[发明专利]模块化仿生机器人的连接结构及其连接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模块化机器人的连接结构，特别是公开一种积木式、可以搭接成各种形状的仿生机器人的模块之间的连接结构及其连接方法，属于模块化机器人技术领域。

背景技术

积木式组装的机器人是孩子非常喜欢的智能玩具，目前国内外的模块化组装的机器人玩具，大多由舵机跟一些金属或者塑料连接件组成，使用螺丝连接，组成动物、人形等机器人的形状，搭接和拆装时需要使用螺丝刀等工具，极为不便，对于年龄小的孩童更存在不安全的因素。这种连接方式下，机器人运行时电机的持续旋转会使细小的螺丝松动，在实际使用中常见因螺丝松动而导致机器人部件之间的脱落现象。乐高的机器人采用了圆形凸起和圆形凹槽的连接方式，一些部件上有凸起，另一些部件上有孔状凹槽，连接时一个部件上的凸起插入另一个部件的凹槽内，为过盈配合，搭接很方便，但这种连接方式容易松动，搭接次数多了，连接不牢靠，仅限于不是很复杂，活动频度和幅度不高的场合，多用于非活动件的连接。专利“200920256196.5”中提出了一种构建模块化机器人的关节模块，具有两个连接端面，构建机器人时两个模块的连接端面相互交叉连接，连接端面上具有锁紧扣和锁紧台阶，可以不用工具实现两个模块之间的连接。这种连接方式较为简便，不用工具即可连接，但因为使用模块直接对联的方式，两个端面必须是一个对一个，限制了组合的灵活性，无法构建复杂的机器人。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的缺陷，公开一种模块化仿生机器人的连接结构及其连接方法，可以在机器人的功能模块、连接件、装饰件之间任意、快速地连接，且连接位置可以变化，并具有良好的固定性，能可靠牢固地构成多种机器人的造型。机器人各个关节在运动时不会滑动和松开，连接时不用螺钉和工具，拆装方便。

本发明是这样实现的：一种模块化仿生机器人的连接结构，其特征在于：包括功能模块和连接件两部分，所述功能模块具有三个连接面，所述连接件具有一个连接面，所述功能模块与所述连接件有五个结合位置；所述功能模块在三个面上设有卡槽，左侧和右侧分别具有两排卡槽，每排卡槽设有四个，卡槽的末端设有凸起和凹槽，卡槽之间设有凸起，左侧和右侧的卡槽对称，底部设有两排卡槽，每排卡槽设有两个，卡槽的末端设有凸起和凹槽，卡槽之间设有凸起；所述连接件设有两排卡扣，卡扣末端设有凸起，卡扣之间设有凸起。

所述连接件的卡扣能够进入所述功能模块的卡槽内，且卡扣末端的凸起进入卡槽末端的凹槽之内，两个卡扣之间的凸起卡入两个卡槽之间的凸起与卡槽之间的间隙，限制了连接件在功能模块上的上下左右移动。

本发明模块化仿生机器人的连接结构的连接方法，其特征在于：连接时，将连接件平放在功能模块的连接面上，朝下垂直按下，再往左边或右边推动，连接件上的卡扣就会卡在功能模块的卡槽中；取出时，先将连接件往左或右边轻轻推动，待连接件的卡扣滑出功能模块上的卡槽时，往上取下连接件。连接件连接多个功能模块，通过连接件将功能模块组合成机器人的各个部位、各个关节，所述功能模块连接面上的两排卡槽左右反射对称，所述连接件上的两排卡扣也左右反射对称，适应功能模块左右两个连接面上的上下两个位置只需将一个连接件旋转180度，减少了连接件的数量。

本发明主要包括以下两个关键部件：功能模块和连接件。功能模块为仿生机器人的重要构成部分，可以是电机模块、传感器模块、控制器模块等。功能模块上具有三个结合面，具有左上、左下、右上、右下、底部共五个连接位置，每个位置都可以与连接件相结合。连接件为仿生机器人各个功能模块之间相互连接的机构，具有多个形状，可以将电机模块、传感器模块、控制器模块等功能模块连接成需要的结构形状，组合成一个完整的具有多个自由度的机器人系统。

本发明的有益效果是：提出了一种机器人功能模块连接简便的结构，不需要采用螺丝螺母就可以牢固连接模块，减少了装配时的复杂度，更便于儿童使用；避免了螺丝连接方式的机器人在运动时螺丝松动的问题；相对于积木玩具常用的凸起凹槽式连接，采用了卡槽和卡扣方式，连接牢靠，不会因为使用久了松动，或者在大的应力作用下脱开。本发明的连接结构很好地解决了模块化机器人的组装问题，能够应用于积木式玩具机器人当中。

附图说明

图1  是本发明的功能模块结构示意图。

图2  是本发明的连接件结构示意图。

图3  是本发明功能模块结构示意图。

图4  是图3的侧视图。

图5  是本发明的连接件结构示意图。

图6  是本发明连接件的卡扣结构示意图。