[实用新型]轮式机器人的模块化架构

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人架构技术领域，尤其涉及一种轮式机器人的模块化架构。

背景技术

模块化设计，就是将产品的某些要素组合在一起，构成一个具有特定功能的子系统，将这个子系统作为通用性的模块与其他产品要素进行多种组合，构成新的系统，产生多种不同功能或相同功能、不同性能的系列产品。模块化设计是绿色设计方法之一，它已经从理念转变为较成熟的设计方法。将绿色设计思想与模块化设计方法结合起来，可以同时满足产品的功能属性和环境属性，一方面可以缩短产品研发与制造周期，增加产品系列，提高产品质量，快速应对市场变化；另一方面，可以减少或消除对环境的不利影响，方便重用、升级、维修和产品废弃后的拆卸、回收和处理。例如，刀片服务器的模块化设计及各模块化之间的连接非常清晰，整齐；各种赛车在赛场上换胎可以多人协助完成，更换的速度非常快；各种积木玩具自由组装适用于各个不同的场合，具有很好的灵活性及实用性。

现有轮式机器人的内部设计还没有实现模块化设计，机器人内部各个部件的连接线较为紊乱，犹如一张蜘蛛网，出现故障的时候很难排查，拆装非常困难，拆卸时间比较长，牵一发而动全身，很多时候为了解决一个问题而引发另外的问题，造成维修时间加长，成本增多；一旦定型下来就没法进行调整改变，灵活性不强，很大程度上造成人力物力等资源的浪费。因此，存在现有轮式机器人的内部部件模块化不够清晰，各个组件的关联没理清，可塑性差，很难做到灵活变通及更换的问题。

上述问题亟待解决。

实用新型内容

针对现有轮式机器人的内部部件模块化不够清晰，各个组件的关联没理清，可塑性差，很难做到灵活变通及更换的缺陷，本实用新型提供一种轮式机器人的模块化架构。

本实用新型提供一种轮式机器人的模块化架构，包括：

机械部，以及用于控制所述机械部实施机械动作的电子部；其中，

所述机械部包括用于支撑机器人的主体支架以及与所述主体支架驱动连接的车轮；所述电子部包括用于给机器人提供电源的电源系统、与所述电源系统分别电性连接的驱动系统和用于控制机器人内部通讯交互的控制系统；

所述车轮包括模块化连接的主动轮模块以及用于通过所述主动轮模块驱动的从动轮模块；所述电源系统包括模块化连接的动力舱模块以及电源管理模块；所述驱动系统包括模块化连接的电机驱动模块以及驱动控制模块；所述控制系统包括模块化连接的主控模块、交互模块以及通讯模块。

优选的，所述主控模块、交互模块、通讯模块、动力舱模块、电源管理模块、电机驱动模块以及驱动控制模块各自对应的部件分别设置在若干隔离室中，各个所述部件通过所述隔离室之间的连线进行连接。

优选的，所述隔离室为抽屉式装置，所述抽屉式装置的内部预设通孔，用于将内部的所述连线引出连接其它部件。

优选的，所述主动轮模块包括相互电性连接的主动轮、电机以及用于固定所述主动轮的悬挂装置。

优选的，所述从动轮模块包括至少两个可拆卸式的万向轮。

优选的，所述动力舱模块包括装有电池的电池仓。

优选的，所述电机驱动模块包括互相电性连接的用于连接电源系统的电源板，安全控制板、继电器板、电极驱动板以及中继板。

优选的，所述通讯模块包括至少一与机器人通讯连接的上位机；所述主控模块包括至少一用于发送机器人逻辑信号指令的中位机；所述交互模块包括用于通讯连接所述上位机和所述中位机的网络交换机。

本实用新型还提供一种轮式机器人的模块化架构方法，所述方法包括以下步骤：

将所述主控模块、交互模块以及通讯模块组装合成所述控制系统；将所述动力舱模块以及电源管理模块组装合成所述电源系统；将所述电机驱动模块以及驱动控制模块组装合成所述驱动系统；将所述主动轮模块以及从动轮模块组装合成所述车轮；

将所述车轮驱动安装到所述主体支架上合成机械部，将所述控制系统、电源系统以及所述驱动系统电性连接合成电子部；

将所述机械部以及所述电子部通过机械以及电性连接合成轮式机器人。

优选的，所述将所述机械部以及所述电子部通过机械以及电性连接合成轮式机器人之后还包括：

拆卸轮式机器人中的主动轮模块、从动轮模块、主控模块、交互模块、通讯模块、动力仓模块、电源管理模块、电机驱动模块或者驱动控制模块中的一个或者多个，对拆卸掉的模块中的部件进行独立更换。