[發(fā)明專利]自重構(gòu)機器人的卡緊軸機構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910052464.6
• 申請日: 2009-06-04
• 公開（公告）號: CN101564843A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 費燕瓊;朱躍梁;張鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00
• 代理公司: 上海交達專利事務(wù)所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種機械技術(shù)領(lǐng)域的機器人的部件機構(gòu)，特別是一種自重構(gòu)機器人的卡緊軸機構(gòu)。

背景技術(shù)

自重構(gòu)機器人由許多相似的基本模塊組成，通過模塊間的連接、分離可動態(tài)地快速變形為不同的機器人構(gòu)型，以適應(yīng)不同環(huán)境及工作任務(wù)的需要。其中自重構(gòu)機器人各模塊間快速、可靠的連接、分離結(jié)構(gòu)的設(shè)計至關(guān)重要。國內(nèi)外針對各自設(shè)計的自重構(gòu)機器人，設(shè)計了相應(yīng)的連接、分離結(jié)構(gòu)，具有各自的優(yōu)缺點，但當部分模塊出現(xiàn)故障時，其連接、分離結(jié)構(gòu)就很難能正常工作，影響了模塊及機器人的工作性能，且其不具有通用性。

經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，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(gòu)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(qū)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(fù)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(chǎn)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(wěn)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，不具有通用性，特別是當模塊出現(xiàn)故障時，機器人很難能正常工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種自重構(gòu)機器人的卡緊軸機構(gòu)，使其能完成一般較大、較重模塊間的快速連接、分離動作，特別是當模塊出現(xiàn)故障時，其仍能正常工作，不影響自重構(gòu)機器人的工作性能，從而解決背景技術(shù)中存在的問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括：雙梯形軸、空心軸、活動滾珠、氣缸、滑塊、絲桿、電機和殼體，其中：空心軸上端四周設(shè)有三個通孔，活動滾珠位于空心軸的通孔中，空心軸與滑塊固定連接，雙梯形軸與氣缸用螺紋相連接并共同沿著空心軸內(nèi)壁上下滑動，滑塊套在絲桿上，絲桿與電機的輸出軸固定連接，電機固定設(shè)置于殼體。

所述的通孔均勻設(shè)置于空心軸的上端四周；所述的活動滾珠的外徑大于空心軸的通孔直徑；空心軸的壁厚大于活動滾珠的半徑。

所述的雙梯形軸包括軸口部分、軸頸部分和軸體，其中：軸口部分位于雙梯形軸的一端，軸頸部分的兩端分別與軸口部分和軸體相連接，其中軸口部分的直徑大于軸頸部分的直徑。

自重構(gòu)機器人由許多相似的基本模塊組成，而各模塊上具有卡緊軸和對接孔，依靠各模塊上的卡緊軸和對接孔的連接、分離可動態(tài)地快速變形為不同的機器人構(gòu)型。

本發(fā)明工作時，電機驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)并帶動滑塊上下移動，從而使滑塊帶動雙梯形軸和空心軸同時上下移動，整個卡緊軸機構(gòu)卡緊到位，氣缸工作，雙梯形軸向上移動使得活動滾珠被擠出；氣缸回程時，雙梯形軸向下移動使得活動滾珠被松開，電機反向工作使得滑塊和卡緊單元后退，此整個卡緊軸機構(gòu)與連接模塊的對接孔分離，實現(xiàn)相鄰模塊之間的連接和分離。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在分析自重構(gòu)機器人各相鄰模塊快速連接、分離任務(wù)的特點后，設(shè)計了一種能可靠連接、便于完成有故障模塊時相鄰兩模塊快速分離、連接的卡緊軸機構(gòu)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明雙梯形軸示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明：本實施例在以本發(fā)明技術(shù)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(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1所示，本實施例包括：雙梯形軸1、活動滾珠2、空心軸3、氣缸4、滑塊5、絲桿6、電機7和殼體8，其中：空心軸3上端四周均勻開有三個通孔，活動滾珠2放在通孔中，活動滾珠的外徑大于空心軸的通孔直徑，空心軸的壁厚大于活動滾珠的半徑，空心軸3與滑塊5連接，雙梯形軸1與氣缸4用螺紋連接，并一起沿著空心軸3內(nèi)壁上下滑動，氣缸4與卡緊單元中的雙梯形軸1連接，為便于緊固連接，雙梯形軸上梯形尺寸大于下梯形尺寸，滑塊5與卡緊單元中的空心軸3固結(jié)，滑塊5套在絲桿6上，絲桿6與電機7軸固聯(lián)，電機7固定在外殼8上。

如圖2所示，所述的雙梯形軸1包括軸口部分9、軸頸部分10和軸體11，其中：軸口部分9位于雙梯形軸1的一端，軸頸部分10的兩端分別與軸口部分9和軸體11相連接，其中軸口部分9的直徑大于軸頸部分10的直徑。