本發(fā)明涉及機器人領域，特別涉及一種能量共享的模塊化機器人。

背景技術：

1、電量共享是一種被廣泛應用于模塊化機器人中的技術，它可以實現(xiàn)系統(tǒng)的可持續(xù)運行。模塊化自重構機器人系統(tǒng)由眾多機器人模塊組成，能夠根據(jù)任務需求自主改變構型。此類機器人并非針對特定應用設計，能根據(jù)不同任務和環(huán)境靈活轉(zhuǎn)變構型，以應對復雜多變的環(huán)境和任務。模塊化自重構機器人具有自重構和自修復功能，因此具備高度自適應性和功能可擴展性，而自由連接的模塊化機器人在系統(tǒng)的靈活性上有著更好的表現(xiàn)。通過電量共享，耗電較多的機器人的電量可以得到即時補充，從而避免了電量耗盡無法工作的情況。有線通信的響應速度要遠快于無線傳輸，所以在對通信速度有要求的場合，模塊化機器人同樣需要具備有線通信的能力。

2、而傳統(tǒng)的應用于具有離散連接點的模塊化機器人的充電共享方案是使用固定接口讓機器人在特定的連接位置可以進行電量傳輸。但是由于自由連接的要求，傳統(tǒng)的方法無法保證機器人運行的全程可以實現(xiàn)能量共享。同樣自由連接的機器人如果使用固定位置的接口進行通信，將對其運動造成限制。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的是提出一種能量共享的模塊化機器人，旨在使能量共享的模塊化機器人能夠在自由連接的情況下，使得連桿模塊和節(jié)點模塊進行能量傳輸和通信。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的能量共享的模塊化機器人包括：

3、多個連桿模塊，每一個所述連桿模塊上設置有至少兩個連接介質(zhì)；

4、多個節(jié)點模塊，每一個所述節(jié)點模塊的電源接口或者通信接口與至少一個所述連桿模塊上的兩個連接介質(zhì)連接；

5、所述節(jié)點模塊的電源接口與所述連桿模塊上的兩個連接介質(zhì)連接時，形成充電回路，所述節(jié)點模塊與所述連桿模塊進行電量傳輸；

6、所述節(jié)點模塊的通信接口與所述連桿模塊上的兩個連接介質(zhì)連接時，形成通信通路，所述節(jié)點模塊與所述連桿模塊進行通信。

7、可選地，所述節(jié)點模塊包括：

8、第一殼體，所述第一殼體形成有容置腔，所述第一殼體內(nèi)容置有第一印刷電路板，所述第一殼體為球體；

9、第一通信電路，設置于所述第一印刷電路板上，所述第一通信電路用于連接所述連桿模塊上的兩個連接介質(zhì)，并與所述連桿模塊進行通信；

10、第一電源電路，設置于所述第一印刷電路板上，并與所述第一通信電路的電源端連接，所述第一電源電路用于給所述第一通信電路供電，所述第一電源電路還用于通過所述連接介質(zhì)與所述連桿模塊進行電量傳輸。

11、可選地，所述第一電源電路包括電源，電源具有電源正極和電源負極，所述第一通信電路包括通信端和接地端，所述第一殼體的表面分為多個正極區(qū)域和多個負極區(qū)域，多個所述正極區(qū)域通過導線分別與所述電源正極和所述通信端連接，多個所述負極區(qū)域通過導線分別與所述電源負極和所述接地端連接。

12、可選地，所述節(jié)點模塊還包括：

13、正極接口，設置于所述第一殼體上，所述正極接口與所述電源正極連接；

14、負極接口，設置于所述第一殼體上，所述負極接口與所述電源負極連接；

15、多個第一正極連接線，設置于所述第一殼體上，并與所述正極接口連接，每一個所述第一正極連接線用于連接兩個所述正極區(qū)域；

16、多個第一負極連接線，設置于所述第一殼體上，并與所述負極接口連接，每一個所述第一負極連接線用于連接兩個所述負極區(qū)域。

17、可選地，所述連桿模塊還包括：

18、充電匹配檢測電路，所述充電匹配檢測電路在檢測到任意一個正極區(qū)域與至少兩個所述連接介質(zhì)中的一個連接，且任意一個負極區(qū)域與至少兩個所述連接介質(zhì)中的一個連接時，控制所述連接介質(zhì)通過所述第一電源電路與所述節(jié)點模塊進行電量傳輸。

19、可選地，所述連桿模塊還包括：

20、通信匹配檢測電路，所述通信匹配檢測電路在檢測到任意一個正極區(qū)域與至少兩個所述連接介質(zhì)中的一個連接，且任意一個負極區(qū)域與至少兩個所述連接介質(zhì)中的一個連接時，控制所述連接介質(zhì)通過所述第一通信電路與所述節(jié)點模塊進行通信。

21、可選地，所述連桿模塊包括：

22、第二殼體，所述第二殼體具有上表面和下表面，所述上表面上至少設置有兩個連接介質(zhì)，所述下表面上至少設置有兩個連接介質(zhì)；

23、所述第二殼體形成有容置腔，所述第二殼體內(nèi)容置有第二印刷電路，所述連桿模塊還包括：

24、第二通信電路，設置于所述第二印刷電路上，所述第二通信電路用于通過兩個連接介質(zhì)與所述節(jié)點模塊連接，并與所述節(jié)點模塊進行通信；

25、第二電源電路，設置于所述第二印刷電路上，所述第二電源電路與所述第二通信電路的電源端連接，所述第二電源電路用于給所述第二通信電路供電，所述第二電源電路的電源正極和電源負極分別與至少兩個所述連接介質(zhì)連接，并通過連接介質(zhì)與所述節(jié)點模塊形成充電回路進行電量傳輸。

26、可選地，所述第二殼體還具有第一側表面，所述第一側表面上開設有多個通孔，所述連桿模塊還包括：

27、多個第二連接線，多個所述第二連接線對應穿過多個通孔，一個所述第二連接線的一端用于連接所述第二電源電路，一個所述第二連接線的另一端用于連接一個連接介質(zhì)。

28、可選地，所述連桿模塊還包括：

29、移動組件，設置于所述第二殼體的上表面和下表面上，所述連桿模塊通過所述移動組件在所述節(jié)點模塊的表面上移動；

30、或者，所述連桿模塊還用于通過所述移動組件移動。

31、可選地，所述連桿模塊還包括：

32、吸附組件，設置于所述第二殼體的上表面和下表面上，所述連桿模塊通過所述吸附組件與所述節(jié)點模塊連接。

33、本發(fā)明技術方案通過多個連桿模塊和多個節(jié)點模塊構成能量共享的模塊化機器人，其中，每一個連桿模塊上設置有至少兩個連接介質(zhì)；每一個節(jié)點模塊的電源接口或者通信接口與至少一個連桿模塊上的兩個連接介質(zhì)連接；節(jié)點模塊的電源接口與連桿模塊上的兩個連接介質(zhì)連接時，形成充電回路，節(jié)點模塊與連桿模塊進行電量傳輸；節(jié)點模塊的通信接口與所述連桿模塊上的兩個連接介質(zhì)連接時，形成通信通路，節(jié)點模塊與連桿模塊進行通信。如此，本方案使得連桿模塊在連接于節(jié)點模塊任意位置只要連接介質(zhì)和節(jié)點模塊的電源接口或者通信接口連接就可以進行充電或者有線通信，而連接介質(zhì)的數(shù)量的增加可以提升與節(jié)點模塊的電源接口連接的成功率。與傳統(tǒng)的使用固定位置接口的方案相比，本發(fā)明使能量共享的模塊化機器人能夠在自由連接的情況下，使得連桿模塊和節(jié)點模塊在可移動平面上的任何一個地方進行能量傳輸或者通信，不會對模塊間的運動進行限制，不會迫使能量共享的模塊化機器人始終連接在固定的位置，提升了系統(tǒng)的靈活性。

技術特征：

1.一種能量共享的模塊化機器人，其特征在于，包括：

2.如權利要求1所述的能量共享的模塊化機器人，其特征在于，所述節(jié)點模塊包括：

3.如權利要求2所述的能量共享的模塊化機器人，其特征在于，所述第一電源電路包括電源，電源具有電源正極和電源負極，所述第一通信電路包括通信端和接地端，所述第一殼體的表面分為多個正極區(qū)域和多個負極區(qū)域，多個所述正極區(qū)域通過導線分別與所述電源正極和所述通信端連接，多個所述負極區(qū)域通過導線分別與所述電源負極和所述接地端連接。

4.如權利要求3所述的能量共享的模塊化機器人，其特征在于，所述節(jié)點模塊還包括：

5.如權利要求3所述的能量共享的模塊化機器人，其特征在于，所述連桿模塊包括：

6.如權利要求3所述的能量共享的模塊化機器人，其特征在于，所述連桿模塊包括：

7.如權利要求1所述的能量共享的模塊化機器人，其特征在于，所述連桿模塊包括：

8.如權利要求7所述的能量共享的模塊化機器人，其特征在于，所述第二殼體還具有第一側表面，所述第一側表面上開設有多個通孔，所述連桿模塊還包括：

9.如權利要求7所述的能量共享的模塊化機器人，其特征在于，所述連桿模塊還包括：

10.如權利要求7所述的能量共享的模塊化機器人，其特征在于，所述連桿模塊還包括：

技術總結
本發(fā)明公開一種能量共享的模塊化機器人。能量共享的模塊化機器人包括：多個連桿模塊，每一個連桿模塊上設置有至少兩個連接介質(zhì)；多個節(jié)點模塊，每一個節(jié)點模塊的電源接口或者通信接口與至少一個連桿模塊上的兩個連接介質(zhì)連接；節(jié)點模塊的電源接口與連桿模塊上的兩個連接介質(zhì)連接時，形成充電回路，節(jié)點模塊與連桿模塊進行電量傳輸；節(jié)點模塊的通信接口與連桿模塊上的兩個連接介質(zhì)連接時，形成通信通路，節(jié)點模塊與連桿模塊進行通信。本發(fā)明旨在使能量共享的模塊化機器人能夠在自由連接的情況下，使得連桿模塊和節(jié)點模塊進行能量傳輸或者通信。

技術研發(fā)人員：李信卓,林天麟
受保護的技術使用者：深圳市人工智能與機器人研究院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6