[发明专利]三自由度可重构模块化机器人单元结构

说明书

本发明涉及一种三自由度可重构模块化机器人单元结构，包括球形壳体，所述球形壳体由旋转配合的上半球壳和下半球壳组成，所述上半球壳和下半球壳两者的中间均开设有槽口，所述上半球壳和下半球壳周侧设置有侧对接模块；所述上半球壳的槽口内铰接有上摆动架，所述上摆动架上端固定连接有上对接模块，所述下半球壳的槽口内铰接有下摆动架，所述下摆动架下端固定连接有下对接模块。本发明机器人单元结构具有三个自由度，提升了模块的灵活性，结构简单、可移植性好、便于安装和拆卸，便于控制，易于加工，可靠性好，可以广泛应用于场合。

技术领域

本发明涉及一种三自由度可重构模块化机器人单元结构。

背景技术

随着科技的发展，传动机器人功能单一，完全适应不了现代社会的需求，人们开始寻找一种多功能的机器人来代替，可重构模块化机器人是由多个相同智能的单元组成，可以组成不同形状的机器人，如多足机器人、蛇形机器人等，智能模块变化灵活，可以再探险、航空等领域得到应用广泛，目前已发展为我们日常生活中应用，比如烹饪机器人，扫地机器人等，未来可重构模块化机器人可能会遍及我们日常生活。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种结构简单，便于安装和拆卸的三自由度可重构模块化机器人单元结构。

本发明采用以下方案实现：一种三自由度可重构模块化机器人单元结构，包括球形壳体，所述球形壳体由旋转配合的上半球壳和下半球壳组成，所述上半球壳和下半球壳两者的中间均开设有槽口，所述上半球壳和下半球壳周侧设置有侧对接模块；所述上半球壳的槽口内铰接有上摆动架，所述上摆动架上端固定连接有上对接模块，所述下半球壳的槽口内铰接有下摆动架，所述下摆动架下端固定连接有下对接模块。

进一步的，所述球形壳体中部设置有旋转配合的上连接板和下连接板，所述上半球壳固定安装于上连接板上，所述下半球壳固定安装于下连接板上，所述上连接板上安装有用以驱动上摆动架摆动的上摆动电机以及驱动下连接板转动的旋转电机，所述下连接板上安装有用以驱动下摆动架摆动的下摆动电机。

进一步的，所述上摆动架由上左摆杆和上右摆杆组成，所述上对接模块固定连接于上左摆杆和上右摆杆上端；上左摆杆和上右摆杆下端穿设有同一根上传动轴，上左摆杆和上右摆杆两者与上传动轴之间通过花键配合。

进一步的，所述上传动轴两端转动安装于上连接板上的上左支撑架和上右支撑架上，上传动轴其中一端向外延伸出并与上摆动电机传动连接。

进一步的，所述下摆动架由下左摆杆和下右摆杆组成，所述下对接模块固定连接于下左摆杆和下右摆杆下端；下左摆杆和下右摆杆上端穿设有同一根下传动轴，下左摆杆和下右摆杆两者与下传动轴之间通过花键配合。

进一步的，所述下传动轴两端转动安装于下连接板上的下左支撑架和下右支撑架上，下传动轴其中一端向外延伸出并与下摆动电机传动连接。

进一步的，所述上连接板上侧面开设有容纳槽，容纳槽设置有相啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述容纳槽上盖设有盖板，所述旋转电机安装于所述盖板上，旋转电机的主轴穿过盖板伸入容纳槽中，所述主动齿轮安装于旋转电机的主轴上；所述上连接板和下连接板的中部开设有轴孔，所述从动齿轮下侧面具有向下穿过上连接板和下连接板上轴孔的凸轴，所述下连接板的轴孔内设置有键槽，所述凸轴侧部设置有与键槽配合的齿轮键。

进一步的，所述下连接板上侧面中部设置有沉孔，沉孔与下连接板上的轴孔形成阶梯孔结构，上连接板下侧面中部设置有向下凸起伸入沉孔中的上凸台，所述沉孔内设置有套装在上凸台上的轴承。

进一步的，所述下连接板下侧面中部设置有向上凸起的下凸台，所述下凸台侧部开设有通至键槽的径向通孔，所述径向通孔内穿设有紧定螺钉，所述齿轮键上开设有与紧定螺钉朝内一端螺纹配合的螺纹孔。