[实用新型]一种单链式模块化自重构机器人

摘要

一种单链式模块化自重构机器人，由至少一个单元模块构成，所述单元模块包括依次连接的前臂、伸缩臂和后臂；具有两个俯仰关节、两个旋转关节以及一个伸缩关节，通过控制前后臂的翻转舵机与伸缩臂的伸缩电机相互间地配合实现蠕虫式运动，前后臂与伸缩臂之间设有旋转电机构成的旋转关节，且前后臂及伸缩臂外形均为圆形，通过控制旋转电机可以实现轮式机器人的运动方式，两端旋转电机的差分驱动也可以实现原地旋转、拐弯，本实用新型的模块化自重构机器人具备崎岖地形所需的蠕动式运动，还可以在平地上完成高效的轮式运动。

主权项

一种单链式模块化自重构机器人，其特征是由至少一个单元模块构成，所述单元模块包括依次连接的前臂、伸缩臂和后臂；前臂包括前臂U形框、前臂圆柱形外框、前臂翻转舵机、前臂舵机架、对接电机、对接齿轮和对接锥头，所述前臂U形框由两块侧板和一块底板组成，底板设有平行的两条边，两条边之间为圆弧连接，所述圆弧的延长线构成一个完整的圆，两块侧板对称设置在两个圆弧边上，底板中心设有圆孔，对接齿轮和对接锥头穿过所述圆孔固定连接，底板卡在对接锥头和对接齿轮之间；对接电机固定在前臂U形框内侧，对接电机的输出轴带动对接齿轮转动；前臂翻转舵机通过前臂舵机架固定在前臂圆柱形外框内，前臂U形框的两块侧板与前臂圆柱形外框的侧壁铰支连接，前臂翻转舵机的输出轴套接一输出盘，所述输出盘与一块侧板固定连接，前臂翻转舵机的电机轴与所述铰支连接的铰支点在同一直线上，构成第一俯仰关节；前臂圆柱形外框相对前臂U形框的另一侧设有凸台，凸台上固定有前臂旋转齿轮；后臂包括后臂U形框、后臂圆柱形外框、后臂翻转舵机和后臂舵机架，所述后臂U形框与前臂U形框除底板中心圆孔外，其余部分结构一致，后臂U形框底板中心为对应对接锥头的卡接孔，对接锥头侧面设有卡齿，卡接孔直径与对接锥头一致，设有对应所述卡齿的卡槽，两个单元模块连接时，对接锥头对应卡槽位置穿过卡接孔，旋转后，卡齿卡在卡接孔未设卡槽的边缘，实现卡接；后臂翻转舵机通过后臂舵机架固定在后臂圆柱形外框内，后臂U形框的两块侧板与后臂圆柱形外框的侧壁铰支连接，后臂翻转舵机的输出轴套接一输出盘，所述输出盘与一块侧板固定连接，后臂翻转舵机的电机轴与所述铰支连接的铰支点在同一直线上，构成第二俯仰关节；后臂圆柱形外框相对后臂U形框的另一侧设有凸台，凸台上固定有后臂旋转齿轮；伸缩臂包括前伸缩块、后伸缩块、导杆、丝杆、丝杆螺母、伸缩齿轮和伸缩电机，所述前、后伸缩块包括圆柱形外壳、圆形盖、旋转电机、PCB电路板和轴承安装面，圆形盖与轴承安装面分别作为圆柱形外壳的两个底面，轴承安装面的中心设置轴承，所述前臂的凸台和后臂的凸台穿过轴承，前臂旋转齿轮和后臂旋转齿轮直径大于轴承内径，卡在轴承上，PCB电路板设置在圆柱形外壳内，旋转电机安装在PCB电路板上，前、后伸缩块旋转电机的输出轴分别与前臂旋转齿轮和后臂旋转齿轮啮合联动，构成2个旋转关节；两个圆形盖分别对应设有至少两个导杆孔、一个丝杆孔，圆形盖的导杆孔中穿过导杆实现两个圆形盖的轴向活动连接，至少一个丝杆孔上设置丝杆螺母，丝杆穿过丝杆螺母，伸缩电机设置在前、后伸缩块任一个的圆形盖上，并设置在伸缩块内部，丝杆 对应伸缩电机的一端套接伸缩齿轮，伸缩电机的输出轴通过伸缩齿轮带动丝杆旋转，带动两个伸缩块沿着导杆平移，构成伸缩关节。