一種自重構(gòu)機器人對接機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種重構(gòu)機械結(jié)構(gòu)，具體是一種自重構(gòu)機器人對接機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]自重構(gòu)機器人能否實現(xiàn)重構(gòu)以及實現(xiàn)重構(gòu)的效率高低，與對接機構(gòu)的合理與否有很大關(guān)系。作為自重構(gòu)機器人非常重要的一個功能機構(gòu)，對接機構(gòu)的設(shè)計不斷得到發(fā)展，通過檢索現(xiàn)有國內(nèi)外文獻，每一個自重構(gòu)機器人都設(shè)計了相應(yīng)的對接機構(gòu)。然而，現(xiàn)有對接機構(gòu)可提供的對接位置有限，且在重構(gòu)對接前，機器人模塊需將其姿態(tài)調(diào)整到需要的位置才能保證對接鎖緊。如中國專利201320260889.8自重構(gòu)機器人單元模塊的對接機構(gòu)具有I個主動對接面和5個被動對接面，這樣主動模塊可對接到被動模塊的五個位置，但在對接前，主動模塊還需運動至某一位置，以保證主動對接面和被動對接面平行。自重構(gòu)機器人在對接前的位姿調(diào)整過程會耗用較長時間，占用較大物理空間，對接位置的限制也嚴重減小了可重構(gòu)出的形狀數(shù)量，這極大地降低了自重構(gòu)機器人的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)對接位置有限，在對接前需要機器人模塊調(diào)整位姿的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、體積小、允許在單元模塊對接槽周向任一位置對接的自重構(gòu)機器人對接機構(gòu)。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:一種自重構(gòu)機器人對接機構(gòu)，其包括有環(huán)形卡盤、電磁鐵、柔繩、扭簧、卡爪、卡爪固定座，其特征是:所述環(huán)形卡盤周向開有一圈內(nèi)凹的環(huán)形卡槽；所述卡爪為兩只，兩只卡爪通過對接轉(zhuǎn)軸安裝到卡爪固定座上，呈交叉布置狀態(tài)，卡爪前端的卡鉤位于環(huán)形卡盤外部；所述卡爪固定座通過螺釘安裝在環(huán)形卡盤上；所述電磁鐵安裝在環(huán)形卡盤內(nèi)部，其移動軸與柔繩中部相連；所述柔繩兩端分別與兩只卡爪的尾部連接固定；所述扭簧安裝在兩只卡爪的后叉之間；電磁鐵通過移動軸向后拉動柔繩，兩只卡爪的前端相互靠攏，主動對接機器人的卡爪以前叉閉合狀態(tài)插入到被動對接機器人的環(huán)形卡槽內(nèi)；電磁鐵松開柔繩，在扭簧作用下，兩只卡爪的前端相互遠離，沿環(huán)形卡盤縱切方向張開，卡鉤鉤住環(huán)形卡槽的外邊，實現(xiàn)兩機器人的對接鎖緊。
[0005]進一步，所述電磁鐵的移動軸通過連接塊與柔繩中部相連，所述移動軸端部開有凹槽和通孔，連接塊后部插入所述凹槽內(nèi)，并用螺栓與螺母配合擰緊，實現(xiàn)連接塊與電磁鐵的連接；所述連接塊前端設(shè)有柔繩插入槽和擋銷，所述柔繩穿過插入槽，兩端分別固定在卡爪尾部的柔繩固定孔內(nèi)。
[0006]進一步，所述卡爪前端的卡鉤朝向外側(cè)，卡爪的后部穿過卡爪固定座的方形孔；所述對接轉(zhuǎn)軸穿過卡爪固定座和兩只卡爪上的通孔，通過擋圈卡住對接轉(zhuǎn)軸端部，將卡爪固定到卡爪固定座上。
[0007]本發(fā)明采用上述組成結(jié)構(gòu)，當(dāng)電磁鐵向后拉柔繩時，兩只卡爪的前端將相互靠攏，從而實現(xiàn)卡爪閉合；當(dāng)電磁鐵松開柔繩，在扭簧回復(fù)力作用下，兩只卡爪的前端將相互遠離，從而實現(xiàn)卡爪張開。在電磁鐵和扭簧的復(fù)合驅(qū)動下，兩只卡爪可沿環(huán)形卡盤縱切方向張開和閉合。兩只卡爪張開或閉合的方向平行于環(huán)形卡盤縱切方向。主動對接機器人的卡爪以閉合方式深入到被動對接機器人的環(huán)形卡槽內(nèi)，張開后其卡鉤便可鉤住環(huán)形卡槽的外邊，從而實現(xiàn)兩機器人的對接鎖緊。對照現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的環(huán)形卡盤為一環(huán)形盤狀結(jié)構(gòu)，允許卡爪在其周向環(huán)形卡槽的任一位置與之對接。這樣本發(fā)明可提供無限個對接位置，能夠重構(gòu)出更多的形狀。此外，在對接過程中，機器人不需進行位姿調(diào)整，只要保證卡爪伸入環(huán)形卡槽內(nèi)即可，極大的提高了對接效率。其結(jié)構(gòu)簡單緊湊、體積小、允許在單元模塊對接槽周向任一位置對接。
【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0009]圖1是本發(fā)明組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明中環(huán)形卡盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3是本發(fā)明中電磁鐵、柔繩、扭簧、卡爪、卡爪固定座分解示意圖。
[0012]圖4是本發(fā)明對接效果示意圖。
[0013]圖中標(biāo)號為:1.環(huán)形卡盤，2.電磁鐵，3.電磁鐵固定座，4.螺釘，5.螺栓，6.擋銷，7.柔繩，8.扭簧，9.擋圈，10.墊圈，11.卡爪，12.螺釘，13.對接轉(zhuǎn)軸，14.卡爪固定座，15.螺母，16.螺母，17.連接塊。1-1.環(huán)形卡槽，1-2.通孔，1_3.螺紋孔，2-1.凹槽，2-2.通孔，3-1.通孔，11-1.扭貪過孔，11_2.通孔，11-3.卡鉤，11-4.柔繩固定孔，14-1.通孔，14-2.方形孔，14-3.通孔，17-1.通孔，17-2.柔繩插入槽，17-3.通孔。
【具體實施方式】
[0014]從圖1、圖2、圖3中可以看出，一種自重構(gòu)機器人對接機構(gòu)，其包括有環(huán)形卡盤1、電磁鐵2、柔繩7、扭簧8、卡爪11、卡爪固定座14及相關(guān)固聯(lián)件。
[0015]所述環(huán)形卡盤I周向開有一圈內(nèi)凹的環(huán)形卡槽1-1 ;在環(huán)形卡盤I周向開有四個螺紋孔1-3，用于安裝卡爪固定座14 ;環(huán)形卡盤I中部為內(nèi)凹的盲孔，在底板上開有通孔1-2，用于固定電磁鐵2和電磁鐵固定座3。
[0016]所述卡爪11為兩只，兩只卡爪通過對接轉(zhuǎn)軸13安裝到卡爪固定座14上，呈交叉布置狀態(tài)，對接轉(zhuǎn)軸13前部的兩只卡爪形成前叉，對接轉(zhuǎn)軸13后部的兩只卡爪形成后叉。卡爪前端的卡鉤11-3位于環(huán)形卡盤外部。具體是:所述卡爪11前端為卡鉤11-3，前端卡鉤11-3可鉤住環(huán)形卡槽1-1的外邊，中部有允許對接轉(zhuǎn)軸13穿過的通孔11-2，尾部有分別用于連接扭簧8和柔繩7的扭簧過孔11-1和柔繩固定孔11-4。裝配時，兩只卡爪11呈交叉布置，卡鉤11-3分別朝向外側(cè)，卡爪11的尾部插入卡爪固定座14的方形孔14-2內(nèi)；對接轉(zhuǎn)軸13依次穿過墊圈10、通孔14-1、通孔11-2后，用擋圈9卡在其后端凹槽內(nèi)，從而將卡爪11連接到卡爪固定座14內(nèi)。
[0017]所述卡爪固定座14通過螺釘12安裝在環(huán)形卡盤上。具體是:所述卡爪固定座14的正面設(shè)有方形孔14-2、4個通孔14-3，側(cè)面設(shè)有通孔14-1。裝配時，4個通孔14_2與環(huán)形卡盤I上的4個螺紋孔對齊，并用螺釘12擰緊，從而將卡爪固定座14固聯(lián)到環(huán)形卡盤I上。
[0018]所述電磁鐵2安裝在環(huán)形卡盤I內(nèi)部，其移動軸與柔繩7中部相連；所述柔繩7兩端分別與兩只卡爪11的尾部連接固定；所述扭簧8安裝在兩只卡爪11的后叉之間。具體是:所述電磁鐵固定座3的上下面均開有通孔3-1，螺釘4依次穿過通孔1-2、通孔3-1并擰入電磁鐵2下部螺紋孔內(nèi)，將電磁鐵2固定在環(huán)形卡盤I內(nèi)部相應(yīng)位置處。進一步，所述電磁鐵2的移動軸通過連接塊17與柔繩7中部相連。所述電磁鐵2移動軸端部開有凹槽2-1和通孔2-2，連接塊17后部插入上述凹槽2-1內(nèi)，并用螺栓5依次穿過通孔2_2和通孔17-3后，用螺母16擰緊，從而實現(xiàn)連接塊17與電磁鐵2的連接。所述連接塊17前端設(shè)有柔繩插入槽17-2和擋銷6，所述柔繩穿過插入槽17-2，兩端分別固定在卡爪尾部的柔繩固定孔內(nèi)。所述柔繩7穿過插入槽17-2，用擋銷6經(jīng)通孔17-1后，用螺母15擰緊，柔繩7兩端分別捆在卡爪11尾部的柔繩固定孔11-4內(nèi)，這樣，通過柔繩7實現(xiàn)了連接塊17與卡爪11的連接。所述扭簧8兩端分別插入卡爪11后端的扭簧過孔11-1內(nèi)。
[0019]本發(fā)明電磁鐵通過移動軸向后拉動柔繩，兩只卡爪的前端相互靠攏，主動對接機器人的卡爪以前叉閉合狀態(tài)插入到被動對接機器人的環(huán)形卡槽內(nèi)；電磁鐵松開柔繩，在扭簧作用下，兩只卡爪的前端相互遠離，沿環(huán)形卡盤縱切方向張開，卡鉤鉤住環(huán)形卡槽的外邊，實現(xiàn)兩機器人的對接鎖緊。具體是:電磁鐵2向后拉連接塊17，柔繩7中部會隨之向后移動，其張開角度變小，致使兩只卡爪11相互靠攏，在機器人運動過程中，當(dāng)卡爪11的卡鉤11-3移動到另一機器人模塊的環(huán)形卡槽1-1內(nèi)后，電磁鐵2回復(fù)，在扭簧8回復(fù)力作用下，卡爪11打開，此時，卡鉤11-3將卡緊在環(huán)形卡槽1-1內(nèi)，從而實現(xiàn)機器人模塊的對接，對接效果如圖4所示?？梢姡趯舆^程中，某一機器人模塊的卡爪11可伸入待對接機器人模塊環(huán)形卡槽1-1的任一位置并鎖緊，這極大地增加了可重構(gòu)形狀，提高了對接效率。
【主權(quán)項】
1.一種自重構(gòu)機器人對接機構(gòu)，其包括有環(huán)形卡盤、電磁鐵、柔繩、扭簧、卡爪、卡爪固定座，其特征是:所述環(huán)形卡盤周向開有一圈內(nèi)凹的環(huán)形卡槽；所述卡爪為兩只，兩只卡爪通過對接轉(zhuǎn)軸安裝到卡爪固定座上，呈交叉布置狀態(tài)，卡爪前端的卡鉤位于環(huán)形卡盤外部；所述卡爪固定座通過螺釘安裝在環(huán)形卡盤上；所述電磁鐵安裝在環(huán)形卡盤內(nèi)部，其移動軸與柔繩中部相連；所述柔繩兩端分別與兩只卡爪的尾部連接固定；所述扭簧安裝在兩只卡爪的后叉之間；電磁鐵通過移動軸向后拉動柔繩，兩只卡爪的前端相互靠攏，主動對接機器人的卡爪以前叉閉合狀態(tài)插入到被動對接機器人的環(huán)形卡槽內(nèi)；電磁鐵松開柔繩，在扭簧作用下，兩只卡爪的前端相互遠離，沿環(huán)形卡盤縱切方向張開，卡鉤鉤住環(huán)形卡槽的外邊，實現(xiàn)兩機器人的對接鎖緊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自重構(gòu)機器人對接機構(gòu)，其特征是:所述電磁鐵的移動軸通過連接塊與柔繩中部相連，所述移動軸端部開有凹槽和通孔，連接塊后部插入所述凹槽內(nèi)，并用螺栓與螺母配合擰緊，實現(xiàn)連接塊與電磁鐵的連接；所述連接塊前端設(shè)有柔繩插入槽和擋銷，所述柔繩穿過插入槽，兩端分別固定在卡爪尾部的柔繩固定孔內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述自重構(gòu)機器人對接機構(gòu)，其特征是:所述卡爪前端的卡鉤朝向外側(cè)，卡爪的后部穿過卡爪固定座的方形孔；所述對接轉(zhuǎn)軸穿過卡爪固定座和兩只卡爪上的通孔，通過擋圈卡住對接轉(zhuǎn)軸端部，將卡爪固定到卡爪固定座上。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自重構(gòu)機器人對接機構(gòu)，其包括有環(huán)形卡盤、電磁鐵、柔繩、扭簧、卡爪、卡爪固定座等，所述環(huán)形卡盤周向設(shè)有環(huán)形卡槽；所述兩只卡爪通過對接轉(zhuǎn)軸安裝到卡爪固定座上；所述卡爪固定座通過螺釘安裝在環(huán)形卡盤上；所述電磁鐵安裝在環(huán)形卡盤內(nèi)部，其移動軸與柔繩中部相連；所述柔繩兩端分別與兩只卡爪的尾部連接固定；所述扭簧安裝在兩只卡爪的后叉之間；電磁鐵通過移動軸向后拉動柔繩，主動對接機器人的卡爪以前叉閉合狀態(tài)插入到被動對接機器人的環(huán)形卡槽內(nèi)；電磁鐵松開柔繩，在扭簧作用下，兩只卡爪沿環(huán)形卡盤縱切方向張開，卡鉤鉤住環(huán)形卡槽的外邊，實現(xiàn)兩機器人的對接鎖緊。本發(fā)明對接效率高，重構(gòu)形狀多，對接過程占用空間小。
【IPC分類】B25J17/00
【公開號】CN105014684
【申請?zhí)枴緾N201510393023
【發(fā)明人】鐘鳴, 姚玉峰
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月7日