本發(fā)明涉及一種自重構(gòu)機(jī)器人的連接裝置，屬于自重構(gòu)機(jī)器人領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

自重構(gòu)這一概念源于20世紀(jì)80年代，屬于機(jī)器人領(lǐng)域的新興研究方向。自重構(gòu)機(jī)器人是由諸多模塊組成的，它的每一個(gè)模塊都是一個(gè)“五臟俱全”的簡(jiǎn)單機(jī)器人，包含著機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)有的部分：執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、主機(jī)以及電源。此外，每個(gè)模塊還可以同其他模塊以及主動(dòng)連接機(jī)構(gòu)通訊，從而可以與相鄰模塊進(jìn)行對(duì)接和脫離，這使得機(jī)器人系統(tǒng)可以改變自身機(jī)構(gòu)以及整個(gè)機(jī)構(gòu)或組織的功能。在復(fù)雜惡劣的環(huán)境里，自重構(gòu)機(jī)器人可以改變它們的結(jié)構(gòu)，從而可以更好地適應(yīng)工作環(huán)境，更好地完成一些特殊任務(wù)。自重構(gòu)機(jī)器人具有較強(qiáng)的適應(yīng)性以及魯棒性。

自重構(gòu)機(jī)器人的接頭性能在很大程度上影響整個(gè)機(jī)器人的性能。比如，接頭的強(qiáng)度將決定模塊的最大數(shù)量，接頭的連接和脫離速度將影響機(jī)器人自重構(gòu)的速度，所以接頭的設(shè)計(jì)是自重構(gòu)機(jī)器人硬件設(shè)計(jì)的重要組成部分。目前的自重構(gòu)機(jī)器人接頭主要有電磁接頭、機(jī)械接頭和靜電力接頭等形式。

電磁接頭以電磁力為連接力，其連接速度快，對(duì)中性好，但接頭強(qiáng)度有限。最簡(jiǎn)單的電磁接頭就是在兩模塊上安裝極性相異的永磁鐵，但這不易實(shí)現(xiàn)脫離，一般要加裝一個(gè)脫離機(jī)構(gòu)。不過(guò)，加裝脫離機(jī)構(gòu)又會(huì)使結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，使連接、脫離過(guò)程耗時(shí)。

機(jī)械接頭最大的優(yōu)點(diǎn)是連接可靠，不過(guò)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，占用空間大，對(duì)中性不好。早期的自重構(gòu)機(jī)器人的機(jī)械接頭是銷-鎖結(jié)構(gòu)。

靜電力接頭是指利用正負(fù)電荷的吸引力作為連接力的接頭，這是最近才提出來(lái)的連接方式。兩模塊的接合面充有異性電荷，它們靠近時(shí)，電荷的吸力即連接力，其接頭就如一個(gè)大容量平板電容一樣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小的用于自重構(gòu)機(jī)器人的連接裝置。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種自重構(gòu)機(jī)器人的連接裝置，其特征在于，包括相互連接的內(nèi)支架與外支架，外支架的一個(gè)端面為陽(yáng)極連接面，外支架位于陽(yáng)極連接面兩側(cè)的兩個(gè)側(cè)面分別為陰極連接面，在內(nèi)支架上設(shè)有對(duì)接板，內(nèi)支架與外支架連接后，陽(yáng)極連接面與對(duì)接板相對(duì)設(shè)置；

陽(yáng)極連接面包括陽(yáng)極對(duì)接面，在陽(yáng)極對(duì)接面上形成有至少三條滑槽，在每條滑槽中設(shè)有一個(gè)滑塊，由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所有滑塊沿滑槽收攏或張開(kāi)；

陰極連接面上設(shè)有與滑塊數(shù)量相同的卡槽，當(dāng)前連接裝置上的滑塊一一對(duì)應(yīng)地卡入相鄰連接裝置上的卡槽內(nèi)，每條卡槽的端部為大端，滑塊收攏后通過(guò)大端卡入或離開(kāi)相應(yīng)的卡槽內(nèi)，卡入卡槽的滑塊張開(kāi)后同時(shí)沿相對(duì)應(yīng)的卡槽移動(dòng)，離開(kāi)卡槽的大端卡入卡槽的縮頸段內(nèi)。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括數(shù)量與所述滑塊相等的連桿，連桿的一端分別與一個(gè)所述滑塊鉸接，另一端與曲柄鉸接，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)所有滑塊沿滑槽收攏或張開(kāi)。

優(yōu)選地，還包括角度測(cè)量機(jī)構(gòu)，該角度測(cè)量機(jī)構(gòu)包括與所述曲柄同步轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪一，齒輪二與齒輪一相嚙合，角度傳感器與齒輪二同軸布置。

優(yōu)選地，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括減速電機(jī)及與減速電機(jī)相聯(lián)結(jié)的蝸桿渦輪機(jī)構(gòu)，在所述曲柄的軸心設(shè)有開(kāi)有外螺紋的軸，蝸桿渦輪機(jī)構(gòu)的渦輪與軸相嚙合。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、滑塊及卡槽的設(shè)計(jì)使得連接更為牢固；2、以曲柄滑塊為基礎(chǔ)的對(duì)接系統(tǒng)體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；3、對(duì)接完成后實(shí)現(xiàn)自鎖，無(wú)需對(duì)對(duì)接系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器持續(xù)供電，從而在一定程度上降低了能量的消耗。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提供的一種自重構(gòu)機(jī)器人的連接裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的一種自重構(gòu)機(jī)器人的連接裝置的外部示意圖；

圖3為本發(fā)明的陰極連接面示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。

針對(duì)現(xiàn)有自重構(gòu)機(jī)器人的連接裝置的不足，本發(fā)明的目的在于對(duì)自重構(gòu)機(jī)器人的連接裝置進(jìn)行改進(jìn)，以提高自重構(gòu)機(jī)器人連接裝置的穩(wěn)定性，減小連接裝置的體積，高效、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)自重構(gòu)機(jī)器人的連接與脫離。

為此，本發(fā)明提出了一種自重構(gòu)機(jī)器人的連接裝置。結(jié)合圖1至圖3，發(fā)明提供的連接裝置的框架由兩個(gè)U型支架(外支架8及內(nèi)支架10)、一個(gè)正方形對(duì)接板9組成。

外支架8的正面為陽(yáng)極連接面，兩個(gè)側(cè)面為陰極連接面。內(nèi)支架10起連接作用，連接外支架8與正方形對(duì)接板9，正方形對(duì)接板9為陰極連接面。

陽(yáng)極連接面包括陽(yáng)極對(duì)接面，在陽(yáng)極對(duì)接面上形成有四條交叉的滑槽，在每條滑槽中有一個(gè)滑塊3，由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滑塊3在滑槽中滑動(dòng)，使得所有滑塊3沿滑槽收攏或張開(kāi)。

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括減速電機(jī)1，減速電機(jī)1與蝸桿渦輪機(jī)構(gòu)2相聯(lián)結(jié)，在曲柄5的軸心設(shè)有開(kāi)有外螺紋的軸，蝸桿渦輪機(jī)構(gòu)2的渦輪與軸相嚙合，從而使得減速電機(jī)1通過(guò)蝸桿渦輪機(jī)構(gòu)2驅(qū)動(dòng)曲柄5轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括數(shù)量與滑塊3相等的連桿4，連桿4的一端分別與一個(gè)滑塊3鉸接，另一端與曲柄5鉸接。在曲柄5轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，由連桿4帶動(dòng)滑塊3沿滑槽收攏或張開(kāi)。

為了獲得曲柄5的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，從而對(duì)滑塊3收攏或張開(kāi)的幅度進(jìn)行控制，本發(fā)明還包括角度測(cè)量機(jī)構(gòu)。該角度測(cè)量機(jī)構(gòu)包括與曲柄5同步轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪一6，齒輪二7與齒輪一6相嚙合，角度傳感器與齒輪二7同軸布置。

而本發(fā)明的陰極連接面上設(shè)有與滑塊3數(shù)量相同的卡槽，當(dāng)前連接裝置上的滑塊3一一對(duì)應(yīng)地卡入相鄰連接裝置上的卡槽內(nèi)，每條卡槽的端部為大端，滑塊3收攏后通過(guò)大端卡入或離開(kāi)相應(yīng)的卡槽內(nèi)，卡入卡槽的滑塊3張開(kāi)后同時(shí)沿相對(duì)應(yīng)的卡槽移動(dòng)，離開(kāi)卡槽的大端卡入卡槽的縮頸段內(nèi)。

當(dāng)兩個(gè)模塊需要連接時(shí)，將四個(gè)滑塊3收縮至中間，然后使得陽(yáng)極連接面與陰極連接面對(duì)接，而滑塊3則可以卡在陰極連接面的卡槽中。然后驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)1，通過(guò)蝸桿渦輪2、曲柄5、連桿4使得滑塊3滑向外側(cè)，如圖2中的狀態(tài)，滑塊3滑向外側(cè)后可增加連接的牢固性。當(dāng)兩個(gè)連接的模塊需要脫離時(shí)，則與連接時(shí)的動(dòng)作相反，驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)1，通過(guò)蝸桿渦輪2、曲柄5、連桿4使得滑塊3滑向中間，然后兩個(gè)連接面脫離即可。

對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。