CN218055420U - 一种模块化六足可变机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模块化六足可变机器人，它适用于机器人领域，其：包括主体模块、设置在所述主体模块内部的控制模块、与所述控制模块输出端电连接的仿生模块和与所述控制模块输入端电连接的感知模块，所述仿生模块与主体模块可拆卸连接，所述感知模块固定设置在主体模块上；本实用新型结构简单、设计新颖，实用性高，可适用于多种场合，能根据现场需要在主体模块上需求搭载不同的模块，实现不同的功能，还可以根据不同的通道选择不同的仿生模块，实现不同的轮腿组合方式，模块化设置的机器人适配性好，维修和更换都很方便，为机器人的健康发展指明了方向。

Description

一种模块化六足可变机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，具体的说是一种模块化六足可变机器人。

背景技术

随着机器人的普及，为人们的生活带来了翻天覆地的变化。目前所有的机器人均采用固定化设计、功能单一，固定的安装方式，无法应用于多种场合，当其中一个部件损坏整个机器人就得报停维修，影响工作的顺利进行，后期保养维护不方便，报废率高。

仿生六足机器人具有很强的越障能力和环境适应性,能根据不同的环境顺利实现轮腿切换，然而轮腿组合方式单一，当遇到狭窄通道时机器人无法通过。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种模块化六足可变机器人，采用模块化设置，可根据不同的需要搭载不同的模块，行使不同的功能，还可以根据通道选择不同的仿生模块确保机器人顺利通过。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型包括主体模块、设置在所述主体模块内部的控制模块、与所述控制模块输出端电连接的仿生模块和与所述控制模块输入端电连接的感知模块，所述仿生模块与主体模块可拆卸连接，所述感知模块固定设置在主体模块上。

进一步的,所述仿生模块包括对称设置在主体模块两侧的仿生肢，所述仿生肢包括第一仿生肢、第二仿生肢和第三仿生肢，所述第一仿生肢和第三仿生肢的末端均固定设有车轮。

进一步的,所述所述仿生肢为三关节结构，所述三关节包括第一关节、第二关节和第三关节。

进一步的,所述第一关节包括第一舵机和第一连接臂，所述第一舵机的一端通过舵盘与主体模块可拆卸连接，所述第一舵机的另一端与第一连接臂的一端连接，所述第一舵机与设置在主体模块内的舵机驱动板电连接，所述舵机驱动板与控制模块的输出端电连接。

进一步的,所述第二关节包括第二舵机和第二连接臂，所述第二舵机的一端与第一连接臂的另一端连接，第二舵机的另一端与第二连接臂的一端连接，所述第二舵机与设置在主体模块内的舵机驱动板电连接，所述舵机驱动板与控制模块的输出端电连接。

进一步的,所述第三关节包括第三舵机、舵机支架和支足，所述第三舵机的一端与第二连接臂的另一端连接，第三舵机的另一端与舵机支架的一端连接，舵机支架的另一端与支足连接，所述第三舵机与设置在主体模块内的舵机驱动板电连接，所述舵机驱动板与控制模块的输出端电连接。

进一步的,所述车轮通过联轴器与减速机连接，所述减速机与设置在主体模块内的电机驱动板连接，所述电机驱动板与控制模块的输出端电连接。

进一步的,所述减速机的一端与舵机支架固定，减速机的另一端通过固定支架与舵机支架固定。

进一步的,所述减速机穿过舵机支架与固定支架固定，所述固定支架与第二连接臂固定。

进一步的,所述主体模块上活动设有搭载模块。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的有益效果是：

本实用新型结构简单、设计新颖，实用性高，可适用于多种场合。能根据现场需要在主体模块上需求搭载不同的模块，实现不同的功能。还可以根据不同的通道选择不同的仿生模块，实现不同的轮腿组合方式。模块化设置的机器人适配性好，维修和更换都很方便，为机器人的健康发展指明了方向。

附图说明

图1是本实用新型第一种腿式结构示意图；

图2是本实用新型第一种轮式结构示意图；

图3是本实用新型第一种轮与腿固定的结构示意图；

图4是本实用新型第二种腿式结构示意图；

图5是本实用新型第二种轮式结构示意图；

图6是本实用新型第二种轮与腿固定的结构示意图。

其中，1、仿生肢；1-1、第一仿生肢；1-2、第二仿生肢；1-3、第三仿生肢；2、主体模块；3、舵机驱动板；4、车轮；5、电机驱动板； 11、第一舵机；12、第一连接臂；13、第二舵机；14、第二连接臂；15、第三舵机；16、舵机支架；17、联轴器；18、固定支架；19、减速机；20、支足。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明：

一种模块化六足可变机器人，如图1-6所示，其包括主体模块2、设置在所述主体模块2内部的控制模块、与所述控制模块输出端电连接的仿生模块和与所述控制模块输入端电连接的感知模块，所述仿生模块包括固定设置在主体模块2两侧的仿生肢1，所述感知模块可以为全景相机、智能摄像头或小型热成像相机等以适应不同任务需求，选配不同的感知模块。在执行任务过程中如果发生损坏，可迅速更换继续执行任务，工作效率大大提高、节约了后期保养成本。

所述感知模块固定在主体模块2上，能将拍摄的画面实时传递给控制模块的输入端，控制模块接到该信息后进行比较、分析和判断后分别向舵机驱动板3或/和电机驱动板5发出命令，控制组成仿生模块的仿生肢1和车轮4完成不同的工作，实现不同的运动。

所述主体模块2包括由铜柱紧固连接的上支撑板和下支撑板，所述上支撑板和下支撑板形状相同，大小相同； 其中，支撑板由钢板搭建而成，具有较高的强度和结构稳定性，有利于机器人在崎岖环境中应对侧翻、颠簸、撞击、倾覆、翻转等运动状况。上、下支撑板之间设有控制模块、电机驱动板5、舵机驱动板3和为控制模块供电的电池组。

所述主体模块2上活动设有搭载模块。根据不同场合、不同的需要在主体模块2上可搭载不同的设备，需要火灾救援的时候可搭载机械臂在火灾内实现清障或输送防火、防烟的用具；还可以搭载雷达用以扫描周围环境，辅助机器人在火场内的救援工作，还可以搭载灭火器用于灭火等；还可以根据需要搭载无人机辅助救援。救援过程中一旦搭载模块损坏，可拆卸下来立即更换备用的搭载模块，对整个救援工作不会产生任何影响，工作效率有保证。

如图1和图2，图4和图5所示，所述仿生模块包括对称设置在主体模块2两侧的仿生肢1，所述仿生肢1为三关节结构，所述三关节包括第一关节、第二关节和第三关节。控制模块根据感知模块传递的信息，通过舵机驱动板3和电机驱动板5实时控制三关节的动作，实现六足仿生机器人的前行、后退和左右转动。

如图3和图6所示，所述第一关节包括第一舵机11和第一连接臂12，所述第一舵机11的一端通过舵盘与主体模块2可拆卸连接，所述第一舵机11的另一端与第一连接臂12的一端连接，所述第二关节包括第二舵机13和第二连接臂14，所述第二舵机13的一端与第一连接臂12的另一端连接，第二舵机13的另一端与第二连接臂14的一端连接，所述第三关节包括第三舵机15、舵机支架16和支足20，所述第三舵机15的一端与第二连接臂14的另一端连接，第三舵机15的另一端与舵机支架16的一端连接，舵机支架16的另一端与支足20连接，所述第一舵机11、第二舵机13和第三舵机5均与设置在主体模块2内的舵机驱动板3电连接，所述舵机驱动板3与控制模块的输出端电连接。

控制模块根据感知模块的输入信息向舵机驱动板3发出命令，舵机驱动板3根据命令指示分别控制第一舵机11正转、反转或停转实现整个仿生肢1的前进、后退或停止；控制第二舵机13正转、反转或停转控制第二连接臂14、舵机支架16和支足20的抬高、下落或不动；控制第三舵机15正转、反转或停转控制舵机支架16与支足20紧固连接的腿部分的抬高、下落与不动，每个仿生肢1在三个舵机相互作用下，实现六足机器人的前行、后退和左右转。

如图1-2和图4-5所示，所述仿生肢1包括第一仿生肢1-1、第二仿生肢1-2和第三仿生肢1-3，所述主体模块2一侧的第一仿生肢1-1、第三仿生肢1-3和另一侧的第二仿生肢1-2为一组形成一个三角型支架，所述主体模块2另一侧的第一仿生肢1-1、第三仿生肢1-3和一侧的第二仿生肢1-2为另一组形成另一个三角形支架。上述两组三角形支架相当于机器人的一组摆动足和一组支撑足，六足机器人在行进的过程中摆动足和支撑足交替前行、交替后退和交替的左右转。无论前行、后退还是左右转的过程中，两组均以三角形支架形式交替行进，当一组为摆动足时，另一组为原地不动支撑着整个身体，不论是摆动足的一组还是原地不动的一组都以三角形支架形式与地面接触，所以六足机器人行进过程稳定，整体平衡性好。可以达到很好的越障和攀爬能力。

所述仿生模块与主体模块2可拆卸连接，为了兼顾机器人在非结构化地形的环境适应能力和运动速度，所述仿生模块设置成了轮腿切换的形式（具体轮腿切换过程在另一篇申请文件《一种轮腿切换机器人》中有详细的记载）。

该仿生模块不仅能实现轮腿切换，还可根据不同的环境选择不同的仿生模块，确保机器人的顺利通过。如果环境宽敞，可搭载实施例一的仿生模块；当环境相对比较狭窄的时候，可搭载实施例二的仿生模块，上述两种仿生模块的不同仅仅在于车轮4与仿生肢1的连接位置不同，下面进行详细的描述。

所述第一仿生肢1-1和第三仿生肢1-3的末端均固定设有车轮4。所述车轮4通过联轴器17与减速机19连接，所述减速机19与设置在主体模块2内的电机驱动板5连接，所述电机驱动板5与控制模块的输出端电连接。在腿式移动向轮式移动转化的过程中，控制模块通过舵机驱动板3和电机驱动板5完成轮腿运动方式的切换以后，然后控制模块通过电机驱动板5控制减速机19的正转、反转和停转实现六足机器人的轮式移动。其运行过程像四轮汽车一样平稳，车轮4采用全向轮系，在保证运行速度的同时，可实现任意方向的平移，可进行任意复杂的弧线运动，具有优异的机动性。

实施例一：如图1-3所示，所述减速机19穿过舵机支架16与固定支架18固定，所述固定支架18与第二连接臂14固定。车轮4穿过支足20上方的舵机支架16与第二连接臂14固定，减速机19设置在第二连接臂14的下方，这时，车轮4设置在第二连接臂14的正前方，整个机器人在轮式移动的时候占据的空间相对较大，适合在比较宽敞的环境下移动。

实施例二：如图4-6所示，所述减速机19的一端与舵机支架16固定，减速机19的另一端通过固定支架18与舵机支架16固定。减速机19和固定支架18均设置在舵机支架16内，此时，车轮4设置在第二连接臂14的一侧，整个机器人在轮式移动的时候占据的空间相对较小，可以在相对狭窄的环境下移动。

综上，该机器人适配性好，可实现模块化的更换和选择。可根据需要选择不同功能的搭载模块，还可以根据地形要求选择不同的仿生模块。实用性大大提高，适用于不同场合、不同场景，实现多种功能。

最后应该说明的是：上述实施例只是为清楚说明本实用新型而做的举例，绝非对实施方式的限定。对所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，在此无法对所有的实施方式进行穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本实用新型的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种模块化六足可变机器人，其特征在于：包括主体模块（2）、设置在所述主体模块（2）内部的控制模块、与所述控制模块输出端电连接的仿生模块和与所述控制模块输入端电连接的感知模块，所述仿生模块与主体模块（2）可拆卸连接，所述感知模块固定设置在主体模块（2）上；

所述仿生模块包括对称设置在主体模块（2）两侧的仿生肢（1），所述仿生肢（1）包括第一仿生肢（1-1）、第二仿生肢（1-2）和第三仿生肢（1-3），所述第一仿生肢（1-1）和第三仿生肢（1-3）的末端均固定设有车轮（4）。

2.根据权利要求1所述的一种模块化六足可变机器人，其特征在于：所述仿生肢（1）为三关节结构，所述三关节包括第一关节、第二关节和第三关节。

3.根据权利要求2所述的一种模块化六足可变机器人，其特征在于：所述第一关节包括第一舵机（11）和第一连接臂（12），所述第一舵机（11）的一端通过舵盘与主体模块（2）可拆卸连接，所述第一舵机（11）的另一端与第一连接臂（12）的一端连接，所述第一舵机（11）与设置在主体模块（2）内的舵机驱动板（3）电连接，所述舵机驱动板（3）与控制模块的输出端电连接。

4.根据权利要求2所述的一种模块化六足可变机器人，其特征在于：所述第二关节包括第二舵机（13）和第二连接臂（14），所述第二舵机（13）的一端与第一连接臂（12）的另一端连接，第二舵机（13）的另一端与第二连接臂（14）的一端连接，所述第二舵机（13）与设置在主体模块（2）内的舵机驱动板（3）电连接，所述舵机驱动板（3）与控制模块的输出端电连接。

5.根据权利要求2所述的一种模块化六足可变机器人，其特征在于：所述第三关节包括第三舵机（15）、舵机支架（16）和支足（20），所述第三舵机（15）的一端与第二连接臂（14）的另一端连接，第三舵机（15）的另一端与舵机支架（16）的一端连接，舵机支架（16）的另一端与支足（20）连接，所述第三舵机（15）与设置在主体模块（2）内的舵机驱动板（3）电连接，所述舵机驱动板（3）与控制模块的输出端电连接。

6.根据权利要求1所述的一种模块化六足可变机器人，其特征在于：所述车轮（4）通过联轴器（17）与减速机（19）连接，所述减速机（19）与设置在主体模块（2）内的电机驱动板（5）连接，所述电机驱动板（5）与控制模块的输出端电连接。

7.根据权利要求6所述的一种模块化六足可变机器人，其特征在于：所述减速机（19）的一端与舵机支架（16）固定，减速机（19）的另一端通过固定支架（18）与舵机支架（16）固定。

8.根据权利要求6所述的一种模块化六足可变机器人，其特征在于：所述减速机（19）穿过舵机支架（16）与固定支架（18）固定，所述固定支架（18）与第二连接臂（14）固定。

9.根据权利要求1-8任一项所述的模块化六足可变机器人，其特征在于：所述主体模块（2）上活动设有搭载模块。

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