具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。

请参考图1～图6，本发明实施例公开一种模块化机器人，所公开的模块化机器人包括移动平台100和第一功能集成部200。在本实施例中，移动平台100和第一功能集成部200即分别为两个单独的模块。

基于移动平台100，模块化机器人能够在支撑面上移动，支撑面可以为地面，当然支撑面也可以为电脑桌面等。具体的，移动平台100包括机架组件110、驱动机构和行走组件。

机架组件110为移动平台100的基础构件，其不仅作为移动平台100的其他构件的安装支撑基础，也可对部分安装于机架组件100上的构件起到保护作用。

行走组件与驱动机构配合使用，驱动机构设置于机架组件110上，且驱动机构与行走组件相连，以驱动行走组件转动。驱动机构为移动平台100的动力构件，其在移动平台进行移动时给行走组件提供驱动力，驱使行走组件在地面上进行行走动作，进而实现移动平台的移动。

本实施例未限制行走组件的具体类型，通常行走组件可以为行走轮组，行走轮组可包括多个行走轮130，当然也可以为多足仿生行走结构。

同时，第一功能集成部200可拆卸安装于机架组件110上，也即是说，第一功能集成部200作为一个整体能够方便地从机架组件110上拆卸下来。通常情况下，第一功能集成部200通过螺纹紧固件(例如螺钉、螺栓等)可拆卸安装于机架组件110上。

随着目前多功能机器人的发展趋势，机器人上需要包括许多分散布置的功能模组，而在本实施例中，即可将这些功能模组集成为第一功能集成部200。如此设置下，当将第一功能集成部200从机架组件110上拆卸，也即使得这些功能模组与机架组件110分离开。

目前的现有技术机器人，通常是将许多功能模组和占位空间较大的驱动机构等结构都集成设计在机器人的底盘上，各结构之间往往存在覆盖干涉，且线缆容易交缠，拆装作业极为繁琐。如果机器人出现故障，首先需要将机器人外壳拆除，然后再拆除大量功能模组或驱动机构、以及大量线缆，才能对故障结构进行检修，不仅工作量巨大，而且受到影响的结构甚多。在具备良好密封性能和防水性能的机器人上，上述的问题更为严重。

而在本发明实施例公开的模块化机器人中，第一功能集成部200与驱动结构间隔布设。如此设置下，驱动机构与第一功能集成部200不会相互覆盖干涉，且也避免了二者的线缆出现交缠问题，无疑能够优化该模块化机器人的内部结构布局，进而提升拆装效率。需要说明的是，第一功能集成部200由于将功能模组集成在一起，可对功能模组的线缆进行统一布局，能够有效避免不同功能模组的线缆交缠。进一步地，为了便于优化该模块化机器人内部线缆的收容能力，在可选的方案中，机架组件110上可以设置有线缆收容结构，线缆收容结构举例来说可以为龙骨线槽。如此设置可以对线缆进行有序收容，避免线缆杂乱布设和出现交缠情况。

由上述说明可知，该模块化机器人通过设置第一功能集成部200，将许多功能模组集成在一起，实现了模块化布局；第一功能集成部200可拆卸地安装于机架组件110上，在维护时，可方便地将第一功能集成部200从机架组件110上拆除，然后即可对移动平台100和第一功能集成部200分别进行维护，且移动平台100和第一功能集成部200不会相互干扰，进而能够更快地找出故障原因，降低了维护难度。

同时，由于第一功能集成部200与移动平台100的用途区别明显不同，在出现故障时，能够及时断定故障原因出自第一功能集成部200还是移动平台100，并可通过更换新的第一功能集成部200或移动平台100来解决故障；相较于更换整机，无疑成本更低。

通常情况下，模块化机器人包括独立的电池模组140，电池模组140为整个模块化机器人的运行提供电能。在本实施例中，电池模组140可拆卸安装于机架组件110上，且电池模组140与驱动机构间隔布设。

应理解的是，在现有技术的机器人中，通常将功能模组、驱动机构与电池模组140混杂在一起，且还将电池模组140布局在机架组件110的深处，如此，拆装电池模组140时将极为繁琐。而在本实施例所公开的模块化机器人中，电池模组140与驱动机构间隔布设，且第一功能集成部200将众多功能模组进行了集成组合，相当于在该模块化机器人内部，仅存在电池模组140、驱动机构和第一功能集成部200三个部分，三者之间不会产生较多的干涉，当其中一部分出现故障时，可快速找出出现故障的部分结构，并能够快速拆卸而进行检修。

如此情况下，当需要拆卸电池模组140时，由于电池模组140与驱动机构间隔布设，驱动机构不会对电池模组140造成干涉，因此最多只需要拆卸掉第一功能集成部200即可以拆卸掉电池模组140，如此无疑能够实现电池模组140的快拆功能，以方便更换或检修。

本实施例未限制第一功能集成部200与电池模组140的具体连接关系，在一种实施方式中，第一功能集成部200可以压紧固定于电池模组140上，进而可以提升二者的安装稳定性。

如前所述，本实施例未限制模块化机器人的行走模式，在本实施例的后述内容中以行走组件优选为行走轮组为例。

在本实施例中，机架组件110可以包括相对设置的第一支撑板111和第二支撑板112，驱动机构包括第一驱动模组和第二驱动模组，第一驱动模组安装于第一支撑板111上，第二驱动模组安装于第二支撑板112上；行走组件包括第一子轮组和第二子轮组，第一驱动模组与第一子轮组相连，以驱动第一子轮组转动，第二驱动模组与第二子轮组相连，以驱动第二子轮组。

应理解的是，第一驱动模组和第一支撑板111组成一个模块，第二驱动模组和第二支撑板112组成一个模块，它们均可以实现整体的拆装，并独立于移动平台100之外，进而提升拆装效率，降低了模块化机器人的维护难度。当然上述的模块中，可以包括相对应的子轮组。

在实际的工作过程中，如发现驱动机构出现故障，只需要从机架组件110上拆卸下对应于第一驱动模组(第二驱动模组)的第一支撑板111(第二支撑板112)，再对第一驱动模组(第二驱动模组)进行检修即可，而不需要对模块化机器人整机进行拆卸。

第一驱动模组和第二驱动模组均包括驱动单元120，本实施例未限制驱动单元120的具体类型，其可以为液压动力装置、气压动力装置或者电动动力装置等。通常情况下，驱动单元120为驱动电机。

进一步的，驱动机构还可以包括变速模组、减震模组等，变速模组与驱动单元120配合使用，进而改变驱动单元120的输出力矩和转速，变速模组可选为行星齿轮减速器；减震模组能够缓冲行走组件传递来的冲击，进而使得模块化机器人具有更优的越障能力和行走稳定性。

在本实施例中，机架组件110还可以包括第三支撑板113，第三支撑板113上设置有第一功能组件，第一功能组件与电池模组140间隔布设。应理解的是，第三支撑板113和第一功能组件组成了一个模块，它们一样可以实现整体的拆装，并独立于移动平台100之外，进而提升拆装效率，降低了模块化机器人的维护难度。同时，如此设置，第一功能组件与电池模组140之间不会覆盖干涉，当拆卸第三支撑板113时不会受到阻碍。

在具体的工作过程中，当第一功能组件出现故障，则可以从机架组件110上拆卸第三支撑板113，再对第一功能组件进行检修即可，而避免了对模块化机器人整机进行拆卸。

本实施例未限制第一功能组件的具体类型，举例来说第一功能组件可以包括电源管理模组151、主控制模组152和充电刷板153中的至少两者，也即是第一功能组件可以包括电源管理模组151、主控制模组152和充电刷板153的任意两者或三者。通常情况下，电源管理模组151可选为PCU(即Power Control Unit，功率控制单元)，主控制模组152可选为第一TCU(即Transmission Control Unit，自动变速箱控制单元)。

在本实施例中，机架组件110还可以包括第四支撑板114，第四支撑板114上设置有第二功能组件，第二功能组件与电池模组140间隔布设。应理解的是，与第三支撑板113和第一功能组件一样，第四支撑板114和第二功能组件组成了一个模块，它们一样可以实现整体的拆装，并独立于移动平台100之外，进而提升拆装效率，降低了模块化机器人的维护难度。同时，如此设置，第二功能组件与电池模组140之间不会覆盖干涉，当拆卸第四支撑板114时不会受到阻碍。

在具体的工作过程中，当第二功能组件出现故障，则可以从机架组件110上拆卸第四支撑板114，再对第二功能组件进行检修即可，而避免了对模块化机器人整机进行拆卸。

本实施例未限制第二功能组件的具体类型，举例来说第二功能组件可以包括扬声器161和辅助控制模组162。通常情况下，辅助控制模组162可以为第二TCU或者RCU(即Running Control Unit，运动控制单元)。扬声器161用于播放预置录音或作为人机对讲的声音播放器。

在本实施例中，第一功能集成部200可以包括第一安装基部210和安装于第一安装基部210的第三功能组件，第一安装基部210可拆卸安装于机架组件110上。如前所述，第三功能组件集成于第一安装基部210上，以形成一个独立模块。在具体的工作过程中，当第三功能组件出现故障，则可以从机架组件110上拆卸第一安装基部210，再对第三功能组件进行检修即可，而避免了对模块化机器人整机进行拆卸。

本实施例未限制第三功能组件的具体类型，举例来说第三功能组件可以包括无线通讯模组221、急停控制模组222、状态指示灯223、外接端口224、超声波传感器225、示廓灯组226和启动开关227中的至少两者，也即是第三功能组件可以包括无线通讯模组221、急停控制模组222、状态指示灯223、外接端口224、超声波传感器225、示廓灯组226和启动开关227中数量至少为两个的任意组合。其中，示廓灯组226可包括前后示廓灯和侧示廓灯；外接端口224可选为USB接口或通用充电接口。

通常情况下，机架组件110具有开口；在一种实施方式中，机架组件110可以包括底盘，第一支撑板111、第二支撑板112、第三支撑板113和第四支撑板114围绕设置于底盘边缘，就可以形成机架组件110，并在一侧形成开口。

在本实施例中，第一安装基部210可以呈壳体状，第一安装基部210设置于开口，且与机架组件110形成密封的收容腔。在上述第一支撑板111、第二支撑板112、第三支撑板113和第四支撑板114围绕设置于底盘边缘而形成机架组件110的实施方式中，则可以设置第一安装基部210搭接在第一支撑板111、第二支撑板112、第三支撑板113和第四支撑板114上，并覆盖于开口处而形成密封的收容腔。

应理解的是，如此设置下，可以使得模块化机器人具备密封的收容腔，进而具备较佳的防尘防水性能。当该收容腔内的结构出现故障时，可通过拆卸第一安装基部210而外露出该收容腔，进而可以进行检修作业，且避免了需要对第三功能组件所包括的功能模组的拆卸工作。

而且，目前为了缩减机器人的周向尺寸，功能模组、驱动机构和电池模组140等通常堆叠设置，如此会显著增加机器人的高度，致使机器人的重心升高，导致机器人的行走稳定性变差。在本实施例中，电池模组140和驱动机构可设置于收容腔内，且由于第一安装基部210呈壳体状，即相当于第一安装基部210包覆于电池模组140和驱动机构的周侧设置，如此就能够降低模块化机器人的高度，使得机器人重心下降，进而优化了模块化机器人的行走稳定性。

当然，在本实施例中，第一安装基部210的形状可以有多种，其也可以为杆状、环状等，本实施例未限制第一安装基部210的具体形状。

为了进一步地简化拆卸过程，降低维护难度，在可选的方案中，第一安装基部210可以包括壳本体211和检修盖体212，壳本体211上开设有工作窗口，检修盖体212可拆卸安装于工作窗口；第三功能组件设置于壳本体211上。结合前述，当收容腔内的结构出现故障时，可通过打开检修盖体212并通过工作窗口而外露出收容腔，即可以进行检修作业；同时，如此设置能够避免拆卸壳本体211，而不会对第三功能组件包括的功能模组的使用造成影响。壳本体211和检修盖体212之间可设置有密封胶条，以提升防水性能。

为了提升模块化机器人的安全性能，在可选的方案中，移动平台100可以包括触边防撞部170和多个光电测距传感器180，触边防撞部170设置于机架组件110的至少部分外侧表面，多个光电测距传感器180布设于机架组件110的周侧。更为具体的，移动平台100可以为越野型移动平台，以使得模块化机器人能够在多场景中应用。

应理解的是，当移动平台170与阻挡物发生碰撞时，触边防撞部170可以起到一定的缓冲作用，以减小模块化机器人受到的破坏；触边防撞部170通常可选为触边防撞橡胶条。光电测距传感器180通过向模块化机器人周侧发出光波，形成一块包络模块化机器人投影面的绿色阴影区，此阴影区即为探沟保护区，能有效保证模块化机器人在该区域内不会跌落深沟或断崖。

在具体的工作过程中，如果模块化机器人行驶的路径前方遇到了深沟或断崖，光电测距传感器180的某一点打到了断崖或者深沟的底部，其反馈的距离发生了改变，若主控制模组152或辅助控制模组162分析数据发现异常，便会触发急停或者调整行走方向的指令，避免模块化机器人跌落。

光电测距传感器180可与前述的超声波传感器配合使用，以使得模块化机器人具备较为全面的防跌落越障能力。超声波传感器基于超声波反馈信息，因此也能够提升模块化机器人的应用场景。在本实施例中，光电测距传感器的类型可以有多种，举例来说可以为光电红外测距传感器或光电激光测距传感器。

当然，本实施例未限制光电测距传感器180的具体数量，光电测距传感器180通常可以为四个，且分布于机架组件110的四角。

在本实施例中，模块化机器人还可以包括第二功能集成部300，第二功能集成部300安装于机架组件110或第一功能集成部200上。应理解的是，基于多功能机器人的发展趋势，第二功能集成部300可以使得该模块化机器人集成更多的功能模组。同时，第二功能集成部300相较于移动平台100和第一功能集成部200属于另一个独立的模块，第二功能集成部300上功能模组出现故障，只需要将第二功能集成部300单独拆卸，即可对其上的功能模组进行维护。

进一步的，第二功能集成部300可以包括第二安装基部310和安装于第二安装基部310的第四功能组件，第二安装基部310安装于机架组件110或第一功能集成部200上。在具体的工作过程中，当第四功能组件出现故障，则可以从机架组件110或第一功能集成部200上拆卸第二安装基部310，再对第四功能组件进行检修即可，而避免了对模块化机器人整机进行拆卸。

本实施例未限制第四功能组件的具体类型，举例来说当第二功能集成部300为云台系统时，第四功能组件可以包括图像采集模组321、传声器322和三维激光雷达323中的至少两者，也即是第四功能组件可以包括图像采集模组321、传声器322和三维激光雷达323的任意两者或三者。其中，图像采集模组321可以包括可见光相机和热成像相机，可见光相机可以拍摄、录像所视范围内的可见光场景，热成像相机可以拍摄、录像所视范围内的热力图。三维激光雷达323可以建立场景内的三维地图，扫描场景内的环境，通过后台算法比对环境特征值，用于模块化机器人的导航和避障。

本实施例未限制第二安装基部310的具体类型，在一种具体的实施方式中，第二安装基部310可以包括基板311和设置于基板311的支撑架312，三维激光雷达323设置于基板311，传声器322设置于支撑架312上，支撑架312背离基板311的一端支撑于图像采集模组321。具体而言，第二安装基部310可以通过基板311安装于机架组件110或第一功能集成部200，以提升安装稳定性。支撑架312可以为图像采集模组321提供一定的安装高度，便于图像采集模组321获得较优的视野。

通常情况下，支撑架312周围会包覆有外壳，外壳上可设置检修口，以便于对支撑架312内部的结构(例如传声器322)进行检修。传声器322用于采集场景内的声音，将采集的声音传输到后台分析系统，用于判定场景内是否存在设备异常或预判设备的损坏周期，也可用于人机对讲的声音采集器。

综合前述的实施例可知，本发明实施例所公开的模块化机器人可以让设计者、使用者、维护者更便捷的认识机器人的构成。从设计者的角度，能更快的完成单一模块的设计，而无需考虑太多的综合问题，合理规划设计思路；从使用者的角度，能更便捷的分模块了解操作方式及使用注意点；最重要的，从维护者角度，能更顺利地对单一损坏的模块进行更换，无需过多干预其他组件，节约维护成本。

本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。