[发明专利]一种可重构的模块化机器人单元结构

权利要求书

1.一种可重构的模块化机器人单元结构，其特征在于，包括：机器人机身本体，所述机器人机身本体上设置有直线伸缩关节，所述直线伸缩关节连接旋转关节，所述旋转关节末端连接对接装置；

所述机器人机身本体为多棱柱框架，多棱柱框架的内壁设有丝杆电机，在多棱柱框架的外壁连接有至少三条臂，且所述臂呈正多角形分布，每条臂由直线伸缩关节、旋转关节和对接装置构成；

所述直线伸缩关节包括连接件、导轨、滑块、导轨支承件、T型螺母、光电开关支架、光电开关挡板和光电开关，其中：导轨支承件一边连接在多棱柱框架的外壁上、另一边支承导轨，滑块套在导轨上；连接件为U型或四边形框架，连接件的底面固定连接在滑块上，连接件的一侧面与旋转关节的舵机连接、另一侧面与T型螺母连接，T型螺母套在丝杆电机的丝杆上，丝杆电机转动丝杆带动T型螺母和连接件做直线运动；光电开关支架一边固定于多棱柱框架的外壁上、另一边上安装光电开关，光电开关挡板设置在连接件上并随连接件做直线运动；

所述旋转关节包括扁平U型连接件和舵机，其中：舵机与扁平U型连接件连接，扁平U型连接件与U型连接件连接；

所述对接装置与旋转关节中的舵机连接；

直线伸缩关节在丝杆电机的带动下沿导轨方向做直线往返运动，旋转关节在舵机的驱动下实现旋转运动并带动对接装置沿舵机的输出轴转动。

2.根据权利要求1所述的一种可重构的模块化机器人单元结构，其特征在于，所述丝杆电机外露丝杆的长度等于T型螺母的长度与T型螺母直线运动行程之和。

3.根据权利要求1所述的一种可重构的模块化机器人单元结构，其特征在于，所述连接件的运动受到导轨与滑块的限制，只能进行直线往复运动。

4.根据权利要求3所述的一种可重构的模块化机器人单元结构，其特征在于，所述连接件的两侧面间的距离大于T型螺母直线运动的行程。

5.根据权利要求1所述的一种可重构的模块化机器人单元结构，其特征在于，所述导轨支承件为T型或L型，导轨支承件短边连接在多棱柱框架的外壁上，导轨连接在导轨支承件的长边上。

6.根据权利要求5所述的一种可重构的模块化机器人单元结构，其特征在于，所述导轨支承件的长边靠近多棱柱框架的部分比其他部分宽，从而保证支承件的强度与刚度；远离多棱柱框架的部分比其他部分窄，从而保证不会对光电开关挡板的运动产生干涉。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种可重构的模块化机器人单元结构，其特征在于，所述光电开关支架为T型或L型，光电开关支架的短边固定于多棱柱框架的外壁上、长边上安装光电开关，所述光电开关的安装距离等于T型螺母直线运动的行程。

8.根据权利要求7所述的一种可重构的模块化机器人单元结构，其特征在于，所述光电开关挡板安装位置以满足能够顺利通过两个光电开关，并在T型螺母处于直线运动的两个极限位置时，光电开关挡板刚好能够挡住光电开关的光信号通路，光信号的通断反馈给控制电路，控制电路对丝杆电机断电，从而保证滑块及连接件的直线运动不会超出导轨的范围。

9.根据权利要求8所述的一种可重构的模块化机器人单元结构，其特征在于，所述光电开关挡板移动平面位于光电开关信号发射点与接收点之间。