[发明专利]履带式自重构微小型机器人

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种微小型机器人，具体涉及一种履带式自重构微小型机器人。

(二)背景技术

自重构机器人是由许多功能相同的基本模块组成，通过改变各个模块间的连接状态使之重构为不同形状的机器人。经对现有的国内外文献检索发现，已有的自重构机器人单元模块都不具备独立运动作业能力，只能以多个模块连接而成的整体状态进行重构变形来适应环境，其中比较成熟的机器人原型如美国Palo Alto研究中心研制的链式自重构机器人PolyBot，日本国家先进科技研究所研制的自重构机器人M-TRAN，单元模块都必须依赖于整体进行重构和作业，具有作业效率低的缺点，而且整体机器人依靠与地面摩擦实现滑移运动，移动速度较低，实用性较差。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种是单元机器人可简单重构、多个机器人可自主重构的履带式自重构微小型机器人。

本发明的目的是这样实现的：它包括履带总成、安装在履带总成上的一对推进机构、一对弯举机构、超声机构和由弯举机构驱动的重构机构，推进机构由微型直流电机、连接微型直流电机的行星减速器和连接行星减速器的主动轮组成，弯举机构由直流盘式电机、与直流盘式电机相连的谐波减速器和连接杆组成，弯举机构连接连接杆，重构机构内设置有微型摄像头。

本发明还有这样一些技术特征：

1、所述的履带总成左右两侧设置有两个腔体，其中一个腔体内设置有可伸缩超声探测机构，另一腔体内设置有控制系统、驱动器和电池；

2、所述的行星减速器的输出轴通过紧定螺钉3与连接盘面7固连，连接盘面与主动轮经螺钉固连；由电机端盖1与电机外筒11组成腔体，行星减速器输出轴经水封4、水封盖2与嵌在轴承座6中的轴承5配合，主动轮与以电机外筒为内轴的轴承8配合构成双轴承支撑结构；

3、所述的直流盘式电机3经过渡件2与谐波减速器4相连，输出轴10经螺钉与谐波减速器法兰固连；由电机端盖8与电机外筒5组成腔体，谐波减速器输出轴经水封11后经轴承9支承以增加输出刚度；被动轮13由以电机外筒5为内轴的轴承1、以电机输出端盖8为内轴的轴承12支承构成双轴承支承结构。

本发明针对现有自重构机器人单元模块无法进行自主运动作业及实用性差的缺点，提出了一种基于模块化设计的履带式自重构微小型机器人，可独立运动作业，并可进行简单重构变形，多个机器人可自主重构。本发明的单元机器人可自主移动、独立执行任务，腔体密封，具有一定防水防尘功能。它采用独立模块化设计，通过弯举机构驱动连接杆1旋转可完成简单重构改变机器人自身形状。

多个单元机器人之间通过超声波及视觉定位实现自主对接，重构为整体机器人实现多种构形，如环形、蛇形等，进行移动、越障，从而提高整体移动速度、越障能力、环境适应能力。

(四)附图说明

图1-图5为履带式自重构微小型机器人示意图；

图6为驱动机构机械结构示意图；

图7为弯举机构机械结构示意图；

图8为一体化舱体结构示意图。

(五)具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明：

结合附图，本实施例包括履带总成3、安装在履带总成3上的一对推进机构5、一对弯举机构6、超声机构7和重构机构8，推进机构5由微型直流电机19、连接微型直流电机19的行星减速器20和连接行星减速器20的主动轮23组成，弯举机构6由直流盘式电机33、与直流盘式电机33相连的谐波减速器34和连接杆组成，弯举机构连接连接杆，重构机构内设置有微型摄像头，履带总成包络机构本体。结合图1，本实施例单元机器人外形尺寸220mm×160mm×60mm，自重1.2Kg。本实施例包括两个腔体，其中一个腔体内放置可伸缩超声探测机构，另一腔体内放置控制系统、驱动器和电池。

结合图1-图2，左右两个推进机构5驱动与之啮合的履带3，当两个驱动机构驱动速度和驱动方向相同时，机器人实现直线运动，当两个驱动机构速度不同驱动方向不同时，机器人实现偏移运动或转向运动。左侧弯举机构6驱动与另一侧机体固连的连接杆1旋转，使两侧机体展开，实现单元机器人自身的简单重构如8。在重构过程中，右侧弯举机构6驱动与相邻模块连接的重构机构4，可将相邻模块在±90度范围内弯举。