[發明專利]一種基于協作機器人的同構式快換接口

有效

• 申請號: 201711488534.3
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108258473B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 徐文福;張恒;汪欣;韓亮
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: H01R13/02
• 分類號: H01R13/02;H01R13/639;H01R13/631;H01R13/66;B25J15/04
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 唐致明

本發明公開了一種用于協作機器人的同構式快換接口，屬于機器人技術領域。本發明的用于協作機器人的同構式快換接口包括接口主體以及封合端，封合端與接口主體相匹配形成一中空的圓柱結構，接口主體的軸心位置處固設有插座，插座上周向設置有一對插頭以及一對插芯，插頭與插芯交錯設置，相鄰的插頭與插芯之間的圓心角為90度，封合端上開設有供插頭與插芯穿過的過孔，封合端上還周向設置有一對鎖合柱以及一對鎖合通孔，一對鎖合柱與一對鎖合通孔交錯設置，且相鄰的所述鎖合柱與所述鎖合通孔之間圓心角為90度，接口主體與封合端之間、對應于鎖合通孔位置處設置有鎖合機構。本發明的用于協作機器人的同構式快換接口具有結構簡單、對接方便的有益效果。

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，尤其是涉及一種用于協作機器人的同構式快換接口。

背景技術

機器人技術的發展使得機器人的能力不斷提高，機器人應用的領域和范圍正在不斷擴展，人們希望機器人能完成更加復雜的任務。通過重新編程，機器人可以很容易地完成許多不同的任務，然而一臺機器人能完成任務的范圍卻受其自身的機械結構限制。如噴漆或焊接作業，一般采用垂直關節結構的機械手；而對于高精度的桌面精密裝配作業，則采用水平SCARA結構的機械手。所以針對于不斷變化的作業環境，機器人的最適結構也不斷隨之變化，如果對于每種情況都使用不同運動學和動力學特性的機器人來完成作業任務，這就會大大增加運行的成本，耗資巨大，甚至于不可行。例如，空間站上許多工作需要機器人來完成，由于重量的限制，不可能將所有機器人都發射到空間站中，因此，就需要一種能根據任務要求而改變自身構型的機器人來完成不可預知的作業任務。可重構機器人的研究正是此類應用背景下開始的。

可重構機器人是一種能根據任務需要，重新組合構型的機器人，它是在模塊化機器人的研究基礎上發展起來的，可以利用一些不同尺寸和性能的可互換的連桿和關節模塊，象搭積木似的組合成特定構型的機器人，這種組合并不是簡單的機械重構，還包括控制系統(子硬件、控制算法、軟件等)的重構，因此模塊關節本身就是一種集通訊、控制、驅動、傳動一體化的單元，利用可重構的模塊環單元，可以根據具體任務重新組合裝配成具有不同結構和運動特性的機器人，通過改變其控制及運動策略，更好的適應環境，從而提高整個機器人系統的運動能力和使用效率。

可重構機器人在航空領域應用廣泛，為滿足空間站等大型空間維護平臺的長期穩定運行，空間大型機械臂的在軌壽命一般在10年以上，而且機械臂造價以及發射費用及其昂貴，為保證機械臂的長期穩定運行，還需要考慮關節失效的情況下，通過宇航員的出艙活動進行關節更換，這就需要將空間機械臂關節設計為可實現在軌更換的結構。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種用于協作機器人的同構式快換接口，其接口輕便、對接方便。

本發明解決上述技術問題所采用的解決方案是：提供一種用于協作機器人的同構式快換接口，包括接口主體以及固設于所述接口主體上的封合端，所述封合端與所述接口主體相匹配形成一中空的圓柱結構，所述接口主體的軸心位置處固設有插座，所述插座上、周向設置有一對插頭以及一對插芯，所述插頭與所述插芯交錯設置，且相鄰的所述插頭與所述插芯之間的圓心角為90度，所述封合端上開設有供所述插頭與所述插芯穿過的過孔，所述封合端上還周向設置有一對鎖合柱以及一對鎖合通孔，一對鎖合柱與一對鎖合通孔交錯設置，且相鄰的所述鎖合柱與所述鎖合通孔之間圓心角為90度，所述接口主體與所述封合端之間、對應于所述鎖合通孔位置處設置有鎖合機構，對接時，將兩個所述用于協作機器人的同構式快換接口的其中一個旋轉90度，使兩者的所述插頭、插芯相互匹配，且所述鎖合柱插入所述鎖合通孔內，并通過所述鎖合機構將所述鎖合柱鎖緊。