本發(fā)明涉及一種可重構(gòu)模塊機器人的關(guān)節(jié)模塊結(jié)構(gòu)及其運動方法,屬于工程結(jié)構(gòu)節(jié)點疲勞試驗研究領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

以往的機器人設(shè)計中，大部分是通用的設(shè)計，具有固定的結(jié)構(gòu)與自由度。這類機器人一般只能用于固定的工作條件和工作目標(biāo)，對于新的工作條件和工作目標(biāo)則很難實現(xiàn)。然而市場全球化的競爭，所要求的機器人運用范圍越來越廣，為了解決這種情況，模塊化機器人的研發(fā)得到了空前的發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對以上不足之處，提供了一種可重構(gòu)模塊機器人的關(guān)節(jié)模塊結(jié)構(gòu)及其運動方法。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的方案是，一種可重構(gòu)模塊機器人的關(guān)節(jié)模塊結(jié)構(gòu)，包括球型外殼，所述球型外殼包括上半球外殼、下半球外殼，上半球外殼、下半球外殼的半球面周側(cè)分別均布三個斜面，斜面上設(shè)置有孔部，所述孔部內(nèi)設(shè)置有連接面板，相鄰的球型外殼通過連接面板進(jìn)行連接，上半球外殼底部設(shè)置有上半球底盤，下半球外殼底部設(shè)置有下半球底盤，所述上半球底盤底面中心向上凸起形成第一凸臺，第一凸臺內(nèi)側(cè)面形成沉孔，第一凸臺上表面中部設(shè)置有第二凸臺，第二凸臺中部設(shè)置有軸孔a，第二凸臺頂面蓋設(shè)有齒輪定位蓋，所述下半球底盤中部設(shè)置有向上凸起的下凸臺，下凸臺位于沉孔內(nèi)，下凸臺外周套設(shè)有周側(cè)，下半球底盤與軸承內(nèi)圈配合，上半球底盤與軸承外圈配合，所述下半球底盤上設(shè)置有安裝槽，安裝槽外蓋設(shè)有底盤蓋板，安裝槽內(nèi)設(shè)置有相互嚙合的大齒輪、小齒輪，底盤蓋板上安裝有電機，電機的輸出軸伸入安裝槽內(nèi)，小齒輪設(shè)置在電機的輸出軸上，下凸臺中部設(shè)置有與軸孔a同軸心的軸孔b，所述大齒輪包括齒輪本體、軸部，所述軸部下端與齒輪本體相連接，齒輪本體位于安裝槽內(nèi)，軸部穿過軸孔b伸入軸孔a，軸部上部外周設(shè)置有連接鍵，軸孔a上設(shè)置有與連接鍵配合的鍵槽。

進(jìn)一步的，所述孔部外周均布有設(shè)置有螺孔，連接面板經(jīng)螺栓安裝在上半球外殼、下半球外殼上的各個孔部處。

進(jìn)一步的，所述上半球外殼通過螺釘與上半球底盤連接，下半球外殼通過螺釘與下半球底盤連接，底盤蓋板通過螺釘與下半球底盤連接。

進(jìn)一步的，所述齒輪定位蓋上表面中部設(shè)置有滑環(huán)，所述軸部軸部豎直設(shè)置有貫穿軸部、齒輪本體的通孔a，齒輪定位蓋中部設(shè)置有通孔b，底盤蓋板上設(shè)置有通孔c，通孔a、通孔b、通孔c直徑相同且同軸心。

一種可重構(gòu)模塊機器人的關(guān)節(jié)模塊結(jié)構(gòu)的運動方法：通過控制電機轉(zhuǎn)動，帶動小齒輪轉(zhuǎn)動，小齒輪通過齒輪傳動帶動大齒輪轉(zhuǎn)動，大齒輪通過鍵配合帶動上半球底盤轉(zhuǎn)動，從而帶動上半球外殼轉(zhuǎn)動，使得上下半球外殼相對轉(zhuǎn)動。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)新穎。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明專利進(jìn)一步說明。

圖1為關(guān)節(jié)模塊外形圖；

圖2為關(guān)節(jié)模塊外形俯視圖；

圖3為關(guān)節(jié)模塊外形仰視圖；

圖4為關(guān)節(jié)模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；

圖5為不帶外殼的模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

圖中：

1-上半球的連接面板，2-上半球外殼，3-滑環(huán)，4-齒輪定位蓋，5-大齒輪，501-軸部，502-齒輪本體，503-連接鍵，6-軸承，7-上半球底盤，8-下半球底盤，9-下半球外殼，10-小齒輪，11-底盤蓋板，12-電機，13-下半球的連接面板，14-通孔a，15-通孔b，16-通孔c，17-安裝槽，18-第一凸臺，19-第二凸臺。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

如圖1-5所示，一種可重構(gòu)模塊機器人的關(guān)節(jié)模塊結(jié)構(gòu)，包括球型外殼，所述球型外殼包括上半球外殼、下半球外殼，上半球外殼、下半球外殼的半球面周側(cè)分別均布三個斜面，斜面上設(shè)置有孔部，所述孔部內(nèi)設(shè)置有連接面板，相鄰的球型外殼通過連接面板進(jìn)行連接，上半球外殼底部設(shè)置有上半球底盤，下半球外殼底部設(shè)置有下半球底盤，所述上半球底盤底面中心向上凸起形成第一凸臺，第一凸臺內(nèi)側(cè)面形成沉孔，第一凸臺上表面中部設(shè)置有第二凸臺，第二凸臺中部設(shè)置有軸孔a，第二凸臺頂面蓋設(shè)有齒輪定位蓋，所述下半球底盤中部設(shè)置有向上凸起的下凸臺，下凸臺位于沉孔內(nèi)，下凸臺外周套設(shè)有周側(cè)，下半球底盤與軸承內(nèi)圈配合，上半球底盤與軸承外圈配合，所述下半球底盤上設(shè)置有安裝槽，安裝槽外蓋設(shè)有底盤蓋板，安裝槽內(nèi)設(shè)置有相互嚙合的大齒輪、小齒輪，底盤蓋板上安裝有電機，電機通過螺釘與底盤蓋板連接，電機的輸出軸伸入安裝槽內(nèi)，小齒輪設(shè)置在電機的輸出軸上，下凸臺中部設(shè)置有與軸孔a同軸心的軸孔b，所述大齒輪包括齒輪本體、軸部，所述軸部下端與齒輪本體相連接，齒輪本體位于安裝槽內(nèi)，軸部穿過軸孔b伸入軸孔a，軸部上部外周設(shè)置有連接鍵，軸孔a上設(shè)置有與連接鍵配合的鍵槽。

在本實施例中，所述孔部外周均布有設(shè)置有螺孔，連接面板經(jīng)螺栓安裝在上半球外殼、下半球外殼上的各個孔部處。

在本實施例中，所述上半球外殼通過螺釘與上半球底盤連接，下半球外殼通過螺釘與下半球底盤連接，底盤蓋板通過螺釘與下半球底盤連接。

在本實施例中，所述齒輪定位蓋上表面中部設(shè)置有滑環(huán)，滑環(huán)通過螺釘與齒輪定位蓋連接，所述軸部軸部豎直設(shè)置有貫穿軸部、齒輪本體的通孔a，齒輪定位蓋中部設(shè)置有通孔b，底盤蓋板上設(shè)置有通孔c，通孔a、通孔b、通孔c直徑相同且同軸心，可以在通孔a內(nèi)通導(dǎo)線。

一種可重構(gòu)模塊機器人的關(guān)節(jié)模塊結(jié)構(gòu)的運動方法：通過控制電機轉(zhuǎn)動，帶動小齒輪轉(zhuǎn)動，小齒輪通過齒輪傳動帶動大齒輪轉(zhuǎn)動，大齒輪通過鍵配合帶動上半球底盤轉(zhuǎn)動，從而帶動上半球外殼轉(zhuǎn)動，使得上下半球外殼相對轉(zhuǎn)動。

上列較佳實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及可重構(gòu)模塊機器人的關(guān)節(jié)模塊結(jié)構(gòu)及其運動方法，上半球外殼、下半球外殼的半球面周側(cè)設(shè)置連接面板，相鄰的球型外殼通過連接面板進(jìn)行連接，下半球底盤與軸承內(nèi)圈配合，上半球底盤與軸承外圈配合，下半球底盤上設(shè)置有安裝槽，安裝槽外蓋設(shè)有底盤蓋板，安裝槽內(nèi)設(shè)置有相互嚙合的大齒輪、小齒輪，底盤蓋板上安裝有電機，電機的輸出軸伸入安裝槽內(nèi)，小齒輪設(shè)置在電機的輸出軸上，所述大齒輪包括齒輪本體、軸部，軸部下端與齒輪本體相連接，齒輪本體位于安裝槽內(nèi)，軸部上部外周設(shè)置有連接鍵，通過連接鍵，上半球底盤上設(shè)置有與連接鍵配合的鍵槽，本發(fā)明體積小，質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)新穎。

技術(shù)研發(fā)人員：東輝;林蔚韡;姚立綱;孫浩;吳文滔
受保護(hù)的技術(shù)使用者：福州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.09.15
技術(shù)公布日：2017.11.17