ⅰ表面设有电极Ⅰ，与电极Ⅰ正相对的电极Ⅱ通过绝缘层Ⅱ连接在连接头的左端，连接头左端为T字形结构，连接头的右端为圆柱形结构，连接头的右端连接连接头座，连接头座上部和下部均连有连接头压块，位于连接头座上部的连接头压块连有大角度红外发射管和小角度红外发射管，弹簧的两端分别连接在连接头座和连接头中部，位于连接头左端正下方的底板上设有霍尔开关，位于座子左侧面的摆锤通过摆锤支架连接在底板上，位于座子下方的底板上还连有红外对射开关。

2.如权利要求1所述的一种机器人对接装置，其特征在于所述的大角度红外发射管和小角度红外发射管正对红外接收管Ⅰ和红外接收管Ⅱ。

3.如权利要求1所述的一种机器人对接装置，其特征在于所述的连接头（11）的左端设有2个微型强磁铁。

4.如权利要求1所述的一种机器人对接装置，其特征在于所述的连接钩的右端连有绝缘层Ⅰ，绝缘层Ⅰ表面设有电极Ⅰ，与电极Ⅰ正相对的电极Ⅱ通过绝缘层Ⅱ连接在连接头的左端。

5.如权利要求1所述的一种机器人对接装置，其特征在于所述的连接钩两两通过隔离柱隔离与螺钉固定在一起，隔离柱起隔离作用，增强了连接钩的抗变形性能，牛眼固定在下层连接钩正对底板的一面上，牛眼与底板是滚动接触，使得连接钩在连杆的推拉下绕固定座上的铰链转动的过程中更加平稳。