[發明專利]自修復模塊的標準對接裝置

無效

• 申請號: 200810036145.1
• 申請日: 2008-04-17
• 公開（公告）號: CN101254594A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 費燕瓊;張鑫;謝穎;徐磊
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種標準對接裝置，特別是一種適用于自重構機器人的自修復模塊的標準對接裝置，用于機械電子設備技術領域。

背景技術

自重構機器人由許多相似的基本模塊組成，能動態地快速改變相互間的連接，自重構機器人的一個重要特征是具有自修復能力。自修復模塊中的標準對接裝置的設計是關鍵。對這方面的研究，國內還沒有相關報道。國際上針對各自設計的模塊，設計了相應的接口，具有自己的優缺點，但不具有自修復能力、不具有通用性。

經對現有技術的文獻檢索發現，Murata等人在《Artificial?Intelligent?inEngineering》(《工程中的人工智能》)，2001年第15期，P383-387，撰文“Conceptof?self-reconfigurable?modular?robotic?system”(“自重構模塊機器人的概念”)，該文介紹了每個模塊接口安裝有永磁鐵、彈簧、形狀記憶合金線圈、傳感器、驅動器等，兩模塊靠四對永磁鐵吸附，吸附時，磁鐵的吸力大于彈簧的恢復力，兩模塊連接；當兩模塊要脫離時，給形狀記憶合金(SMA)線圈加熱，SMA產生變形，此時，SMA的變形力和彈簧的彈力大于磁鐵的吸力，兩模塊脫離。由于該接口磁鐵磁力較難測定，且連接不穩定，模塊受重力作用有可能脫落或偏離原來位置而影響模塊間的對接，該種接口只適合較輕模塊間的對接，且不具有自修復功能。

發明內容

本發明針對現有技術的不足和缺陷，提供一種自修復模塊標準對接裝置，使其能完成一般較大模塊間的對接動作，并且能夠實現自重構機器人的自修復動作，從而解決背景技術中存在的問題。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：連接孔、連接軸、電機齒輪箱，連接方式為：連接孔和連接軸固定在電機齒輪箱上表面的對稱中心線處，連接孔上端的孔內壁有凹槽，連接軸靠珠子卡在凹槽中，以完成兩模塊間的對接；連接孔可以自由張開、合攏，便于自修復；電機齒輪箱內固定有電機，電機可驅動連接孔的張、合。

所述連接孔包括：連接手、軸、連接手底座、圓套筒、滑塊、絲桿、導軌筒。連接方式為：兩個連接手合在一起通過軸固定在連接手底座上，連接手底座與導軌筒聯結，圓套筒底部與滑塊固結，滑塊可在導軌筒兩側所開的導軌中滑動，圓套筒套在導軌筒外，圓套筒向上運動后能使兩個連接手合起來，絲桿旋入滑塊中間的螺孔。電機工作，絲杠旋轉，驅動滑塊上下移動，從而使滑塊帶動圓套筒上下移動，使兩個連接手之間的孔可以張開或閉合。

所述連接軸包括：珠子、中心軸、活塞、空心軸、氣孔。連接方式為：空心軸上端開有三個通孔，珠子放在通孔中，中心軸固聯在活塞上，中心軸與空心軸連為一體并在空心軸空腔內滑動，氣孔為空心軸側壁一通孔。從氣孔處通氣后，氣體推動活塞上下移動，帶動中心軸在空心軸中滑動，從而將珠子沿空心軸的通孔頂出，卡在連接孔的連接手的孔壁凹槽內。

所述電機齒輪箱包括：電機、聯軸器、齒輪、箱罩、旋轉板。連接方式為：電機固定在箱罩中，通過鍵與聯軸器聯結，聯軸器與齒輪嚙合，連接孔的絲桿下端與齒輪固結，箱罩與旋轉板聯結。電機工作時帶動絲桿轉動。

本發明針對自重構機器人具有自修復的能力，設計了該標準對接裝置，完成了自重構機器人各相鄰模塊間的快速連接、脫離的對接任務，增強了自重構機器人的自修復能力。工作時，旋轉板轉動，以使相鄰模塊的連接軸、連接孔快速對應。連接軸剛進入連接孔，連接軸中的中心軸不壓擠珠子，珠子位于空心軸中，空心軸進到孔壁凹槽處時，向空心軸內通氣體推動活塞，帶動中心軸移動，中心軸運動到珠子的位置，把珠子的一半擠出空心軸，相鄰模塊對應的連接軸鎖在連接孔中，完成兩模塊快速連接的動作；電機齒輪箱中電機工作，使連接孔張開，珠子自由，連接軸離開連接孔，完成兩模塊間的快速脫離動作；當其中一模塊處于故障狀態時，要么連接軸起作用，要么連接孔的兩個連接手松開，連接軸和連接孔分離，便于完成自修復動作。

與現有技術相比，本發明具有明顯進步，在分析自重構機器人各相鄰模塊快速對接任務的特點后，設計了一種便于自重構機器人模塊間完成自修復動作的標準對接裝置，可完成自重構自修復機器人各模塊間的快速連接、脫離的對接動作。

附圖說明

圖1本發明標準對接裝置結構示意圖

圖2本發明連接孔結構示意圖

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明：本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。