一種立方體結(jié)構(gòu)的變形輪式機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種機器人，特別涉及一種立方體結(jié)構(gòu)的變形輪式機器人。
【背景技術(shù)】
[0002] 變形機器人是一類具有特定形體結(jié)構(gòu)和多種姿態(tài)的機器人。其設計主要涉及形體 結(jié)構(gòu)、機電驅(qū)動和綜合控制系統(tǒng)等。機器人各個組成部分具有一定的空間約束關(guān)系，形體結(jié) 構(gòu)的特定設計使其各個部分可以在上述約束關(guān)系的前提下組成不同造型，現(xiàn)有變形機器人 的形體結(jié)構(gòu)種類較少，移動速度較慢，姿態(tài)和功能不多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的在于提供一種立方體結(jié)構(gòu)的變形輪式機器人，可以從人形變形成規(guī)則 立方體。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 本發(fā)明包括變形輪式機器人身體和控制系統(tǒng)，其中，變形輪式機器人身體是由若干具 有多種形狀的曲面、圓弧、圓角、凸臺結(jié)構(gòu)的部件組合而成的規(guī)則立方體，控制系統(tǒng)由控制 板、舵機、電機和電路連接線組成。
[0005] 所述可以組成規(guī)則立方體的若干具有多種形狀的曲面、圓弧、圓角、凸臺結(jié)構(gòu)的部 件，可以組成人形機器人，包括：左半軀干、右半軀干、后蓋、左肩、左大臂、左小臂、左大腿、 左小腿、左腳、右肩、右大臂、右小臂、右大腿、右小腿、右腳和頭。
[0006] 所述立方體結(jié)構(gòu)的變形輪式機器人身體由機器人軀干、四肢和頭組成，四肢和頭 都與變形輪式機器人軀干連接。
[0007] 所述變形輪式機器人軀干由左半軀干、右半軀干和后蓋組成，左半軀干與右半軀 干固定連接；后蓋可拆卸，左半軀干和右半軀干形成一個腔體。
[0008] 所述變形輪式機器人四肢由左上肢、左下肢、右上肢和右下肢組成，其中左上肢和 左下肢與左半軀干連接，右上肢和右下肢與右半軀干連接。
[0009] 所述變形輪式機器人左上肢包括左肩、左大臂和左小臂，其中左小臂與左大臂連 接，左大臂與左肩連接，左肩與左半軀干連接；左下肢包括左大腿、左小腿和左腳，其中，左 腳與左小腿連接，左小腿與左大腿連接，左大腿與左半軀干連接；右上肢包括右肩、右大臂 和右小臂，其中右小臂與右大臂連接，右大臂與右肩連接，右肩與右半軀干連接；右下肢包 括右大腿、右小腿和右腳，其中右腳與右小腿連接，右小腿與右大腿連接，右大腿與右半軀 干連接。
[0010] 所述變形輪式機器人的控制板嵌入機器人軀干腔體內(nèi)，電機分別嵌入左腳和右 腳，舵機嵌入舵機安裝槽中，控制板與電機、舵機通過電路連接線相連。
[0011] 所述主控制板承擔機器人的運動控制和信息處理功能，所述主控制板包括主控芯 片、電機驅(qū)動電路、電源模塊、舵機接□電路、LED驅(qū)動電路組成。其中控制芯片通過電機驅(qū) 動電路與電機相連并對電機進行控制；其中主控芯片通過舵機接口電路與舵機相連并對舵 機進行控制；其中主控芯片通過LED驅(qū)動電路與LED相連并對LED進行控制。以上電路的 組成部分均為標準應用電路，具備單片機開發(fā)能力的開發(fā)人員按標準芯片應用電路組成主 控制板的具體電路。
[0012] 本發(fā)明具有若干優(yōu)點。
[0013] 1、機器人可以從人形變形為正方體，便于攜帶。
[0014] 2、機器人結(jié)構(gòu)設計滿足機器人快速變形和快速復原。
[0015] 3、通過各個關(guān)節(jié)的配合能夠變形成不同狀態(tài)，左右腳電機可實現(xiàn)機器人的快速移 動。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明的機器人展開主視圖。
[0017] 圖2是本發(fā)明的機器人立方體形等軸測圖。
[0018] 圖3是本發(fā)明的左肩示意圖。
[0019] 圖4是本發(fā)明的左大臂示意圖。
[0020] 圖5是本發(fā)明的左小臂示意圖。
[0021] 圖6是本發(fā)明的左大腿示意圖。
[0022] 圖7是本發(fā)明的左小腿示意圖。
[0023] 圖8是本發(fā)明的左腳示意圖。
[0024] 圖9是本發(fā)明的頭示意圖。
[0025] 圖10是本發(fā)明的身體示意圖。
[0026] 圖11是本發(fā)明的銷軸示意圖。
[0027] 圖12是本發(fā)明的控制電路模塊圖。
[0028] 所有圖中涉及的部件名稱見下表。

【具體實施方式】
[0029] 如圖1所示，變形輪式機器人主要包括機器人身體、左下肢、左上肢、右下肢、右上 肢、頭、控制系統(tǒng)，其中，機器人身體、左下肢、左上肢、右下肢、右上肢、頭由曲面，圓弧，圓 角，凸臺結(jié)構(gòu)相互配合并形成規(guī)則的立方體結(jié)構(gòu)，控制系統(tǒng)由控制板、舵機、電機和電路連 接線組成。
[0030] 如圖10所示，所述變形輪式機器人身體有安裝控制板的腔體57,安裝萬向支撐輪 凹槽56和頭部舵機安裝槽53。
[0031] 所述變形輪式機器人左半軀干4腔體為控制板位置，頸部留有頭部舵機安裝槽， 頭部舵機走線通道58沿著安裝槽的一側(cè)與腔體連通，舵機安裝槽的背面為曲面結(jié)構(gòu)55;左 半軀干肩部懸臂鉸鏈孔49下方為曲面結(jié)構(gòu)與左大腿曲面34配合，同時有左半軀干腰部鉸 鏈孔52。
[0032] 所述變形輪式機器人右半軀干與左半軀干形成腔體57,右半軀干懸臂鉸鏈孔50 下方為曲面結(jié)構(gòu)與右大腿曲面配合，右半軀干懸臂一側(cè)為防止頭部運動發(fā)生干涉的圓弧曲 面54 ;同時存在右半軀干腰部鉸鏈孔51和控制板固定孔59。
[0033] 如圖6所示，所述左大腿6有胯部鉸鏈孔32,同時膝蓋鉸鏈孔31與胯部鉸鏈錯位， 膝蓋鉸鏈底面與胯部鉸鏈頂面在同一平面上，兩鉸鏈孔之間為三角塊結(jié)構(gòu)33 ;如圖7所示， 左小腿有兩個鉸鏈孔，膝蓋鉸鏈孔35和腳踝鉸鏈孔36,同時兩鉸鏈孔共線，底部的半圓形 狀與左腳的圓弧形凸臺配合，曲面37與頭部配合；如圖8所示，左腳鉸鏈孔38下方為與左 小腿底部半圓形結(jié)構(gòu)配合的半圓形曲面42,左腳的斜面凹槽41與左大腿的三角塊結(jié)構(gòu)33 同寬，左腳底面有左輪安裝槽40和左腳電機安裝孔39固定位置。變形輪式機器人左半軀 干腰部與左大腿胯部通過鉸鏈連接，左大腿膝蓋處與左小腿膝蓋處通過鉸鏈連接，同時左 小腿腳踝處與左腳通過鉸鏈連接。 如圖3所示，所述左肩3的左肩曲面24與左半軀干曲面結(jié)構(gòu)55配合，同時留有左肩水 平鉸鏈孔22和左肩豎直鉸鏈孔23 ;如圖4所示，左大臂有左大臂肘部鉸鏈孔25和左大臂 肩部鉸鏈孔26,左大臂肩部與左肩肩部通過鉸鏈連接，左大臂凸臺27與左小臂開口 29配 合；如圖5所示，左小臂鉸鏈孔28與左大臂肘部鉸鏈配合，左小臂有與身體和左大臂配合的 開口 29和圓弧30 ;左半軀干肩部懸臂與左肩通過鉸鏈連接，左肩與左大臂肩部通過鉸鏈連 接，然后左大臂與左小臂肘部通過鉸鏈連接。
[0034] 所述右腿結(jié)構(gòu)與左腿結(jié)構(gòu)互為鏡像關(guān)系，同時所述右臂結(jié)構(gòu)與左臂結(jié)構(gòu)互為鏡像 關(guān)系。右半軀干腰部與右大腿胯部通過鉸鏈連接，所述右大腿膝蓋處與右小腿膝蓋處通過 鉸鏈連接，同時右小腿腳踝處與右腳通過鉸鏈連接。
[0035] 右半軀干肩部懸臂與右肩通過鉸鏈連接，右肩與右大臂肩部通過鉸鏈連接，然后 右大臂肘部與右小臂肘部通過鉸鏈連接。
[0036] 如圖9所示，所述頭部1在眼睛44和嘴45留有安裝LED燈的凹槽，同時在頭部舵 機圓盤固定槽43 -側(cè)留有LED燈走線槽48,曲面47和球面46為防止頭部發(fā)生運動干涉的 面，頭部固定的舵機圓盤與左半軀干頸部舵機安裝槽53固定的左半軀干頭部舵機2連接。
[0037] 所述控制板71完成機器人的運動控制和數(shù)據(jù)處理，所述控制板71包括控制芯片 MK60DN512 (圖中未示)、電機驅(qū)動電路（圖中未示)、電源模塊LM1117 (圖中未示)、舵機接口 電路（圖中未示)、LED驅(qū)動電路組成（圖中未示）組成。其中控制芯片MK60DN512通過電機 驅(qū)動電路與電機相連并對電機進行控制；其中控制芯片MK60DN512通過舵機接口電路與舵 機相連并對舵機進行控制；其中控制芯片MK60DN512通過LED驅(qū)動電路與LED相連并對LED 進行控制。以上電路的組成部分均為現(xiàn)有標準應用電路，具備單片機開發(fā)能力的開發(fā)人員 按標準芯片應用電路組成主控制板71的具體電路。
[0038] 以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施方式，故凡依本發(fā)明專利申請范圍所述的構(gòu)造、 特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種立方體結(jié)構(gòu)的變形輪式機器人，其特征在于：包括變形輪式機器人身體和控制 系統(tǒng)，其中，變形輪式機器人身體是由若干具有多種形狀的曲面、圓弧、圓角、凸臺結(jié)構(gòu)的部 件組合而成的規(guī)則立方體，控制系統(tǒng)由控制板、電機、舵機和電路連接線組成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的若干具有多種形狀的曲面、圓弧、圓角、凸臺結(jié)構(gòu)的部件，包 括組成人形機器人的左半軀干、右半軀干、后蓋、左肩、左大臂、左小臂、左大腿、左小腿、左 腳、右肩、右大臂、右小臂、右大腿、右小腿、右腳和頭。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述立方體結(jié)構(gòu)的變形輪式機器人身體由機器人軀干、四肢和頭組 成，四肢和頭都與輪式機器人軀干連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述變形輪式機器人軀干由左半軀干、右半軀干和后蓋組成，左半 軀干與右半軀干固定連接；后蓋可拆卸，左半軀干和右半軀干形成一個腔體。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述變形輪式機器人四肢由左上肢、左下肢、右上肢和右下肢組成， 其中左上肢和左下肢與左半軀干連接，右上肢和右下肢與右半軀干連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述變形輪式機器人左上肢包括左肩、左大臂和左小臂，其中左小 臂與左大臂連接，左大臂與左肩連接，左肩與左半軀干連接；左下肢包括左大腿、左小腿和 左腳，其中，左腳與左小腿連接，左小腿與左大腿連接，左大腿與左半軀干連接；右上肢包括 右肩、右大臂和右小臂，其中右小臂與右大臂連接，右大臂與右肩連接，右肩與右半軀干連 接；右下肢包括右大腿、右小腿和右腳，其中右腳與右小腿連接，右小腿與右大腿連接，右大 腿與右半軀干連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述變形輪式機器人的控制系統(tǒng)由控制板、電機和電路連接線組 成，其中，控制板嵌入機器人軀干腔體內(nèi)，電機嵌入左腳和右腳，舵機嵌入舵機槽中，控制板 與電機、舵機通過電路連接線相連。
【專利摘要】一種立方體結(jié)構(gòu)的變形輪式機器人，其結(jié)構(gòu)包括變形輪式機器人身體和控制系統(tǒng)，其中，變形輪式機器人身體是由若干具有多種形狀的曲面、圓弧、圓角、凸臺結(jié)構(gòu)的部件組合而成的規(guī)則立方體，控制系統(tǒng)由控制板、電機、舵機和電路連接線組成。機器人各部件可以配合形成規(guī)則的正方體結(jié)構(gòu)，也可以變形成其他不同姿態(tài)。具有輪式運動機構(gòu)，在控制系統(tǒng)作用下，利用驅(qū)動輪和萬向支撐輪實現(xiàn)機器人的快速移動。
【IPC分類】B62D57/028, B62D57/00
【公開號】CN105035196
【申請?zhí)枴緾N201510360116
【發(fā)明人】趙姝穎, 胡彬, 鄧迅, 田祥章, 史博, 孫浩
【申請人】趙姝穎
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月26日