[發(fā)明專利]基于形狀記憶合金驅(qū)動器的快換接頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710391033.7
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107150348B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設計）人: 唐源;倪風雷;朱映遠;樊紹巍;張晟毓
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: B25J15/04
• 分類號: B25J15/04
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

基于形狀記憶合金驅(qū)動器的快換接頭，屬于機器人技術領域。本發(fā)明的基于形狀記憶合金驅(qū)動器的快換接頭，包括執(zhí)行機構、形狀記憶合金雙程驅(qū)動器、電氣接口及傳感系統(tǒng)；所述的形狀記憶合金雙程驅(qū)動器、電氣接口及傳感系統(tǒng)均與執(zhí)行機構的主動連接板和被動接口板連接。本發(fā)明具有體積小，連接穩(wěn)定可靠，具備較大的連接剛度，同時響應時間短等突出優(yōu)點。在結(jié)構上面優(yōu)化設計，提高了對接過程的從容差設計。對結(jié)構進行仿真實驗驗證，整個連接機構具備軸向2mm，周向18°的對接容差。本發(fā)明用于機器人關節(jié)上，具備機械式和電磁式的優(yōu)點，保證構型轉(zhuǎn)換穩(wěn)定的實現(xiàn)。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于形狀記憶合金驅(qū)動器的快換接頭，屬于機器人技術領域。

背景技術

快換接頭在機器人設計中具有十分重要的作用，現(xiàn)在的機器人大多具備不同的關節(jié)，而不同的關節(jié)之間由于固定連接，構型固定，工作時能夠完成的任務十分單一，由于快換接頭的產(chǎn)生便可以使構型相互轉(zhuǎn)換，從而按照任務不停地變換自己的構型。由于超冗余機械臂具備冗余的自由度，可以滿足很多工況下的任務執(zhí)行，當和快換接頭連接時，其工作空間可以大幅提高，因此連接結(jié)構對于整個機器人的任務實現(xiàn)具備十分重要的作用。

從現(xiàn)有的對接機構來看，連接分離機構大致可以分為電磁式結(jié)構和機械結(jié)構，而機械結(jié)構又可以分為銷釘結(jié)構和卡爪結(jié)構。電磁式結(jié)構具有的優(yōu)點是結(jié)構簡單，缺點是鏈接過程中切向的連接強度較低，同時如果采用電磁鐵連接，在模塊中間存在散熱問題需要解決；而機械結(jié)構不存在散熱問題，其中銷釘式結(jié)構在分離過程中需要兩個模塊分開一定的距離才能夠徹底分離，因此當機器人長度較長時，在狹窄空間會受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于為機械臂的構型轉(zhuǎn)換提供一種基于形狀記憶合金驅(qū)動器的快換接頭，從而完成自重構過程。

本發(fā)明在連接分離機構上采用卡爪形式，同時綜合考慮運動靈活性和結(jié)構復雜性，因此，本發(fā)明旨在設計一種自重構的連接機構，具備機械式和電磁式的優(yōu)點，保證構型轉(zhuǎn)換穩(wěn)定的實現(xiàn)。

實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案如下：

一種基于形狀記憶合金驅(qū)動器的快換接頭，包括：執(zhí)行機構、形狀記憶合金雙程驅(qū)動器、電氣接口及傳感系統(tǒng)；所述的執(zhí)行機構包括：主動連接板、凸輪、墊片、螺釘一、合金絲固定下板、合金絲固定上板、螺釘二、定位銷軸、被動接口板、四個鉤爪、兩個深溝球軸承及四個鉤爪連接銷軸；

所述的凸輪的輪軸豎直朝下設置，凸輪的上端設有正方形板，所述的正方形板的四個棱角均為圓角，凸輪上設有一正方形臺肩，所述的正方形臺肩的四個頂角均為沿各自對角線方向延伸的圓弧形頂角，所述的主動連接板中部設有安裝座，所述的安裝座設有中心臺肩通孔，主動連接板與被動接口板上下平行設置，所述的被動接口板中心處設有倒置的與所述的中心臺肩通孔同軸的圓臺形通孔，主動連接板中部的安裝座匹配設置在被動接口板所述的圓臺形通孔內(nèi)，主動連接板和被動接口板通過定位銷軸定位，凸輪的輪軸上設有限位塊一，主動連接板的安裝座的中心臺肩通孔內(nèi)設有用于與凸輪的輪軸上的限位塊一機械限位的限位塊二；主動連接板和被動接口板對應位置分別設有四個長方形槽，四個所述的長方形槽沿主動連接板的十字中心線設置，被動接口板上的四個長方形槽相對于被動接口板十字中心線對稱設置，每個鉤爪的鉤端分別對應穿出主動連接板和被動接口板的長方形槽，四個鉤爪相對于凸輪的中心軸線對稱設置，所述的四個鉤爪分別通過鉤爪連接銷軸與主動連接板鉸接，四個鉤爪的鉤端均朝向凸輪一側(cè)設置，凸輪的輪軸設置在主動連接板的中心臺肩通孔內(nèi)，凸輪的輪軸上安裝有兩個深溝球軸承，所述的兩個深溝球軸承設置在主動連接板的中心臺肩通孔內(nèi)，凸輪的輪軸外端設有墊片，所述的凸輪的輪軸中心處設有螺紋孔，所述的螺釘一穿過墊片與凸輪的輪軸的螺紋孔旋接，凸輪的正方形板上端固定有合金絲固定下板，合金絲固定上板設置在合金絲固定下板上方，合金絲固定下板與合金絲固定上板之間通過螺釘二連接；所述的形狀記憶合金雙程驅(qū)動器與執(zhí)行機構的主動連接板連接，所述的電氣接口與執(zhí)行機構的主動連接板和被動接口板連接，所述的傳感系統(tǒng)也與主動連接板和被動接口板連接。