專利名稱：一種用于實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人的機(jī)器人單體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)器人的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人的機(jī)器人單體。
背景技術(shù)：
機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展使得機(jī)器人的能力不斷提高，機(jī)器人應(yīng)用的領(lǐng)域和范圍正在不斷擴(kuò)展，人們希望機(jī)器人能完成更加復(fù)雜的任務(wù)，通過對(duì)其進(jìn)行重新編程，機(jī)器人能很容易地完成許多不同的任務(wù)。然而一臺(tái)機(jī)器人能完成任務(wù)的范圍受到其自身機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，對(duì)于給定任務(wù)，可以根據(jù)任務(wù)要求選擇機(jī)器人的最佳結(jié)構(gòu)。由于柔性機(jī)器人時(shí)由多個(gè)單體機(jī)器人構(gòu)成的，能實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)器人協(xié)同動(dòng)作，因此比普通機(jī)器人有更高的自由度，能更好的 適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境然而對(duì)于一些不可預(yù)知的或者不斷變化的作業(yè)，就無法選擇機(jī)器人的最佳結(jié)構(gòu)了，傳統(tǒng)機(jī)器人因其自身結(jié)構(gòu)限制難以適應(yīng)工作環(huán)境和工作任務(wù)的變化，若因工作環(huán)境和工作任務(wù)的不同而重新對(duì)機(jī)器人進(jìn)行開發(fā)，應(yīng)用許多具有不同運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性的機(jī)器人來完成作業(yè)任務(wù)，這種做法耗資巨大，開發(fā)周期長(zhǎng)。在參考文獻(xiàn)I :《模塊化自重構(gòu)機(jī)器人研究——現(xiàn)狀、機(jī)遇與挑戰(zhàn)》中提供的機(jī)器人設(shè)計(jì)中，其每個(gè)機(jī)器人單體僅提供4個(gè)可靠連接面，在參考文獻(xiàn)2 《基于容錯(cuò)性能的可重構(gòu)機(jī)器人構(gòu)形綜合研究》中僅提供2個(gè)可靠連接面，在參考文獻(xiàn)3 《可重構(gòu)機(jī)器人單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及組合特性分析》中僅提供2個(gè)可靠連接面，在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，其可靠連接面非常有限，且運(yùn)動(dòng)干涉較大，構(gòu)成的機(jī)器人組合體不易安裝，還需要其他的轉(zhuǎn)動(dòng)部件相支持。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種用于實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人的機(jī)器人單體，具有模塊化，可重構(gòu)，擴(kuò)展性強(qiáng)的特性，每個(gè)機(jī)器人單體共有六個(gè)面可供連接，可以用最少的機(jī)器人單體組合成復(fù)雜的構(gòu)型。且本發(fā)明采用電位計(jì)高精度反饋位置，其電位計(jì)直接設(shè)置在檢測(cè)目標(biāo)處，最終角度包含機(jī)械空程，有效地提高了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)精度。本發(fā)明提出的機(jī)器人單體包括上下同軸連接的兩部分殼體，上下殼體的幾何結(jié)構(gòu)相同，上下殼體均是通過如下方式得到的( I)選取正三棱錐，正三棱錐的三個(gè)側(cè)面兩兩互相垂直；(2)以正三棱錐的底面內(nèi)切圓為底面的圓柱體，向上截取正三棱錐三個(gè)側(cè)面，得到幾何體；所述的上下殼體均為薄壁殼體，上下殼體的三個(gè)側(cè)面上分別設(shè)置有通孔，用于實(shí)現(xiàn)與相鄰可變形機(jī)器人之間的電氣連接，上下殼體底面中心均具有通孔；上下殼體通過中心軸連接，中心軸為芯部中空的軸體，中心軸的一端底部與下殼體的底面固定連接,另一端穿過上殼體底面通孔,連接上殼體的中心軸一端通過軸承A19、軸承B實(shí)現(xiàn)與上殼體配合活動(dòng)連接，軸承B的外部還連接有支撐板，支撐板的兩端連接有擋板，擋板的底部與上殼體的底面固定連接；中心軸的頂部連接有蝸輪，在蝸輪和軸承B的中間設(shè)置有套筒，通過套筒固定軸承B的軸向位置，在蝸輪的頂部設(shè)置有螺母，通過螺母將蝸輪軸向固定，且在擋板上還連接有蝸桿，與蝸輪配合使用；蝸輪上方設(shè)置有電位計(jì)，且電位計(jì)的主體與擋板固定連接，擋板上還固定有導(dǎo)電滑環(huán)，導(dǎo)電滑環(huán)與中心軸同軸，且位于電位計(jì)上方，擋板上還設(shè)置有直流減速電機(jī)，直流減速電機(jī)通過齒輪咬合帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，通過蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)通過蝸輪帶動(dòng)中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)上下殼體相對(duì)旋轉(zhuǎn)連接。下殼體內(nèi)部底面上固定有控制電路板，上殼體中的電位計(jì)、電機(jī)的連線通過導(dǎo)電滑環(huán)與控制電路板連接，通過控制電路板與上位機(jī)通訊，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，采集電位計(jì)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)上下殼體相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度控制。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于I、本發(fā)明提出一種用于實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人的機(jī)器人單體，具有模塊化，可重構(gòu)，擴(kuò)展性強(qiáng)的特性，每個(gè)機(jī)器人單體共有六個(gè)面可供連接，可以用最少的機(jī)器人單體組合成復(fù)雜的構(gòu)型；同時(shí)也能將一些擴(kuò)展組件安裝于單個(gè)機(jī)器人上；
·
2、本發(fā)明提出一種用于實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人的機(jī)器人單體，其旋轉(zhuǎn)面與每個(gè)連接面的夾角均為為35. 26°，而非通常的90°與180°。這樣的設(shè)計(jì)大大增加了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍和變形模式；3、本發(fā)明提出一種用于實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人的機(jī)器人單體，其采用直流減速電機(jī)附加蝸輪蝸桿減速的機(jī)構(gòu)，其扭力可達(dá)到5N · M，完全可以帶動(dòng)機(jī)器人在空間中運(yùn)動(dòng)。7 8個(gè)機(jī)器人單體可組合成單直線的機(jī)械臂在空間中到達(dá)任意位置任意角度；4、本發(fā)明提出一種用于實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人的機(jī)器人單體，其導(dǎo)電滑環(huán)和電位計(jì)的設(shè)計(jì)保證了其可以任意圈旋轉(zhuǎn)，而非通常此類機(jī)器人的9(Γ180度旋轉(zhuǎn)；5、本發(fā)明提出一種用于實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人的機(jī)器人單體，采用電位計(jì)高精度反饋位置，其電位計(jì)直接設(shè)置在檢測(cè)目標(biāo)處，最終角度包含機(jī)械空程，有效地提高了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)精度，其測(cè)量精度高達(dá)O. 06°。6、本發(fā)明提出一種用于實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人的機(jī)器人單體，通過電器連接，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)器人協(xié)同控制，具有很高的自由度。


圖I :本發(fā)明提出一種用于實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人的機(jī)器人單體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 :本發(fā)明提出一種用于實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人的機(jī)器人單體的殼體主視圖；圖3 :本發(fā)明提出一種用于實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人的機(jī)器人單體的殼體俯視圖；圖4 :本發(fā)明提出一種用于實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人的機(jī)器人單體的殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖5 :本發(fā)明提出一種用于實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人的機(jī)器人單體殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)爆炸圖；圖6 :本發(fā)明提出一種自動(dòng)連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7 :本發(fā)明提出一種自動(dòng)連接件無電機(jī)結(jié)構(gòu)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8:本發(fā)明中上部套接卡環(huán)的空間結(jié)構(gòu)示意圖；圖9 :本發(fā)明中上部套接卡環(huán)的主視圖10 :本發(fā)明中上部套接卡環(huán)的截面圖；圖11 :本發(fā)明中下部彈銷基座的基座的結(jié)構(gòu)不意圖；圖12 :本發(fā)明中下部彈銷基座的電機(jī)部件結(jié)構(gòu)示意圖；圖13 :本發(fā)明中電機(jī)座結(jié)構(gòu)示意圖；圖14 :本發(fā)明中電機(jī)座結(jié)構(gòu)示意圖；圖15 :本發(fā)明中下部彈銷基座的中心彈銷結(jié)構(gòu)示意圖。圖中i-上部套接卡環(huán)； 2-下部彈銷基座； 3-上中空?qǐng)A柱A;4-下中空?qǐng)A柱B ; 5-中心彈銷；6-基座； 7-電機(jī)部件；8-上中空?qǐng)A錐C ; 9-下中空?qǐng)A柱D ;10-頂尖；11-電機(jī)；12-圓錐 F ；13-圓柱G ;14-中空?qǐng)A柱E ; 15-電機(jī)座；16-上殼體；17-下殼體；18-中心軸；19-軸承 A ；20-軸承 B ;21-套筒；22-擋板；23-蝸輪；24-螺母；25-蝸桿；26-電位計(jì)；27-導(dǎo)電滑環(huán)；28-直流減速電機(jī)；29-支撐板。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提出一種用于實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人的機(jī)器人單體，如圖I所示，該機(jī)器人單體包括上下同軸連接的兩部分殼體，上下殼體的幾何結(jié)構(gòu)相同，上下殼體均是通過如下方式得到的I、選取正三棱錐，正三棱錐的三個(gè)側(cè)面兩兩互相垂直，正三棱錐的底面內(nèi)切圓半徑為r ;2、以正三棱錐的底面內(nèi)切圓為底面的圓柱體，向上截取正三棱錐三個(gè)側(cè)面，得到不規(guī)則幾何體。所述的上下殼體均為薄壁殼體，如圖2和圖3所示，上下殼體的三個(gè)側(cè)面上均設(shè)置有通孔，用于實(shí)現(xiàn)與相鄰可變形機(jī)器人之間的電氣連接。上下殼體底面中心均具有通孔，中心軸18為芯部中空的軸體，芯部用于走線連接。中心軸18的一端底部與下殼體的底面固定連接，另一端穿過上殼體底面通孔，通過軸承A19、軸承B20實(shí)現(xiàn)與上殼體配合活動(dòng)連接，如圖4和圖5所示，軸承B20的外部還連接有支撐板29，支撐板29的兩端連接有擋板22，擋板22的底部與上殼體的底面固定連接，中心軸18的頂部連接有蝸輪23，在蝸輪23和軸承B20的中間還連接有套筒21，通過套筒21固定軸承B20的軸向位置，在蝸輪23的頂部設(shè)置有螺母24，通過螺母24將蝸輪23軸向固定，且在擋板22上還連接有蝸桿25，與蝸輪23配合使用。蝸輪23上方設(shè)置有電位計(jì)26 (角度傳感器)，且電位計(jì)26的主體與擋板22固定連接，擋板22上還固定有導(dǎo)電滑環(huán)27，導(dǎo)電滑環(huán)27與中心軸18同軸，且位于電位計(jì)26上方。擋板22上還設(shè)置有直流減速電機(jī)28，直流減速電機(jī)28通過齒輪咬合帶動(dòng)蝸桿25轉(zhuǎn)動(dòng)，通過蝸桿25帶動(dòng)蝸輪23轉(zhuǎn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)通過蝸輪23帶動(dòng)中心軸18轉(zhuǎn)動(dòng)。最終通過中心軸18實(shí)現(xiàn)上下殼體相對(duì)旋轉(zhuǎn)連接。
下殼體內(nèi)部底面上固定有控制電路板，上殼體中的電位計(jì)26、電機(jī)的連線通過導(dǎo)電滑環(huán)27與控制電路板連接，避免由于轉(zhuǎn)動(dòng)引起的導(dǎo)線纏繞。通過控制電路板與上位機(jī)通訊，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，采集電位計(jì)26信號(hào)，實(shí)現(xiàn)上下殼體相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度控制。一個(gè)機(jī)器人單體上下殼體的側(cè)面通孔上設(shè)置有手動(dòng)連接件，通過手動(dòng)連接件實(shí)現(xiàn)與另一機(jī)器人單體的快速連接，最終實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)器人連接，由于每一個(gè)機(jī)器人單體的上下兩個(gè)殼體均可相對(duì)旋轉(zhuǎn)，因此最終形成的機(jī)器人組合體整體均可以旋轉(zhuǎn)，柔性較高，可以實(shí)現(xiàn)多種變形，可360度旋轉(zhuǎn)動(dòng)作范圍大，通用性強(qiáng)，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)無需針對(duì)每一種工作專門設(shè)計(jì)機(jī)器人，只需要對(duì)機(jī)器人單體進(jìn)行不同組合、編程即可完成任務(wù)，降低了成本。
優(yōu)選的機(jī)器人單體的通孔上還可以設(shè)置有自動(dòng)連接件，上中空?qǐng)A柱A的上表面固定于上下殼體的通孔中，實(shí)現(xiàn)與被連接件的連接；如圖6和圖7所示，自動(dòng)連接件包括上部套接卡環(huán)I和下部彈銷基座2 ;如圖8、圖9所示，所述的上部套接卡環(huán)I包括上下順次同軸連接兩個(gè)中空?qǐng)A柱結(jié)構(gòu)，上中空?qǐng)A柱A3的外徑小于下中空?qǐng)A柱B4的外徑，下中空?qǐng)A柱B4的邊緣通過螺釘與外部需連接的連接件連接。上中空?qǐng)A柱A3的內(nèi)壁面為圓錐面，該圓錐面為向下中空?qǐng)A柱B4方向收縮的圓錐面，如圖10所示，且圓錐面母線與中心軸線之間的夾角為α，α >45°，下中空?qǐng)A柱Β4的內(nèi)壁面為圓錐面，如圖10所示，該圓錐面為向上中空?qǐng)A柱A3方向收縮的圓錐面，該圓錐面母線與中心軸線之間的夾角為β。如圖11所示，所述的下部彈銷基座2包括中心彈銷5、基座6和電機(jī)部件7，基座6包括順次同軸連接的上中空?qǐng)A錐C8和下中空?qǐng)A柱D9，上中空?qǐng)A錐C8的內(nèi)徑與下中空?qǐng)A柱D9的內(nèi)徑相等，上中空?qǐng)A錐C8的底面外徑小于下中空?qǐng)A柱D9的底面外徑，且下中空?qǐng)A柱D9的底面外徑大于上部套接卡環(huán)I的下中空?qǐng)A柱Β4底面內(nèi)徑，且上中空?qǐng)A錐C3的圓錐面母線與中心軸線的夾角為Y，優(yōu)選為Y = β，上中空?qǐng)A錐CS的側(cè)壁上設(shè)置三個(gè)以上的通孔，用于安裝中心彈銷5。下中空?qǐng)A柱D9的內(nèi)壁為螺紋結(jié)構(gòu)，且下中空?qǐng)A柱D9的底部同軸連接有內(nèi)螺紋中空?qǐng)A柱Ε14，下中空?qǐng)A柱D9和內(nèi)螺紋中空?qǐng)A柱Ε14的內(nèi)部連接有電機(jī)部件7，該電機(jī)部件7包括頂尖10和電機(jī)11兩部分，如圖12所示，頂尖10分為上下一體同軸的圓錐F12和圓柱G13兩部分，圓錐F12外表面為光滑表面，圓錐的圓錐面母線與其中心線的夾角為ζ，圓柱G13外表面為外螺紋表面，圓柱G13的下方同軸連接有電機(jī)11，且電機(jī)11出軸與頂尖10周向固定，電機(jī)部件通過圓柱G13的外螺紋連接于中空?qǐng)A柱Ε14和下中空?qǐng)A柱D9的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)中。在電機(jī)11驅(qū)動(dòng)下，使圓柱G13在下中空?qǐng)A柱D9和中空?qǐng)A柱Ε14的內(nèi)螺紋中行進(jìn)，進(jìn)而帶動(dòng)頂尖10沿中心軸線軸向運(yùn)動(dòng)。電機(jī)11通過電機(jī)座15固定于下中空?qǐng)A柱D9的底部，如圖13和圖14所示，使電機(jī)座15與基座固定連接。如圖15所示，中心彈銷5為兩端均為圓錐面的圓柱結(jié)構(gòu)，其一端圓錐面的角度與頂尖10的圓錐F12圓錐面相配合，該端圓錐面母線與中心線的夾角為δ，優(yōu)選的δ + ζ =90°，中心彈銷5另一端圓錐面的角度與上中空?qǐng)A柱A的內(nèi)圓錐面角度相配合，該端圓錐面母線與中心線夾角為Θ，優(yōu)選的θ + α =90°，中心彈銷5位于上中空?qǐng)A錐C8側(cè)壁的通孔中，中心彈銷5在電機(jī)11驅(qū)動(dòng)的頂尖10作用下，在上中空?qǐng)A錐CS的通孔中運(yùn)動(dòng)。電機(jī)11帶動(dòng)螺紋頂尖10軸向運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)中心彈銷5彈出，中心彈銷5與上中空?qǐng)A柱Β4的內(nèi)圓錐面配合，將上部套接卡環(huán)I和下部彈銷基座2卡緊。電機(jī)座的底部固定于上下殼體的通孔中，實(shí)現(xiàn)與主動(dòng)連接件的連接。所述的上中空?qǐng)A錐C表面設(shè)置有導(dǎo)電滑道，下中空?qǐng)A柱Β4的表面設(shè)置有彈簧觸點(diǎn)，通過導(dǎo)電滑道與彈簧觸點(diǎn)的穩(wěn)定接觸，從而進(jìn)行有效的電磁連接。當(dāng)上部套接卡環(huán)I和下部彈銷基座2連接后，自動(dòng)連接件的彈銷自動(dòng)鎖緊連接，并使導(dǎo)電滑道和彈簧觸點(diǎn)連通，使分別與上部套接卡環(huán)I、下部彈銷基座2連接的主動(dòng)連接件、被動(dòng)連接件實(shí)現(xiàn)電氣連接，當(dāng)主動(dòng)連接件、被動(dòng)連接件需要分離時(shí)，通過主動(dòng)連接件和被動(dòng)連接件的電信號(hào)控制部套 接卡環(huán)和下部彈銷基座分離。
權(quán)利要求
1.一種用于實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人的機(jī)器人單體，其特征在于所述的機(jī)器人單體包括上下同軸連接的兩部分殼體，上下殼體的幾何結(jié)構(gòu)相同，上下殼體均是通過如下方式得到的 (1)選取正三棱錐，正三棱錐的三個(gè)側(cè)面兩兩互相垂直； (2)以正三棱錐的底面內(nèi)切圓為底面的圓柱體，向上截取正三棱錐三個(gè)側(cè)面，得到幾何體； 所述的上下殼體均為薄壁殼體，上下殼體的三個(gè)側(cè)面上分別設(shè)置有通孔，用于實(shí)現(xiàn)與相鄰可變形機(jī)器人之間的電氣連接，上下殼體底面中心均具有通孔；上下殼體通過中心軸連接，中心軸為芯部中空的軸體，中心軸的一端底部與下殼體的底面固定連接，另一端穿過上殼體底面通孔，連接上殼體的中心軸一端通過軸承A、軸承B實(shí)現(xiàn)與上殼體配合活動(dòng)連接，軸承B的外部還連接有支撐板，支撐板的兩端連接有擋板，擋板的底部與上殼體的底面固定連接；中心軸的頂部連接有蝸輪，在蝸輪和軸承B的中間設(shè)置有套筒，通過套筒固定軸承B的軸向位置，在蝸輪的頂部設(shè)置有螺母，通過螺母將蝸輪軸向固定，且在擋板上還連接有蝸桿，與蝸輪配合使用；蝸輪上方設(shè)置有電位計(jì)，且電位計(jì)的主體與擋板固定連接，擋板上還固定有導(dǎo)電滑環(huán)，導(dǎo)電滑環(huán)與中心軸同軸，且位于電位計(jì)上方，擋板上還設(shè)置有直流減速電機(jī)，直流減速電機(jī)通過齒輪咬合帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，通過蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)通過蝸輪帶動(dòng)中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)上下殼體相對(duì)旋轉(zhuǎn)連接； 下殼體內(nèi)部底面上固定有控制電路板，上殼體中的電位計(jì)、電機(jī)的連線通過導(dǎo)電滑環(huán)與控制電路板連接，通過控制電路板與上位機(jī)通訊，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，采集電位計(jì)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)上下殼體相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人的機(jī)器人單體，其特征在于所述的上下殼體的三個(gè)側(cè)面的通孔上分別設(shè)置有自動(dòng)連接件，該自動(dòng)連接件包括上部套接卡環(huán)和下部彈銷基座；上部套接卡環(huán)和下部彈銷基座分別設(shè)置在上下殼體的三個(gè)側(cè)面通孔中，用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器人單體間的相互對(duì)接； 所述的上部套接卡環(huán)包括上下順次同軸連接兩個(gè)中空?qǐng)A柱結(jié)構(gòu)，上中空?qǐng)A柱A的內(nèi)壁面為圓錐面，所述的上中空?qǐng)A柱A的內(nèi)壁面圓錐面為向下中空?qǐng)A柱B方向收縮的圓錐面，下中空?qǐng)A柱B的內(nèi)壁面為圓錐面，該圓錐面為向上中空?qǐng)A柱A方向收縮的圓錐面，該圓錐面母線與中心軸線之間的夾角為β ;上中空?qǐng)A柱A的上表面固定于上下殼體的通孔中，實(shí)現(xiàn)與被連接件的連接； 所述的下部彈銷基座包括中心彈銷、基座和電機(jī)部件，基座包括順次同軸連接的上中空?qǐng)A錐C和下中空?qǐng)A柱D，上中空?qǐng)A錐C的內(nèi)徑與下中空?qǐng)A柱D的內(nèi)徑相等，上中空?qǐng)A錐C的側(cè)壁上設(shè)置三個(gè)以上的通孔，用于安裝中心彈銷，下中空?qǐng)A柱D的內(nèi)壁為螺紋結(jié)構(gòu)，且下中空?qǐng)A柱D的底部同軸連接有內(nèi)螺紋中空?qǐng)A柱Ε，下中空?qǐng)A柱D和內(nèi)螺紋中空?qǐng)A柱E的內(nèi)部連接有電機(jī)部件，該電機(jī)部件包括頂尖和電機(jī)兩部分，頂尖分為上下一體同軸的圓錐F和圓柱G兩部分，圓錐F外表面為光滑表面，圓柱G外表面為外螺紋表面，圓柱G的下方同軸連接有電機(jī)，且電機(jī)出軸與頂尖周向固定，電機(jī)部件通過圓柱G的外螺紋連接于中空?qǐng)A柱E和下中空?qǐng)A柱D的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)中，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，使圓柱G在下中空?qǐng)A柱D和中空?qǐng)A柱E的內(nèi)螺紋中行進(jìn)，進(jìn)而帶動(dòng)頂尖沿中心軸線軸向運(yùn)動(dòng)，電機(jī)通過電機(jī)座固定于下中空?qǐng)A柱D的底部，使電機(jī)座與基座固定連接；中心彈銷為兩端均為圓錐面的圓柱結(jié)構(gòu)，其一端圓錐面的角度與頂尖的圓錐F圓錐面相配合，另一端圓錐面的角度與上中空?qǐng)A柱A的內(nèi)圓錐面角度相配合，使中心彈銷位于上中空?qǐng)A錐C側(cè)壁的通孔中，中心彈銷在電機(jī)驅(qū)動(dòng)的頂尖作用下，在上中空?qǐng)A錐C的通孔中運(yùn)動(dòng)；電機(jī)座的底部固定于上下殼體的通孔中，實(shí)現(xiàn)與主動(dòng)連接件的連接； 所述的上中空?qǐng)A錐C表面設(shè)置有導(dǎo)電滑道，下中空?qǐng)A柱B的表面設(shè)置有彈簧觸點(diǎn)，通過導(dǎo)電滑道與彈簧觸點(diǎn)的穩(wěn)定接觸，實(shí)現(xiàn)電磁連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動(dòng)連接件，其特征在于所述的電機(jī)通過電機(jī)座固定于下中空?qǐng)A柱D的底部，使電機(jī)座與基座固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動(dòng)連接件，其特征在于所述的上中空?qǐng)A柱A的外徑小于下中空?qǐng)A柱B的外徑，下中空?qǐng)A柱B的邊緣通過螺釘與外部件連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動(dòng)連接件，其特征在于所述的上中空?qǐng)A柱A的內(nèi)壁面圓錐面母線與中心軸線之間的夾角為α，α >45°。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動(dòng)連接件，其特征在于所述的上中空?qǐng)A錐C的底面外徑小于下中空?qǐng)A柱D的底面外徑，且下中空?qǐng)A柱D的底面外徑大于上部套接卡環(huán)的下中空?qǐng)A柱B底面內(nèi)徑，且上中空?qǐng)A錐C的圓錐面母線與中心軸線的夾角為γ，γ = β。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動(dòng)連接件，其特征在于所述的中心彈銷與頂尖的圓錐F接觸一端的圓錐面母線與中心線夾角δ滿足δ + ζ =90°。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人的機(jī)器人單體，屬于機(jī)器人的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提出的機(jī)器人單體包括上下同軸連接的兩部分殼體，上下殼體的幾何結(jié)構(gòu)相同，上下殼體的三個(gè)側(cè)面上分別設(shè)置有通孔，上下殼體通過中心軸連接，連接上殼體的中心軸一端通過軸承A、軸承B實(shí)現(xiàn)與上殼體配合活動(dòng)連接，下殼體內(nèi)部底面上固定有控制電路板。本發(fā)明具有模塊化，可重構(gòu)，擴(kuò)展性強(qiáng)的特性，每個(gè)機(jī)器人單體共有六個(gè)面可供連接，可以用最少的機(jī)器人單體組合成復(fù)雜的構(gòu)型。且本發(fā)明采用電位計(jì)高精度反饋位置，其電位計(jì)直接設(shè)置在檢測(cè)目標(biāo)處，最終角度包含機(jī)械空程，有效地提高了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)精度。
文檔編號(hào)B25J17/00GK102672727SQ201210096328
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者葉祥深, 楊健勃, 洪葳, 王子劍, 王少萍, 高杰 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)