CN107866790A - 一种扩展机器人功能的方法和机身结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可扩展机器人功能的机器人机身的结构和方法。其中包括（1）机器人机身，（2）机器人机身扩展接口，（3）机器人机身传感器扩展模块，（4）机器人机身传感器扩展模块底座，（5）底座滑环连接板，（6）后盖，（7）传感器扩展接口。所述机器人多功能扩展接口（2）置于机身（1）的各个平面上，个数不定，机器人传感器扩展模块（3）置于机身（1）的四个角上。本发明可扩展机器人的功能，丰富机器人的使用方式，降低了机器人整体的成本，具有一定的经济和使用价值。

Description

一种扩展机器人功能的方法和机身结构

技术领域

本发明涉及一种机器人的机身结构，尤其是涉及机器人功能扩展的机身结构。属于机器人领域。

背景技术

目前，现有的机器人机身，一般具有特定的执行机构、行走机构以及满足特定功能要求的多种传感器。机器人机身在生产完成后，结构和功能完全定型，难以做出改变，仅能完成特定的功能，满足单一的需求。功能和结构单一，几乎没有任何扩展性。这种单一的机器人结构已无法满足人们日益增长的在日常生活和生产中对机器人的需求。

现有的机器人虽然种类繁多，但是对于各种不同类型机器人，他们拥有的传感器种类大体上是相同的，有很多的重叠部分。而且传感器内置固定在机身内，不能随意更换或改变，一般只能完成在设计时要求的单一的功能，不能对传感器进行扩展和重复利用，造成了资源的大量浪费。更不能为机身的功能扩展提供有力的支撑。

发明内容

本发明的目的之一在于克服上述不足，提供一种解决机器人机身功能扩展的方法，该方法可提高机器人机身的扩展性，丰富机器人机身的功能。

本发明的目的之二在于提供一种扩展机器人机身功能的机身结构。

本发明的目的是这样实现的：一种扩展机器人功能的机器人机身结构装置，它是在机身的各个面上开有若干个圆形的扩展接口用于功能扩展，在机身的四个角上装有四个传感器扩展模块。多功能扩展模块的底座通过燕尾槽与机身相连。底座内部的步进电机带动蜗轮蜗杆旋转，蜗轮与连接板相连，连接板的另一端连接滑环。连接板带动滑环在一个面内360°旋转。直流电机带动齿轮组旋转，齿轮组连接滑环带动传感器扩展接口，使传感器扩展接口在另一个面内高速旋转。

一种用于扩展机器人机身功能的方法：机身上的各个面上有若干了圆形的扩展接口，特定的扩展插头可以与任意一个或多个扩展接口配合工作，在结构上极大的扩展了机器人的功能。传感器扩展模块可以装有多种不同类型的传感器。当机身水平放置时，传感器扩展模块带有传感器可以在水平方向和竖直方向上分别进行360°的旋转运动。当机身竖直放置时，可以改变传感器的作用方向，使之水平放置，传感器扩展模块带有传感器同样可以在水平和竖直方向旋转。其中蜗轮蜗杆带动的旋转主要是为了定位方向，而齿轮组件主要是为了带动传感器扩展接口进行高速度的旋转。

本发明通过机身上的扩展接口，和多功能传感器扩展模块就可以实现机身的功能扩展。

附图说明

图1为机身的结构示意图。

图2、3为传感器扩展模块的结构示意图。

其中：1、机身，2、机器人机身扩展接口，3、机器人机身传感器扩展模块，4、传感器扩展模块底座，5、底座滑环连接板，6、后盖，7、传感器扩展接口，8、大齿轮，9、小齿轮，10、电机，11、蜗轮，12、蜗杆，13、电机，14、滑环。

具体实施方式

参见图1、2、3，本发明涉及一种扩展机器人功能的方法和机器人机身结构。它是在机器人机身（1）的5个平面上分别开有若1个圆形的扩展接口（2）用于扩展机器人功能，同时在机器人机身的四个角上装有四个传感器扩展模块（3）。机器人机身传感器扩展模块的底座（4）通过燕尾槽与机身连接。底座内部的步进电机（13）输出端与蜗杆（12）连接，蜗杆（12）与涡轮（11）啮合，蜗轮（11）与底座滑环连接板（5）连接，连接板的另一端是滑环（14）。直流电机（10）的输出端连接小齿轮（9），小齿轮（9）与大齿轮（8）啮合。大齿轮（8）与滑环（14）连接，滑环（14）连接传感器扩展接口（7）。

步骤一：机械安装

1、传感器扩展模块底座内安装步进电机电机，和蜗轮蜗杆。电机末端与蜗杆中的蜗杆连接，蜗杆与蜗轮啮合；

2、蜗轮与底座滑环连接板连接，连接板的另一端与滑环连接；

3、后盖内部装有直流电机，大齿轮和小齿轮。直流电机末端与小齿轮连接，小齿轮与大齿轮啮合，大齿轮与滑环连接；

4、滑环与传感器扩展接口连接；

5、传感器扩展模块通过底座的燕尾槽与机器人机身连接；

6、若干扩展插头与机器人机身上的扩展接口连接。

步骤二：开始工作

在机器人机身上的5个平面上分别有1个圆形的扩展接口，各个扩展接口均可以插入扩展插头。可以选择不同性能扩展插头，可以选择不同数量的扩展插头，也可以使不同性能和数量的插头配合插入到不同的扩展接口中。扩展插头在数量、方向和性能各不相同，所以可以为机器人的机身机构带来若干种不同的组合。正是这种不同的组合又为机器人带来了不同功能上的组合。通过这样不同的组合就能从结构上极大的扩展机器人的功能。同时，还可以通过增多机器人机身上扩展接头的数量和外接扩展接头扩展板，提高机器人的扩展性能。由于传感器扩展模块上带有传感器扩展接口，传感器扩展接口可以支持多种不同类型的传感器，所以传感器扩展接口可以连接多种不同类型传感器。同时，在机身的四个角上，可以同时也可以分别使用传感器。因此传感器扩展模块使传感器在种类和数量上都极大的丰富和补充了机器人的功能。此外，当机身水平放置时，传感器扩展模块可以保证传感器保持水平方向，并在直流电机的带动下使传感器在水平方向上360°的旋转；当机身竖直放置时，步进电机开始工作，带动蜗轮蜗旋转，传感器扩展模块上的底座滑环连接板可以在蜗轮的带动下旋转改变传感器的角度，使传感器继续保持在水平的方向上，同时，在直流电机的带动下，传感器同样可以在水平方向上360°旋转。其中蜗轮蜗杆带动的旋转主要是为了定位传感器的作用平面，而齿轮组件主要是为了带动传感器扩展接口进行高速度的旋转以获取信息。

总而言之，在步进电机和直流电机的联合作用下，传感器扩展模块可以使传感器在任意一个平面内做360°旋转运动。所以，传感器扩展模块可以使传感器作用于空间内的任意一个平面，任意一个方向（机身遮挡的部分除外）。因此，当四个传感器扩展模块同时作用时，四个传感器可以完全覆盖整个空间，极大的增加了传感器的作用范围。更重要的是传感器可扩展模块为机身的功能扩展提供了强有力的信息支持。机器人扩展接口，使机器人在结构上实现了功能上的扩展，而传感器扩展模块通过改变传感器的种类和方向以及数量使机器人在信息上对机器人实现了功能的扩展。功能可扩展机器人机身通过机器人机身结构上和信息上的扩展，并使之相互配合，极大的提高了机器人的功能，丰富了机器人的使用范围。

Claims (9)

1.多功能可扩展机身（1），其特征在于：所述装置包括多功能扩展接口（2），多功能传感器模块（3）。

2.根据权利要求1所述的多功能可扩展机身（1），其特征在于在机身（1）的平面上有若干个圆形的扩展接口，可通过扩展接口实现机器人多种功能的转化和扩展。

3.根据权利要求1所述的多功能可扩展机身（1），其特征在于还包括传感器扩展模块（3），其位于机身（1）的四个角上；传感器扩展模块上可装有多种传感器。

4.所述多功能传感器扩展模块（3），其特征在于所述装置包括：传感器扩展模块底座（4），底座滑环连接板（5），滑环（14），传感器扩展接口（7），齿轮（8）、（9），电机（10），蜗轮蜗杆（11）、（12），电机（13）；其中电机（13）带动蜗杆（12）运动，蜗杆（12）与涡轮（11）啮合；传感器扩展模块底座（4）通过底座滑环连接板（5）与滑环（14）连接，带动滑环（14）旋转，电机（10）带动小齿轮（9）旋转，小齿轮（9）与大齿轮（8）啮合；大齿轮（8）与滑环（14）连接带动传感器扩展接口（7）旋转。

5.根据权利要求3所述的传感器扩展模块（3）的装置，其特征在于传感器扩展模块通过底座和机身（1）的燕尾槽与机身（1）连接。

6.根据权利要求3所述的传感器扩展模块（3）的装置，其特征在于带动小齿轮（9）旋转的电机（10）是直流电机。

7.根据权利要求3所述的传感器扩展模块（3）的装置，其特征在于带动蜗杆（12）运动的电机（13）是步进电机。

8.根据权利要求3所述的传感器扩展模块（3）的装置，其特征在于步进电机（13）带动的齿轮组为蜗轮蜗杆。

9.一种扩展机器人机身功能的方法，其特征在于，机身（1）上的五个面上有若干了圆形的扩展接口（2），特定数量和不同种类的扩展插头可以与任意一个或多个扩展接口配合工作，通过不同数量和种类的扩展插头和机器人机身扩展接口的配合，可以大量扩展机器人的功能；传感器扩展模块（3）可以装有多种不同类型的传感器；此外，当机身水平放置时，传感器扩展模块（3）带有传感器可以在水平方向和竖直方向上分别进行180°的旋转运动；当机身（1）竖直放置时，传感器扩展模块（3）带有传感器同样可以在水平和竖直方向旋转；其中蜗轮蜗杆（11），（12）带动的旋转主要是为了确定传感器的作用方向，而齿轮组件（8）、（9）主要是为了带动传感器扩展接口在确定的平面内进行高速度的旋转。