一種自重構(gòu)機(jī)器人對(duì)接機(jī)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(jī)械結(jié)構(gòu)，具體是一種自重構(gòu)機(jī)器人對(duì)接機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]自重構(gòu)機(jī)器人能否實(shí)現(xiàn)重構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)重構(gòu)的效率高低，與對(duì)接機(jī)構(gòu)的合理與否有很大關(guān)系。作為自重構(gòu)機(jī)器人非常重要的一個(gè)功能機(jī)構(gòu)，對(duì)接機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)不斷得到發(fā)展，通過(guò)檢索現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，每一個(gè)自重構(gòu)機(jī)器人都設(shè)計(jì)了相應(yīng)的對(duì)接機(jī)構(gòu)。然而，現(xiàn)有對(duì)接機(jī)構(gòu)可提供的對(duì)接位置有限，且在重構(gòu)對(duì)接前，機(jī)器人模塊需將其姿態(tài)調(diào)整到需要的位置才能保證對(duì)接鎖緊。如中國(guó)專利201320260889.8自重構(gòu)機(jī)器人單元模塊的對(duì)接機(jī)構(gòu)具有I個(gè)主動(dòng)對(duì)接面和5個(gè)被動(dòng)對(duì)接面，這樣主動(dòng)模塊可對(duì)接到被動(dòng)模塊的五個(gè)位置，但在對(duì)接前，主動(dòng)模塊還需運(yùn)動(dòng)至某一位置，以保證主動(dòng)對(duì)接面和被動(dòng)對(duì)接面平行。自重構(gòu)機(jī)器人在對(duì)接前的位姿調(diào)整過(guò)程會(huì)耗用較長(zhǎng)時(shí)間，占用較大物理空間，對(duì)接位置的限制也嚴(yán)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(jī)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(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)對(duì)接位置有限，在對(duì)接前需要機(jī)器人模塊調(diào)整位姿的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、體積小、允許在單元模塊對(duì)接槽周向任一位置對(duì)接的自重構(gòu)機(jī)器人對(duì)接機(jī)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:一種自重構(gòu)機(jī)器人對(duì)接機(jī)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(kāi)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(guò)對(duì)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(guò)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(dòng)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(guò)移動(dòng)軸向后拉動(dòng)柔繩，兩只卡爪的前端相互靠攏，主動(dòng)對(duì)接機(jī)器人的卡爪以前叉閉合狀態(tài)插入到被動(dòng)對(duì)接機(jī)器人的環(huán)形卡槽內(nèi)；電磁鐵松開(kāi)柔繩，在扭簧作用下，兩只卡爪的前端相互遠(yuǎn)離，沿環(huán)形卡盤縱切方向張開(kāi)，卡鉤鉤住環(huán)形卡槽的外邊，實(shí)現(xiàn)兩機(jī)器人的對(duì)接鎖緊。
[0005]進(jìn)一步，所述電磁鐵的移動(dòng)軸通過(guò)連接塊與柔繩中部相連，所述移動(dòng)軸端部開(kāi)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(shí)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(guò)插入槽，兩端分別固定在卡爪尾部的柔繩固定孔內(nèi)。
[0006]進(jìn)一步，所述卡爪前端的卡鉤朝向外側(cè)，卡爪的后部穿過(guò)卡爪固定座的方形孔；所述對(duì)接轉(zhuǎn)軸穿過(guò)卡爪固定座和兩只卡爪上的通孔，通過(guò)擋圈卡住對(duì)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(shí)，兩只卡爪的前端將相互靠攏，從而實(shí)現(xiàn)卡爪閉合；當(dāng)電磁鐵松開(kāi)柔繩，在扭簧回復(fù)力作用下，兩只卡爪的前端將相互遠(yuǎn)離，從而實(shí)現(xiàn)卡爪張開(kāi)。在電磁鐵和扭簧的復(fù)合驅(qū)動(dòng)下，兩只卡爪可沿環(huán)形卡盤縱切方向張開(kāi)和閉合。兩只卡爪張開(kāi)或閉合的方向平行于環(huán)形卡盤縱切方向。主動(dòng)對(duì)接機(jī)器人的卡爪以閉合方式深入到被動(dòng)對(duì)接機(jī)器人的環(huán)形卡槽內(nèi)，張開(kāi)后其卡鉤便可鉤住環(huán)形卡槽的外邊，從而實(shí)現(xiàn)兩機(jī)器人的對(duì)接鎖緊。對(duì)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(duì)接。這樣本發(fā)明可提供無(wú)限個(gè)對(duì)接位置，能夠重構(gòu)出更多的形狀。此外，在對(duì)接過(guò)程中，機(jī)器人不需進(jìn)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(duì)接效率。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、體積小、允許在單元模塊對(duì)接槽周向任一位置對(duì)接。
【附圖說(shuō)明】
[0008]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)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(duì)接效果示意圖。
[0013]圖中標(biāo)號(hào)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(duì)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(guò)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(shí)施方式】
[0014]從圖1、圖2、圖3中可以看出，一種自重構(gòu)機(jī)器人對(duì)接機(jī)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(kāi)有一圈內(nèi)凹的環(huán)形卡槽1-1 ;在環(huán)形卡盤I周向開(kāi)有四個(gè)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(kāi)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(guò)對(duì)接轉(zhuǎn)軸13安裝到卡爪固定座14上，呈交叉布置狀態(tài)，對(duì)接轉(zhuǎn)軸13前部的兩只卡爪形成前叉，對(duì)接轉(zhuǎn)軸13后部的兩只卡爪形成后叉?？ㄗη岸说目ㄣ^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(duì)接轉(zhuǎn)軸13穿過(guò)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(guò)孔11-1和柔繩固定孔11-4。裝配時(shí)，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(duì)接轉(zhuǎn)軸13依次穿過(guò)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(guò)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(gè)通孔14-3，側(cè)面設(shè)有通孔14-1。裝配時(shí)，4個(gè)通孔14_2與環(huán)形卡盤I上的4個(gè)螺紋孔對(duì)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(dòng)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(kāi)有通孔3-1，螺釘4依次穿過(guò)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(jìn)一步，所述電磁鐵2的移動(dòng)軸通過(guò)連接塊17與柔繩7中部相連。所述電磁鐵2移動(dòng)軸端部開(kāi)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(guò)通孔2_2和通孔17-3后，用螺母16擰緊，從而實(shí)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(guò)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(guò)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(guò)柔繩7實(shí)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(guò)孔11-1內(nèi)。
[0019]本發(fā)明電磁鐵通過(guò)移動(dòng)軸向后拉動(dòng)柔繩，兩只卡爪的前端相互靠攏，主動(dòng)對(duì)接機(jī)器人的卡爪以前叉閉合狀態(tài)插入到被動(dòng)對(duì)接機(jī)器人的環(huán)形卡槽內(nèi)；電磁鐵松開(kāi)柔繩，在扭簧作用下，兩只卡爪的前端相互遠(yuǎn)離，沿環(huán)形卡盤縱切方向張開(kāi)，卡鉤鉤住環(huán)形卡槽的外邊，實(shí)現(xiàn)兩機(jī)器人的對(duì)接鎖緊。具體是:電磁鐵2向后拉連接塊17，柔繩7中部會(huì)隨之向后移動(dòng)，其張開(kāi)角度變小，致使兩只卡爪11相互靠攏，在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)卡爪11的卡鉤11-3移動(dòng)到另一機(jī)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(kāi)，此時(shí)，卡鉤11-3將卡緊在環(huán)形卡槽1-1內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人模塊的對(duì)接，對(duì)接效果如圖4所示?？梢?jiàn)，在對(duì)接過(guò)程中，某一機(jī)器人模塊的卡爪11可伸入待對(duì)接機(jī)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(duì)接效率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自重構(gòu)機(jī)器人對(duì)接機(jī)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(kāi)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(guò)對(duì)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(guò)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(dòng)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(guò)移動(dòng)軸向后拉動(dòng)柔繩，兩只卡爪的前端相互靠攏，主動(dòng)對(duì)接機(jī)器人的卡爪以前叉閉合狀態(tài)插入到被動(dòng)對(duì)接機(jī)器人的環(huán)形卡槽內(nèi)；電磁鐵松開(kāi)柔繩，在扭簧作用下，兩只卡爪的前端相互遠(yuǎn)離，沿環(huán)形卡盤縱切方向張開(kāi)，卡鉤鉤住環(huán)形卡槽的外邊，實(shí)現(xiàn)兩機(jī)器人的對(duì)接鎖緊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自重構(gòu)機(jī)器人對(duì)接機(jī)構(gòu)，其特征是:所述電磁鐵的移動(dòng)軸通過(guò)連接塊與柔繩中部相連，所述移動(dòng)軸端部開(kāi)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(shí)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(guò)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(jī)器人對(duì)接機(jī)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(guò)卡爪固定座的方形孔；所述對(duì)接轉(zhuǎn)軸穿過(guò)卡爪固定座和兩只卡爪上的通孔，通過(guò)擋圈卡住對(duì)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(jī)器人對(duì)接機(jī)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(guò)對(duì)接轉(zhuǎn)軸安裝到卡爪固定座上；所述卡爪固定座通過(guò)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(dòng)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(guò)移動(dòng)軸向后拉動(dòng)柔繩，主動(dòng)對(duì)接機(jī)器人的卡爪以前叉閉合狀態(tài)插入到被動(dòng)對(duì)接機(jī)器人的環(huán)形卡槽內(nèi)；電磁鐵松開(kāi)柔繩，在扭簧作用下，兩只卡爪沿環(huán)形卡盤縱切方向張開(kāi)，卡鉤鉤住環(huán)形卡槽的外邊，實(shí)現(xiàn)兩機(jī)器人的對(duì)接鎖緊。本發(fā)明對(duì)接效率高，重構(gòu)形狀多，對(duì)接過(guò)程占用空間小。
【IPC分類】B25J17/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105014684
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510393023
【發(fā)明人】鐘鳴, 姚玉峰
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）
【公開(kāi)日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年7月7日