[发明专利]一种组合式移动机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种组合式移动机器人。

背景技术

智能移动机器人，是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。它集中了传感器技术、信息处理、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果，代表机电一体化的最高成就，是目前科学技术发展最活跃的领域之一。随着机器人性能不断地完善，移动机器人的应用范围大为扩展，不仅在工业、农业、医疗、服务等行业中得到广泛的应用，而且在城市安全、国防和空间探测领域等有害与危险场合得到很好的应用。因此，运动机器人技术已经得到世界各国的普遍关注。

移动机器人的研究始于60年代末期。斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen和Charles Rosen等人，在1966年至1972年中研发出了取名Shakey的自主移动机器人。目的是研究应用人工智能技术，在复杂环境下机器人系统的自主推理、规划和控制。

根据移动方式来分，可分为:轮式移动机器人、步行移动机器人(单腿式、双腿式和多腿式)、履带式移动机器人、爬行机器人、蠕动式机器人和游动式机器人等类型；

移动机器人具有移动功能，在代替人从事危险、恶劣(如辐射、有毒等)环境下作业和人所不及的(如宇宙空间、水下等)环境作业方面，比一般机器人有更大的机动性、灵活性。

移动机器人是一种在复杂环境下工作的，具有自行组织、自主运行、自主规划的智能机器人，融合了计算机技术、信息技术、通信技术、微电子技术和机器人技术等。

传统的机器人，都为一个整体，在移动中移动的方式，形状不能做出太大的改变。面对复杂的环境，例如管道，废墟中移动，传统的移动方式将会受到极大的限制；传统的机器人的控制核心集中，因此，中央控制系统发挥极大作用。一旦中央控制系统出现故障，整个机器人极有可能发生瘫痪；传统的机器人每个部件都有不同的功能。因此部件间部件的兼容性差；传统机器人的适用面窄，面对特定工作环境需要设计特定的机器人，需要花费更多的财力物力。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种组合式移动机器人，包括多个可独立控制模块，各个可独立控制模块之间通过磁力进行联系，所述可独立控制模块为正方形，其每个面上都有两条相互垂直的的凹槽，所述凹槽将每个面平分为四个区域；

所述可独立控制模块由外壳、动力装置、控制装置和供电装置组成，所述动力装置是由24个相互独立小型电磁铁组成的矩阵结构，通过相应位置电磁铁的开关和产生不同方向的磁力，来控制各个可独立控制模块之间的相对运动，在可独立控制模块的每个面上分别安装有4个电磁铁，这四个电磁铁分别位于由凹槽分出的四个区域中；所述控制装置采用Arduino开发板，所述供电装置由锂电池构成；

所述动力装置的电磁铁由绕行线圈、塑料保护外壳、电流输入管脚和铁芯组成，将铁芯两端安装塑料保护外壳，并将绕行线圈穿过塑料保护外壳的外侧绕行在铁芯上，所述塑料保护外壳的底端引出电流输入管脚。优选的，所述外壳可由ABS塑料构成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明每个模块相互独立，可通过其内部电磁铁的开关及方向的改变来控制其移动。当组合式机器人的模块数量达到一定的数目时(一般超过3个)，他们可以随意改变其形状来适应于不同的环境，尤其在管道，废墟这些复杂的地形中，其移动特点将会发挥出极大的优势。面对一些特殊环境无需设计专用机器人，只需通过设计控制系统程序便可得到适应特定环境特定移动方式的组合机器人，节约使用成本。

(2)本发明的组合式机器人的控制部分分散于每个模块之中，且都相互独立，因此不受其他模块的影响。所以当一个模块的控制系统出问题不影响其他模块的控制，削弱了控制系统的权利，使得机器人的控制更加灵活。

(3)本发明的组合式机器人的每个模块相互独立，且除了控制系统内编写的程序有所不同外，其他部分完全相同。因此，组合式机器人具有极大的兼容性，当一个模块发生故障时，只需将其所编写的程序拷贝到一个新的模块中，新模块就可以替代旧模块，提高了机器人的运行和检修效率。

附图说明

图1为本发明结构简图；

图2为本发明结构示意图；

图3为本发明可独立控制模块结构示意图；

图4为本发明电磁铁的剖面结构示意图；

图5为本发明中各电磁铁的位置标注示意图。

图6为本发明实施例1的示意图；

图7为本发明实施例2的示意图；