一種移動式自重構(gòu)微小型機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種移動式自重構(gòu)微小型機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]自重構(gòu)機器人由許多功能相同的基本模塊組成，通過改變各模塊間的連接狀態(tài)可重構(gòu)出不同的形狀，從而完成相應(yīng)的操作任務(wù)。然而，現(xiàn)有移動式自重構(gòu)微小型機器人的單元模塊在對接之前，均需將其姿態(tài)調(diào)整到需要的位置才能保證對接鎖緊。如中國專利200710144620.2公布的履帶式自重構(gòu)微小型機器人的單元模塊可自主移動，獨立執(zhí)行任務(wù)，但在對接重構(gòu)為整體機器人之前，各模塊需沿同一路徑做同向運動。中國專利201320260889.8涉及一種可全向運動的自重構(gòu)機器人單元模塊，該模塊具有I個主動對接面和5個被動對接面，這樣主動模塊可對接到被動模塊的五個位置，但在對接前，主動模塊還需運動至某一位置，以保證主動對接面和被動對接面平行。自重構(gòu)機器人在對接前的位姿調(diào)整過程不僅會耗用較長時間，占用較大物理空間，還嚴重減小了可重構(gòu)出的形狀數(shù)量，這極大地降低了微小型自重構(gòu)機器人的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)對接前需要位姿調(diào)整的的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、體積小、允許在單元模塊對接槽周向任一位置對接的移動式自重構(gòu)微小型機器人。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:一種移動式自重構(gòu)微小型機器人，其包括有對接單元、移動單元和定位單元，其特征是:所述對接單元包括有環(huán)形卡盤、電磁鐵、柔繩、扭簧、卡爪、卡爪固定座，所述環(huán)形卡盤周向開有一圈內(nèi)凹的環(huán)形卡槽；所述卡爪為兩只，兩只卡爪通過對接轉(zhuǎn)軸安裝到卡爪固定座上，呈交叉布置狀態(tài)，卡爪前端的卡鉤位于環(huán)形卡盤外部；所述卡爪固定座通過螺釘安裝在環(huán)形卡盤上；所述電磁鐵安裝在環(huán)形卡盤內(nèi)部，其移動軸與柔繩中部相連；所述柔繩兩端分別與兩只卡爪的尾部連接固定；所述扭簧安裝在兩只卡爪的后叉之間；電磁鐵通過移動軸向后拉動柔繩，兩只卡爪的前端相互靠攏，主動對接機器人的卡爪以前叉閉合狀態(tài)插入到被動對接機器人的環(huán)形卡槽內(nèi)；電磁鐵松開柔繩，在扭簧作用下，兩只卡爪的前端相互遠離，沿環(huán)形卡盤縱切方向張開，卡鉤鉤住環(huán)形卡槽的外邊，實現(xiàn)兩機器人的對接鎖緊；所述移動單元含有兩套由直流電機、渦輪蝸桿、主動軸、從動軸、固定座、底盤殼、帶輪和同步帶構(gòu)成的移動機構(gòu)；所述蝸桿固定在直流電機軸上，渦輪固定在主動軸前部，所述主動軸依次穿過固定座、底盤殼對應(yīng)孔后與主動帶輪相連，所述從動軸依次穿過固定座、底盤殼對應(yīng)孔后與從動帶輪相連，所述固定座固連在底盤殼上，所述同步帶套在主動帶輪和從動帶輪上；所述定位單元位于對接單元上面，含有均布在圓形支架周向上的若干套紅外發(fā)射器和紅外接收器，以及一套由凸鏡反射、攝像頭成像的全景攝像裝置。
[0005]進一步，本發(fā)明所述電磁鐵的移動軸通過連接塊與柔繩中部相連，所述移動軸端部開有凹槽和通孔，連接塊后部插入所述凹槽內(nèi)，并用螺栓與螺母配合擰緊，實現(xiàn)連接塊與電磁鐵的連接；所述連接塊前端設(shè)有柔繩插入槽和擋銷，所述柔繩穿過插入槽，兩端分別固定在卡爪尾部的柔繩固定孔內(nèi)。
[0006]進一步，本發(fā)明所述卡爪前端的卡鉤朝向外側(cè)，卡爪的后部穿過卡爪固定座的方形孔；所述對接轉(zhuǎn)軸穿過卡爪固定座和兩只卡爪上的通孔，通過擋圈卡住對接轉(zhuǎn)軸端部，將卡爪固定到卡爪固定座上。
[0007]進一步，本發(fā)明所述移動單元位于對接單元下部，其橫截面積小于對接單元的橫截面積。這避免了在多機器人對接過程中同步帶相互碰撞。
[0008]進一步，本發(fā)明所述定位單元采用紅外和全景成像復(fù)合定位方式工作。所述定位單元由圓形支架、紅外接收器、紅外發(fā)射器、凸鏡、玻璃管、玻璃管固定座和攝像頭構(gòu)成；所述紅外接收器共八套，均布在圓形支架上端面邊緣處；所述紅外發(fā)送器共十六套，均布在圓形支架周向側(cè)面上；所述凸鏡固定在圓形支架下端中部；所述玻璃管上端套住凸鏡并于圓形支架固連，下端卡在玻璃管固定座的通孔內(nèi)，所述攝像頭置于玻璃管固定座通孔內(nèi)。當凸鏡將外部光反射到攝像頭上后，攝像頭便可獲取外景圖像。
[0009]本發(fā)明采用上述組成結(jié)構(gòu)，特別是所述對接單元的電磁鐵向后拉柔繩時，兩只卡爪的前端將相互靠攏，從而實現(xiàn)卡爪閉合；當電磁鐵松開柔繩，在扭簧回復(fù)力作用下，兩只卡爪的前端將相互遠離，從而實現(xiàn)卡爪張開。在電磁鐵和扭簧的復(fù)合驅(qū)動下，兩只卡爪可沿環(huán)形卡盤縱切方向張開和閉合。兩只卡爪張開或閉合的方向平行于環(huán)形卡盤縱切方向。主動對接機器人的卡爪以閉合方式深入到被動對接機器人的環(huán)形卡槽內(nèi)，張開后其卡鉤便可鉤住環(huán)形卡槽的外邊，從而實現(xiàn)兩機器人的對接鎖緊。對照現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的環(huán)形卡盤為一環(huán)形盤狀結(jié)構(gòu)，允許卡爪在其周向環(huán)形卡槽的任一位置與之對接。這樣本發(fā)明可提供無限個對接位置，能夠重構(gòu)出更多的形狀。此外，在對接過程中，機器人不需進行位姿調(diào)整，只要保證卡爪伸入環(huán)形卡槽內(nèi)即可，極大的提高了對接效率。其結(jié)構(gòu)簡單緊湊、體積小、允許在單元模塊對接槽周向任一位置對接。增加了可重構(gòu)形狀，減小了對物理空間的要求。
【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0011]圖1是本發(fā)明整體構(gòu)成示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明中對接單元的殼體部分分解示意圖。
[0013]圖3是本發(fā)明中對接單元的對接裝置分解示意圖。
[0014]圖4是本發(fā)明中移動單元分解示意圖。
[0015]圖5是本發(fā)明中定位單元分解示意圖。
[0016]圖6是本發(fā)明對接效果示意圖。
[0017]圖中標號為:對接單元，2.移動單元，3.定位單元。1-1.上蓋，1-2.環(huán)形卡盤，1_3.下蓋，1_4.電磁鐵，1_5.電磁鐵固定座，1_6.螺釘，1-7.螺檢，1-8.螺檢，1-9.柔繩，1-10.扭簧，1-11.擋圈，1-12.墊圈，1-13.卡爪，1-14.螺釘，1-15.對接轉(zhuǎn)軸，1-16.卡爪固定座，1-17.螺母，1-18.螺母，1-19.連接塊；2-1.同步帶，2_2.同步帶輪，2-3.底盤殼，2-4.從動軸，2-5.從動軸承座，2-6.電機，2-7蝸桿，2-8.固定片，2-9.渦輪，2-10.主動軸，2-11.主動軸承座；3-1.圓形支架，3-2.紅外接收器，3-3.紅外發(fā)射器，3-4.凸鏡，3-5.玻璃管，3-6.玻璃管固定座，3-7.攝像頭。1-1-1.螺紋孔，1-1-2.通孔，1-1-3.凸邊，1-1-4.通孔；
1-2-1.螺紋孔，1-2-2.環(huán)形卡槽，1-2-3.凹槽，1-2-4.下凹邊，1-2-5.上凹邊，1-2-6.通孔，1-2-7.電線過孔；1_3-1.通孔，1_3-2.四邊，1-3-3.通孔，1_3-4.通孔；1_4-1.四槽，1~4~2.通孔；1_5-1.通孔，1_13-1.扭貪過孔，1_13-2.通孔，1-13-3.卡鉤，1-13-4.柔繩固定孔，1_16-1.通孔，1-16-2.方形孔，1_16-3.通孔，1_19-1.通孔，1-19-2.四槽，1-19-3.通孔；2_3-1.螺紋孔，2-3-2.通孔，2-3-3.通孔，2-3-4通孔，2-3-5.通孔，2-3-6螺紋孔，
2-3-7.通孔，2-5-1.螺紋孔，2-11-1.螺紋孔，2-11-2.通孔；3-5-1.通孔，3-6-1.通孔，
3-6-2.通孔。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，一種移動式自重構(gòu)微小型機器人，包括有對接單元1、移動單元2和定位單元3。
[0019]如圖2、圖3所示，本發(fā)明所述的對接單元I由外殼部分和對接裝置構(gòu)成。外殼部分包括有上蓋1-1、環(huán)形卡盤1-2和下蓋1-3。所述環(huán)形卡盤1-2的周向設(shè)有一圈內(nèi)凹的環(huán)形卡槽1-2-2，其上端面設(shè)有凹槽1-2-3和上凹邊1-2-4，當上蓋1_1的凸邊1_1_3插入上述凹槽1-2-3，并用螺釘通過通孔1-1-4擰緊后，可將上蓋1-1固定在環(huán)形卡盤1-2上部。當下蓋1-3扣合到環(huán)形卡盤1-2下部，并保證凹邊1-3-2和下凹邊1-2-4重合時，用螺釘經(jīng)通孔1-3-3與螺紋孔1-2-1擰緊后，可將下蓋1-3固定在環(huán)形卡盤1-2下部。
[0020]如圖3所示，對接裝置主要由電磁鐵1-4、電磁鐵固定座1-5、柔繩1-9、扭簧1_10、卡爪1-13、連接塊1-19及相關(guān)緊固件構(gòu)成。所述電磁鐵固定座1-5的上下面均開有通孔1-5-1，當螺釘1-6依次穿過通孔1-2-6、通孔1-5-1并擰入電磁鐵1_4下部螺紋孔內(nèi)后，可將電磁鐵1-4固定在環(huán)形卡盤1-2內(nèi)部相應(yīng)