CN103538064B - 魔棒机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种魔棒机器人，包括多组驱动单元，所述驱动单元为楔形且相互串联，所述驱动单元包括控制器、提供驱动力的舵机、承载所述舵机的支架以及和所述舵机相连接且由所述舵机驱动旋转的齿轮，相邻的驱动单元在所述齿轮的驱动下可产生转动。本发明魔棒机器人稳定性好，可承受较重的负载，可作特种机械臂、智能支架使用，在安装微型摄影机和移动工具等附件后，能具有良好的地形适应能力和监测能力，可在有辐射、有粉尘、有毒的环境下工作，也可在地震塌方的废墟中工作，执行侦察任务。

Description

魔棒机器人

技术领域

本发明涉及机械制造领域，且特别涉及一种魔棒机器人。

背景技术

现有技术关于蛇形机器人的研究已经非常多，例如申请号为02109369.5的专利公开了一种蛇形机器人，该蛇形机器人是由蛇头、蛇尾、若干个节端、普通钢丝弹簧、形状记忆合金(SMA)弹簧和足主要部件构成。节端和节端之间用固定在节端上普通钢丝弹簧和四个形状记忆合金(SMA)弹簧联接起来，其他各节端上都装置能控制足伸出、收回的机构。该控制机构是由装在节端的形状记忆合金(SMA)弹簧、连杆、弹簧片和滑倒组成，足根据爬行地面特点，可装有橡胶垫或金属尖齿。其工作原理是：形状记忆合金(SMA)弹簧通电加热时收缩，拉连杆向内移动，驱动连杆沿滑道向外移动，使足向外伸出，此时弹簧片也向内移动，当断电时，在弹簧片反弹力的作用下，将连杆向外拉回原位，使足收回。该蛇形机器人不但能够前进、后退，而且还能够绕圆柱体移动，例如爬树等。但是该结构的蛇形机器人由于结构所限，不具备负载能力，即蛇形机器人上无法承载较重的负载，这种局限性限制了蛇形机器人的使用。

发明内容

为了克服已有技术中存在的至少一个问题，本发明提出一种稳定性能好且可承受较重负载的魔棒机器人。

为了实现上述目的，本发明提出一种魔棒机器人，包括多组驱动单元，所述驱动单元为楔形且相互串联，所述驱动单元包括控制器、提供驱动力的舵机、承载所述舵机的支架以及和所述舵机相连接且由所述舵机驱动旋转的齿轮，相邻的驱动单元在所述齿轮的驱动下可产生转动。

可选的，所述驱动单元包括壳体和壳体封盖，所述控制器、所述舵机、所述支架和所述齿轮均位于所述壳体内，由所述壳体封盖封闭。

可选的，所述控制器为一控制板，所述控制板位于所述驱动单元的壳体内。

可选的，所述齿轮包括第一齿轮和与第一齿轮啮合的第二齿轮，所述舵机直接驱动所述第一齿轮。

可选的，相邻的驱动单元在所述第二齿轮的驱动下可产生转动。

可选的，还包括位于两个相邻的驱动单元的相对设置的第一壁和第二壁，在第一壁和第二壁之间的面的其中之一上具有轨道、轨道垫圈以及位于所述轨道内的滚珠，另一个面压在所述滚珠上。

可选的，还包括中心转动体，所述中心转动体具有轴，所述第一壁和所述第二壁上设有同心的中心孔，所述轴穿过所述第一壁和所述第二壁的所述中心孔。

可选的，在所述中心孔的一侧设置支撑铜套，所述支撑铜套用螺钉固定。

本发明魔棒机器人的有益效果主要表现在：本发明魔棒机器人稳定性好，可承受较重的负载，可作特种机械臂、智能支架使用，在安装微型摄影机和移动工具等附件后，能具有良好的地形适应能力和监测能力，可在有辐射、有粉尘、有毒的环境下工作，也可在地震塌方的废墟中工作，执行侦察任务。

附图说明

图1为本发明魔棒机器人的结构示意图。

图2为图1的局部放大图。

图3为本发明魔棒机器人的转动装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图1至3对本发明作进一步的描述。

本发明提出一种魔棒机器人，包括多组驱动单元40，所述驱动单元40为楔形且相互串联，图2为图1的局部放大图，包括图1中的第一驱动单元1和第二驱动单元2，以第一驱动单元1为例，第一驱动单元1包括控制器、提供驱动力的舵机11、承载舵机11的支架18以及和舵机11相连接且由舵机11驱动旋转的齿轮，相邻的驱动单元40在第二齿轮13的驱动下可产生转动。

第一驱动单元1还包括壳体15、16和壳体封盖，控制器、舵机11、中心转动体19、中心转动体固定板12、支架18和齿轮均位于壳体15、16内，由壳体封盖封闭，控制器为一控制板，控制器位于壳体15、16内，齿轮包括第一齿轮14和与第一齿轮14啮合的第二齿轮13，所述舵机11直接驱动第一齿轮14，相邻的第二驱动单元2在第二齿轮13的驱动下可产生转动。

第二驱动单元2同样具有控制器、提供驱动力的舵机21、中心转动体29、中心转动体固定板22、承载舵机21的支架28以及和舵机21相连接且由舵机21驱动旋转的齿轮23、24，第二驱动单元2也包括壳体25、26和壳体封盖。

其中第一驱动单元1的壳体15和第二驱动单元2的壳体26紧靠设置，如图3所示，在壳体15和壳体26之间相对的第一壁和第二壁的其中一个上具有轨道31、轨道垫圈33以及位于轨道31内的滚珠32，另一个面压在滚珠32上。本实施例中是设置在壳体15的壁上。中心转动体19具有轴，壳体15和壳体26上设有同心的中心孔34，轴穿过壳体15和壳体26上的中心孔34，在壳体15的一侧设置支撑铜套17，支撑铜套17用螺钉固定。和第一驱动单元1相同，第二驱动单元2上也设有中心转动体和支撑铜套。

总的来说，本发明提供的魔棒机器人由多个楔形模块(驱动单元)串联组成。每个驱动单元内部含一个控制模块，控制模块含通信的功能、控制的功能。其通信是完成与其他模块之间的数据交换，控制功能是完成控制舵机以一定的方向和角度进行旋转。控制模块接有电源线、数据线、通信线，其通过中心转动体的中心通孔穿过，从而贯穿到机器人中的各个顺序模块，起到供电、通信和控制的作用。由控制器驱动舵机按一定的方向和角度旋转，驱动舵机齿轮相应旋转后，带动中心转动体齿轮转动。中心转动体转动后，带动其固定的下一模块转动一定的角度。各个模块转动相应的角度后，组合成一定的运动空间结构，以完成机器人预定功能。

在实际操作过程中，首先将数个滚珠32放置外壳15的轨道31中，并在相邻的滚珠32中填入轨道垫圈33，将第二驱动单元2外壳26的面压在滚珠32上，将两外壳15、26同心，然后将中心转动体19的轴穿过这两外壳15、26(含滚珠轨道)的面的同心中心孔34，然后用固定螺丝固定在外壳26的内底板上。在外壳15的相应中心位置安置支承铜套17，然后用螺钉固定。在支承铜套17的一侧(中心转动体19的对应位置)贴放齿轮13、14，分别置入键和用螺钉固定。将支架28固定在外壳26的中心转动体19(已固定好)面上，然后将舵机21(舵机齿轮已固定好)固定在支架28上，中心转动体固定片22也固定在支架28上，以限制中心转动体29位置。将控制板适当放置，联接线接于穿过各模块中心转动体的总线接口。从而依次完成各顺序串联模块的安装和联接。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (6)

1.一种魔棒机器人，其特征在于，包括多组驱动单元，所述驱动单元为楔形且相互串联，所述驱动单元包括控制器、提供驱动力的舵机、承载所述舵机的支架以及和所述舵机相连接且由所述舵机驱动旋转的齿轮，相邻的驱动单元在所述齿轮的驱动下可产生转动；

所述驱动单元包括壳体，两个相邻的驱动单元的壳体紧靠设置，两个相邻的驱动单元紧靠设置的壳体之间相对的第一壁和第二壁的其中一个壁上具有轨道、轨道垫圈以及位于所述轨道内的滚珠，另外一个壁压在所述滚珠上；

所述驱动单元还包括中心转动体，所述中心转动体具有轴，所述两个相邻的驱动单元紧靠设置的壳体上设有同心的中心孔，该中心孔为贯通孔，所述轴穿过所述中心孔。

2.根据权利要求1所述的魔棒机器人，其特征在于：所述驱动单元还包括壳体封盖，所述控制器、所述舵机、所述支架、所述齿轮和所述中心转动体均位于所述壳体内，由所述壳体封盖封闭。

3.根据权利要求1所述的魔棒机器人，其特征在于：所述控制器为一控制板，所述控制板位于所述驱动单元的壳体内。

4.根据权利要求1所述的魔棒机器人，其特征在于：所述齿轮包括第一齿轮和与第一齿轮啮合的第二齿轮，所述舵机直接驱动所述第一齿轮。

5.根据权利要求4所述的魔棒机器人，其特征在于：相邻的驱动单元在所述第二齿轮的驱动下可产生转动。

6.根据权利要求1所述的魔棒机器人，其特征在于：在所述中心孔的一侧设置支撑铜套，所述支撑铜套用螺钉固定。