专利名称：用于构建模块化机器人的新型简易拼装模块的制作方法
技术领域：
用于构建模块化机器人的新型简易拼装模块(一) 技术领域 本实用新型涉及一种用于构建模块化机器人的拼装模块。(二) 背景技术模块化机器人因具有组装方便，价格便宜常常用于机器人教学和 科研。使用通用或者非通用的模块研究人员可以组装不同构型的机器 人，如机器蛇，机器毛虫，并利用它们进行运动控制，仿生等等研究。如专利号为94247368.X，专利名称为智力拼装机器的中国实用新 型专利，公开了一种智力拼装机器，由机架板、挡位调速动力源、多 孔板、皮带和若干齿轮、凸轮、棘轮、滑轮、连杆以及接头组成。再如专利号为03257835.0，专利名称为拼装实务教具的中国实用 新型，公开了一种拼装组件，包括主体支架、接块、底座、地脚销钉、 90度角接头、双向接头、三向接头、四向接头、六项接头、L型轴承 座、多用吊架销轴、单子连接头、垫块、底盘、四销联接座、多用滑 板、皮带轮、蜗轮、棘轮、链轮、车轮、方轴、花键套、二联花键套、 三联花键套、滑套、C形卡环、C形挡环构件。但是目前已知的用于模块化机器人构建的模块设计中存在如下问 题(1)、为保证结构强度， 一般结构尺寸较大，重量重，不便使用； (2)、连接方式单一，模块组装不便，减少了组装不同构型机器人的 可能性；(3)、零件不能重复使用，从而模块成本提高；(4)、模块的 鲁棒性和通用性不高。
发明内容
为了克服己有的机器人拼装模块的结构尺寸大、组装不便、通用 性不高的不足,本实用新型提供一种结构尺寸小、组装方便、通用性强 的用于构建模块化机器人的新型简易拼装模块。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种用于构建模块化机器人的新型简易拼装模块，包括左底板、 右底板以及舵机，舵机一侧的转轴上带有舵机旋转盘，舵机支撑耳片、 机构外支撑耳片分别与右底板固定连接，舵机支撑耳片与舵机一侧固 定连接，机构外支撑耳片与右底板固定连接；舵机旋转输出耳片、机构内支撑耳片分别与左底板固定连接，舵机旋转输出耳片套接在舵机 一侧的转轴上，机构内支撑耳片顶部突起转轴与机构外支撑耳片上的配合孔套接；在空间上，舵机的转轴与左底板、右底板平行，舵机支 撑耳片、机构外支撑耳片与右底板垂直，舵机旋转输出耳片、机构内 支撑耳片与左底板垂直。所述舵机支撑耳片呈直角三角形，所述舵机支撑耳片的两个斜角 处设有安装孔，所述的舵机支撑耳片斜边与靠近旋转盘侧的舵机固定 连接，所述舵机支撑耳片的直角边与右底板固定连接；所述机构外支 撑耳片呈锐角三角形，在一个顶角处设有安装孔，机构外支撑耳片的 顶角处有配合孔，用于与机构内支撑耳片配合，与该顶角对应的斜边 与右底板固定连接；所述舵机旋转输出耳片呈锐角三角形，在一个顶 角处设有安装孔，舵机旋转输出耳片的顶角与舵机靠近旋转盘侧的转 轴套接，与该顶角对应的斜边与左底板固定连接；所述机构内支撑耳 片呈锐角三角形，在一个顶角处设有安装孔，所述机构内支撑耳片的 顶角的突起转轴与机构外支撑耳片上的配合孔套接，与该顶角对应的 斜边与左底板固定连接。作为优选的另一种方案所述的右底板设有与舵机支撑耳片、机 构外支撑耳片配合的配合面，所述的左底板设有与舵机旋转输出耳片、 机构内支撑耳片配合的配合面。进一步，所述的左底板、右底板上设有与另外的拼装模块配合的 安装孔。再进一步，所述的舵机旋转输出盘和机构外支撑耳片上设有与另外的拼装模块配合的安装孔。本实用新型的技术构思为该模块由它由2件底板(左底板，右底板)，1片舵机支撑耳片，1片舵机旋转输出耳片，1片机构外支撑耳片，1片机构内支撑耳片，1个舵机和若干连接螺钉组成。所有零件均使用铝合金机械加工制成，并阳极化处理。舵机通过四组螺钉与舵机支撑耳片连接，该舵机支撑耳片和机构 外支撑耳片与右底板通过4个螺钉连接，从而形成模块右单元；舵机 旋转盘与舵机旋转输出耳片通过与舵机旋转盘安装连接孔适合的小螺 钉相连，该耳片和机构内支撑耳片与左底板通过4个螺钉相连，从而 形成模块左单元；将左单元沿模块安装轴线压入右单元的连接配合， 从而快速完成模块组装。新型模块可实现一个范围在士90度之间的转动自由度。为方便构 建不同形式的机器人，该模块具有4个连接面用于与其它模块连接， 分别为2个底板、舵机旋转输出盘和机构外支撑耳片。本实用新型的有益效果主要表现在1、结构尺寸较小、方便使用； 2、模块之间存在多种连接方式，组装方便，能够形成多种不同构型的 机器人；3、模块能够重复使用，从而减少了模块成本；4、通用性强， 鲁棒性高。(四)
图1是本实用新型的拼装模块的结构图。图2是图1的反面示意图。图3是拼装模块在装配前的结构示意图。图4是拼装模块安装配合轴线示意图。图5是拼装模块安装配合完成后的示意图。图6是右底板的结构示意图。图7是左底板的结构示意图。图8是舵机旋转输出耳片的结构示意图。图9是舵机支撑耳片的结构示意图。图IO是机构外支撑耳片的结构示意图。图11是机构内支撑耳片的结构示意图。 图12是两块拼装模块之间的一种连接方式示意图。 图13是两块拼装模块之间的另一种连接方式示意图。 图14是两块拼装模块之间的再一种连接方式示意图。 图15是两块拼装模块之间的再另一种连接方式示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。参照图1 图11， 一种用于构建模块化机器人的新型简易拼装模 块，包括左底板1、右底板4以及舵机6，所述舵机6 —侧的转轴上带 有舵机旋转盘7，所述的拼装模块还包括舵机支撑耳片5、舵机旋转输 出耳片8、机构外支撑耳片3以及机构内支撑耳片2;所述舵机支撑耳 片5、机构外支撑耳片3分别与右底板4固定连接，舵机支撑耳片5
与舵机6 —侧固定连接，机构外支撑耳片3直接与右底板4固定连接; 所述的舵机旋转输出耳片8、机构内支撑耳片2分别与左底板1固定 连接，舵机旋转输出耳片8套接在舵机6—侧的转轴上，机构内支撑 耳片2顶部突起转轴与机构外支撑耳片3上的配合孔套接;在空间上， 所述的舵机6的转轴与左底板1、右底板4平行，所述舵机支撑耳片5、 机构外支撑耳片3与右底板4垂直，所述的舵机旋转输出耳片8、机 构内支撑耳片2与左底板1垂直。所述舵机支撑耳片5呈直角三角形，所述舵机支撑耳片5的两个 斜角处设有安装孔，所述的舵机支撑耳片5斜边与靠近旋转盘侧的舵 机6固定连接，所述舵机支撑耳片5的直角边与右底板4固定连接； 所述机构外支撑耳片3呈锐角三角形，在一个顶角处设有安装孔，机 构外支撑耳片3的顶角处有配合孔，用于与机构内支撑耳片2配合， 与该顶角对应的斜边与右底板4固定连接；所述舵机旋转输出耳片8 呈锐角三角形，在一个顶角处设有安装孔，舵机旋转输出耳片8的顶 角与舵机靠近旋转盘侧的转轴套接，与该顶角对应的斜边与左底板固 定连接；所述机构内支撑耳片2呈锐角三角形，在一个顶角处设有安 装孔，所述机构内支撑耳片2的顶角的突起转轴与机构外支撑耳片3 上的配合孔套接，与该顶角对应的斜边与左底板1固定连接所述的右底板4设有与舵机支撑耳片5、机构外支撑耳片3配合 的配合面，所述的左底板1设有与舵机旋转输出耳片8、机构内支撑 耳片2配合的配合面。所述的左底板1、右底板4上设有与另外的拼 装模块配合的安装孔。所述的舵机旋转输出盘7和机构外支撑耳片3 上设有与另外的拼装模块配合的安装孔。
参照图12，将两个模块通过4个螺钉直接快速连接， 一个模块的 右底板与另一模块的左底板同方向直接连接；参照图13，两个模块的左底板、右底板之间的配合孔均匀对称， 可以实现沿着Z轴线旋转90度后连接；参照图14，通过2个螺钉，利用机构外支撑耳片6个连接螺纹孔 中对称分布的两个与右底板中部2个光孔，可以实现两个模块垂直连 接；参照图15，通过2套螺钉螺母，利用舵机旋转输出盘的连接孔与右底板中部2个光孔，可以实现两个模块垂直连接。重复使用模块时，可按照模块组装顺序的逆序分解。图12、 13、 14、 15所示的四种不同的连接方式为构建模块化机械人的基本单元，通过该四种连接方式，能够实现各种不同的机构动作。
权利要求1、一种用于构建模块化机器人的新型简易拼装模块，其特征在于所述新型简易拼装模块包括左底板、右底板以及舵机，舵机一侧的转轴上带有舵机旋转盘，舵机支撑耳片、机构外支撑耳片分别与右底板固定连接，舵机支撑耳片与舵机一侧固定连接，机构外支撑耳片与右底板固定连接；舵机旋转输出耳片、机构内支撑耳片分别与左底板固定连接，舵机旋转输出耳片套接在舵机一侧的转轴上，机构内支撑耳片顶部突起转轴与机构外支撑耳片上的配合孔套接；在空间上，舵机的转轴与左底板、右底板平行，舵机支撑耳片、机构外支撑耳片与右底板垂直，舵机旋转输出耳片、机构内支撑耳片与左底板垂直。
2、 如权利要求1所述的用于构建模块化机器人的新型简易拼装模块， 其特征在于所述舵机支撑耳片呈直角三角形，所述舵机支撑耳片的 两个斜角处设有安装孔，所述的舵机支撑耳片斜边与靠近旋转盘侧的 舵机固定连接，所述舵机支撑耳片的直角边与右底板固定连接；所述 机构外支撑耳片呈锐角三角形，在一个顶角处设有安装孔，机构外支 撑耳片的顶角处有配合孔，用于与机构内支撑耳片配合，与该顶角对 应的斜边与右底板固定连接；所述舵机旋转输出耳片呈锐角三角形， 在一个顶角处设有安装孔，舵机旋转输出耳片的顶角与舵机靠近旋转 盘侧的转轴套接，与该顶角对应的斜边与左底板固定连接；所述机构 内支撑耳片呈锐角三角形，在一个顶角处设有安装孔，所述机构内支 撑耳片的顶角的突起转轴与机构外支撑耳片上的配合孔套接，与该顶 角对应的斜边与左底板固定连接。
3、 如权利要求2所述的用于构建模块化机器人的新型简易拼装模块， 其特征在于所述的右底板设有与舵机支撑耳片、机构外支撑耳片配 合的配合面，所述的左底板设有与舵机旋转输出耳片、机构内支撑耳 片配合的配合面。
4、 如权利要求l一3之一所述的用于构建模块化机器人的新型简易拼 装模块，其特征在于所述的左底板、右底板上设有与另外的拼装模 块配合的安装孔。
5、 如权利要求1_3之一所述的用于构建模块化机器人的新型简易拼 装模块，其特征在于所述的舵机旋转输出盘和机构外支撑耳片上设 有与另外的拼装模块配合的安装孔。
专利摘要一种用于构建模块化机器人的新型简易拼装模块，包括左底板、右底板以及舵机，舵机一侧的转轴上带有舵机旋转盘，舵机支撑耳片、机构外支撑耳片分别与右底板固定连接，舵机支撑耳片与舵机一侧固定连接，机构外支撑耳片与右底板固定连接；舵机旋转输出耳片、机构内支撑耳片分别与左底板固定连接，舵机旋转输出耳片套接在舵机一侧的转轴上，机构内支撑耳片顶部突起转轴与机构外支撑耳片上的配合孔套接；在空间上，舵机的转轴与左底板、右底板平行，舵机支撑耳片、机构外支撑耳片与右底板垂直，舵机旋转输出耳片、机构内支撑耳片与左底板垂直。本实用新型具有结构尺寸小、组装方便、通用性强的优点。
文档编号G09B25/00GK201017519SQ20072010589
公开日2008年2月6日 申请日期2007年1月24日 优先权日2007年1月24日
发明者张厚祥, 胡安·冈萨雷斯, 陈胜勇 申请人:张厚祥