[發(fā)明專利]電磁型連接裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010152387.4
• 申請(qǐng)日: 2010-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN101817183A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳佳品;張大偉;楊帆;李振波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J19/00
• 分類號(hào): B25J19/00
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 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(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的裝置，尤其涉及的是一種電磁型連接裝置。

背景技術(shù)

在可重構(gòu)機(jī)器人系統(tǒng)中，若干機(jī)器人個(gè)體可以通過特定的連接裝置形成新的構(gòu)形，從而增強(qiáng)其整體的性能，以適應(yīng)新的環(huán)境與任務(wù)要求。因此，連接裝置是可重構(gòu)機(jī)器人設(shè)計(jì)中最為重要的一部分，直接影響可重構(gòu)機(jī)器人的整體性能。目前，應(yīng)用于可重構(gòu)機(jī)器人領(lǐng)域的連接裝置主要有利用形狀記憶合金的插銷式連接機(jī)構(gòu)、永磁型連接機(jī)構(gòu)、機(jī)械連接機(jī)構(gòu)以及電磁型連接機(jī)構(gòu)。但由于這些連接機(jī)構(gòu)尺寸的限制，很難應(yīng)用到可重構(gòu)微型機(jī)器人領(lǐng)域。

經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枺?00910049401.5，名稱為：微型萬向連接裝置，該裝置中，連接器的底座和球形端蓋前端上下對(duì)接在一起組成一個(gè)大于半球的球孔，球形連接桿插入其中組成一個(gè)靈活的球形萬向節(jié)，端蓋可以繞底座旋轉(zhuǎn)，通過控制鎖緊機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)該裝置的自動(dòng)連接/脫離。攜帶該裝置的多個(gè)微型機(jī)器人可以自動(dòng)連接在一起，在任意曲率的曲面上運(yùn)動(dòng)。該裝置只能進(jìn)行機(jī)械連接，無法實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)微機(jī)器人之間的電氣連接。

進(jìn)一步的檢索發(fā)現(xiàn)，T.Haga等在《Microsystem?Technologies》(微系統(tǒng)技術(shù))2000年4月發(fā)表的：Development?of?microconnector?with?an?automatic?connecting/disconnectingmechanism(一種可自動(dòng)連接/脫離的微型連接裝置)，該技術(shù)公開了一種機(jī)械和電氣一體的微型連接裝置，其直徑和厚度分別為2.5mm和2mm，實(shí)現(xiàn)連接/脫離的鎖緊機(jī)構(gòu)由電磁鐵、永磁體以及螺旋彈簧組成，用于鏈?zhǔn)轿⑿鸵苿?dòng)機(jī)器人的柔性連接。該連接裝置的優(yōu)點(diǎn)是整體體積較小，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)械以及電氣的連接，但是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需采用造價(jià)昂貴的X射線光刻微細(xì)加工技術(shù)制作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電磁型連接裝置，通過控制電磁鐵和永磁體之間產(chǎn)生的吸引和斥力來實(shí)現(xiàn)主動(dòng)件與被動(dòng)件的連接與脫離，不僅實(shí)現(xiàn)了微機(jī)器人之間的機(jī)械連接，而且同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了它們之間的電氣連接。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括：接頭、對(duì)準(zhǔn)孔、主動(dòng)電極、電磁鐵、主動(dòng)底座、對(duì)準(zhǔn)頭、被動(dòng)電極、插頭、永磁體和被動(dòng)底座，其中：接頭設(shè)置于主動(dòng)底座上，對(duì)準(zhǔn)孔和主動(dòng)電極分別固定在接頭上，電磁鐵的一端固定設(shè)于接頭的中央，另一端上設(shè)有線圈，插頭設(shè)于被動(dòng)底座上，對(duì)準(zhǔn)頭和被動(dòng)電極分別固定在插頭上，對(duì)準(zhǔn)頭和對(duì)準(zhǔn)孔的位置相對(duì)應(yīng)，主動(dòng)電極和被動(dòng)電極的位置相對(duì)應(yīng)，永磁體固定在插頭的中央，插頭和接頭大小相等。

所述的接頭設(shè)于主動(dòng)底座的上表面的圓形凹槽中，所述的插頭設(shè)于被動(dòng)底座的上表面的圓形凹槽中。

所述的對(duì)準(zhǔn)孔和主動(dòng)電極分別等距離的固定在接頭上，對(duì)準(zhǔn)頭和被動(dòng)電極分別等距離的固定在插頭上。

所述的接頭、對(duì)準(zhǔn)孔、主動(dòng)電極、電磁鐵和主動(dòng)底座構(gòu)成了主動(dòng)件。

所述的對(duì)準(zhǔn)頭、被動(dòng)電極、插頭、永磁體和被動(dòng)底座構(gòu)成了被動(dòng)件。

所述的主動(dòng)電極的頂部是懸臂梁結(jié)構(gòu)，底部延伸至接頭的邊緣。

所述的被動(dòng)電極的頂部是長方體凸起，底部延伸至插頭的邊緣。

所述的永磁體是釤鈷合金制成。

所述的主動(dòng)底座、被動(dòng)底座、插頭和接接頭是硅材料制成。

所述的電磁鐵是鐵鎳合金制成。

所述的主動(dòng)電極和被動(dòng)電機(jī)是銅制成。

主動(dòng)電極和被動(dòng)電極以引線方式與外部連接。通過控制電磁鐵和永磁體之間產(chǎn)生的吸引和斥力來實(shí)現(xiàn)主動(dòng)件與被動(dòng)件的連接與脫離。當(dāng)主動(dòng)件與被動(dòng)件進(jìn)行連接時(shí)，利用插座上的對(duì)準(zhǔn)頭與接頭上的對(duì)準(zhǔn)孔進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)；當(dāng)主動(dòng)件與被動(dòng)件脫離時(shí)，對(duì)電磁鐵上的線圈反向通電，電磁鐵就與永磁體產(chǎn)生斥力，從而主動(dòng)件與被動(dòng)件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)脫離。

本發(fā)明人相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：在保證機(jī)械連接的情況下，增加了通道的電氣接口，使可重構(gòu)微機(jī)器人之間能夠相互通信和共享能源，而且電極之間的彈性接觸可以提高該裝置電氣連接的穩(wěn)定性；僅在脫離時(shí)需要消耗可重構(gòu)微機(jī)器人的能源；對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)一方面可以降低其連接所需的精度，另一方面可有效地提高其連接后的抗扭能力；結(jié)構(gòu)比較簡單，可采用UV-LIGA微細(xì)加工工藝制作，加工成本低廉。

附圖說明

圖1是本發(fā)明主動(dòng)件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明被動(dòng)件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。