[实用新型]模块化可重构机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于关节型机器人技术领域，特别是涉及一种模块化可重构机器人。

背景技术

模块化可重构机器人是由一系列具有不同尺寸和功能特征的关节、连杆等模块组成的，能以搭积木的方式通过模块之间简单、快速的组装和拆卸来改变整体结构，重新组合构型的机器人。相对于传统的固定构型机器人而言，模块化可重构机器人可实现“一套构件、多种构型”，能根据任务要求选择最佳的机器人结构，因而对复杂环境的适应性和作业能力更强。

专利号为200710066827.2的一种简易模块化机器人，其机构轻巧紧凑、组装方便。但该机器人的模块数量较少、类型单一。专利号为200910047473.6的基于CORBA接口的模块化机器人实现了基于网络的集成与控制，但主要针对的是机器人模块的软接口技术。

德国Schunk公司的PowerCube系列模块化可重构机器人和上海广茂达公司的AsMrobotE系列模块化可重构机器人，其关节模块之间的连接总线均采用外部走线设计，机器人运动时很容易导致电线缠绕。

现有的模块化可重构机器人大多存在模块连接无法定位的问题，给机器人标定和控制带来了很大的困难。另外，如何保证机器人运动的安全、可靠，特别是意外掉电和运动干涉，都是有待解决的技术难点。

上述问题的存在，使得模块化可重构机器人在灵活性、可靠性和实用性等方面都受到了很大制约，影响了进一步的开发与应用。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型的目的在于提供一种模块类型丰富、构型灵活多变、组装拆卸简单、连接定位容易、内部走线、运动控制精度高、使用安全可靠的模块化可重构机器人。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种模块化可重构机器人，包括上位机和机器人，所述机器人通过CAN总线与上位机的CAN通信接口卡连接，所述机器人包括基座模块、夹爪模块及两者之间多个交替连接的关节模块和连杆模块，组合成2～7个自由度的多种构型机器人，其中：基座模块连接关节模块，夹爪模块连接连杆模块，各模块内均设有用于电气连接的电源/信号总线。

所述连杆模块为直线连杆、直角连杆和平行连杆模块中的两种或三种模块结构；所述直线连杆模块为在圆筒型的第一连杆体两端分别设有连接法兰盘结构，其内设有电源/信号总线；所述直角连杆模块是在两连接端面相互垂直的第二连杆体同侧分别设有第一、第二保护外罩，电源/信号总线置于第二连杆体和保护外罩内；所述平行连杆模块是在两端为半圆型板的第三连杆体一侧设有第三保护外罩，另一侧靠近两端分设有连接法兰盘，其内设有电源/信号总线，在第三连杆体上开有两槽孔，用于引出电源/信号总线；所述每个电源/信号总线的两端均设有D型连接器；与所述直线连杆模块两端连接的两个关节模块的轴线是共线的；与所述直角连杆模块两端连接的两个关节模块的轴线是垂直相交的；与所述平行连杆模块两端连接的两个关节模块的轴线是互相平行的。

所述基座模块为固定基座模块，是由在一端带有法兰盘的外筒内置内筒构成，另一端的外筒和内筒端形成与其连接的关节模块相配合的法兰盘结构，其内设有电源/信号总线。

或者所述基座模块为水平移动基座，包括箱体、两个对称的端盖板、连接法兰和置于箱体内的线性模组、拖链、连接板、基座控制器、控制器安装架、第二联轴器、第三行星减速器、第四直流无刷电机、第四增量式码盘和第三码盘安装座，所述端盖板开有U形口，对称安装在箱体上后形成带有槽口的盖板，所述线性模组安装在箱体内的底部，线性模组的滚珠丝杠通过第二联轴器与第三行星减速器的输出端连接，所述第三行星减速器的输入端与第四直流无刷电机的前输出轴连接，第三行星减速器的外壳与第四直流无刷电机的外壳固接，并安装在线性模组的法兰上；所述第四增量式码盘的光栅盘安装在第四直流无刷电机的后输出轴上；所述第四增量式码盘的外壳通过码盘安装座安装在第四直流无刷电机的外壳上；所述基座控制器通过控制器安装架安装在箱体内，基座控制器分别与第四直流无刷电机、第四增量式码盘和线性模组电连接，所述连接法兰底座安装在线性模组的直线滑块上，法兰端结构与关节模块的连接端相配合，并伸出端盖板的槽口，所述拖链的一端固定在箱体底部，另一端通过连接板与连接法兰的底座固接，在箱体靠近第四直流无刷电机的端板上设有CAN和电源总线接口，总线置于箱体内，通过拖链延伸致连接法兰。