[实用新型]截半立方体的模块化机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种截半立方体的模块化机器人。

背景技术

现有的大多数模块化机器人系统都属于同构机器人系统，即构成系统的各个机器人模块是相同的。依据模块连接的几何拓扑关系，模块化机器人系统被分为链式和晶格式两大类。

链式系统中的机器人模块通常以链状或树状拓扑连接在一起，因此总体结构属于串联。这种链式设计曾经被广泛地应用在早期的模块化机器人系统中。晶格式系统也是由许多模块连接而成，但是模块之间的连接是在二维乃至三维空间内完成的，它拥有更多的连接拓扑。晶格式系统潜在的构型取决于模块单元的几何属性和连接器的设计，方块和球形是备受推崇的晶格式模块的几何外形选择方案。与链式系统相比，晶格式系统中的每个模块配备了更多的连接器，因此在使用相同数目模块的前提下，晶格式系统拥有更多潜在的构型选择。新近涌现的一些模块化机器人系统拥有混合式连接拓扑，在这些系统中模块可以被连接为简单的串式结构或三维复杂结构。

发明内容

本实用新型的目的是尽最大化的提高机器人模块的可用性。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型截半立方体的模块化机器人，由模块单元组成，所述模块单元包括驱动正三角形框、电机固定器、正六边形框、直流伺服电机、减速装置、中心轴、中心轴固定部件和旋转正三角形框，所述电机固定器安装在所述驱动正三角形框上，所述伺服电机通过所述电机固定器安装在所述正六边形框上，所述减速装置通过所述减速固定部件安装在所述中心轴上，并与所述直流伺服电机连接，所述中心轴通过所述中心轴固定部件安装在所述旋转正三角形框上。

进一步的，所述减速机构包括外齿轮、内齿轮和齿轮减速固定板，所述外齿轮与伺服电机连接，所述内齿轮设置在正六边形框上，所述内、外齿轮通过所述齿轮减速部件配合控制。

进一步的，所述正六边形框有2个，一个设置在所述伺服电机下方，一个设置在所述伺服电机上方。

本实用新型提出的这种设计方案，即通过沿任意一个正六边形面(由封闭的六条棱构成的正六边形面)对等地切开一个截半立方体，每一半都有三个正方形面和四个正三角形面，这样的半个“截半立方体”被称为“正三角台塔”，它是约翰逊立体的一种。两个“正三角塔台”通过一套简单的旋转机构连接起来，这样，整个机器人模块便具备了一个旋转自由度。如果将截半立方体机器人模块的任意方向旋转六分之一圈，就会得到另一种约翰逊立体。然而如果旋转三分之一圈，得到的就还是一个截半立方体。为了以后的描述方便，本专利说明书定义模块的标准初始状态为截半立方体。

附图说明

图1：截半立方体模块化机器人的一个模块单元的结构图。

图2：模块单元中正三角形顶框。

图3：模块单元中正六边形底框。

图4：模块单元中减速装置的外齿轮。

图5：模块单元中减速装置的内齿轮。

具体实施方式

以下结合附图说明对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型截半立方体的模块化机器人，由模块单元组成包括驱动正三角形框(1)、电机固定器(2)、正六边形框(12)、直流伺服电机(3)、减速装置、中心轴(6)、中心轴固定部件(8)或(10)和旋转正三角形框(7)，所述电机固定器(2)安装在所述驱动正三角形框(1)上，所述直流伺服电机(3)通过所述电机固定器(2)安装在所述正六边形框(12)上，所述减速装置通过所述减速固定部件(11)安装在所述中心轴(6)上，并与所述直流伺服电机(3)连接，所述中心轴(6)通过所述中心轴固定部件(8)安装在所述旋转正三角形框上，所述减速机构包括外齿轮(4)、内齿轮(5)和齿轮减速固定板(9)，所述外齿轮(4)与直流伺服电机(3)连接，所述内齿轮设置在正六边形框(12)上，所述内、外齿轮(5)(4)通过所述齿轮减速固定板(9)配合控制，所述正六边形框(12)有2个，一个设置在所述直流伺服电机(3)下方，一个设置在所述直流伺服电机(3)上方。

为了简化制造过程和减轻机器人自重，此方案采用了框架一面板拼装式设计，如图1所示，部件1，7和12为结构框架；部件3是直流伺服电机，2为此电机的固定器；代号5和4的一对内、外齿轮构成了此机器人模块的减速装置，9和11用于固定齿轮减速器；此机器人模块的中心轴代号为6，部件8和10用来固定此轴。在此设计中，1(7)和12分别为正三角形顶框和正六边形底框，框架上预留的一系列安装孔用于外面板的拼装。