[發明專利]一種大承載雙向可控鎖緊機構

有效

• 申請號: 202010859219.2
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN112157604B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 田應仲;田振宇;趙胤君;姜漢斌;朱義;李龍
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B25B11/00
• 分類號: B25B11/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

本發明涉及一種大承載雙向可控鎖緊機構。它包括制動器，內外桿件組和彈簧滑塊組，所述制動器固定在內桿件上，所述制動器通過鋼絲繩與滑塊連接，所述彈簧滑塊組布置在內桿件的滑槽中；所述制動器不工作時，滑塊在彈簧的作用下卡緊在外桿件中，所述制動器工作時，制動器拉動滑塊，內外桿件處于自由放松狀態，可以實現雙向移動，改變制動器的工作情況，內桿件與外桿件可實現雙向移動，雙向鎖緊以及一側鎖定，另一側可移動等四種工作情況；所述彈簧滑塊與外桿件大面積接觸，且具有高承載能力。本發明鎖緊機構應用在可變形桁架系統當中，能夠顯著提高系統的機構穩定性以及承載能力。

技術領域

本發明涉及一種大承載雙向可控鎖緊機構，屬于機器人領域。

背景技術

鎖緊機構是可重構機器人的重要組成部件，基于模塊的制作而構成的可重構機器人借助鎖緊機構實現多種變形組合，從而使其能夠適應很多復雜的環境以及完成各種特殊工作。同時，鎖緊機構可以應用在其他相關的領域，比如在航空航天領域實現飛機桁架的變化。

可重構機器人采用模塊化設計，每個模塊都相同，方便安裝和維修。鎖緊機構是可重構機器人實現多種工作姿態、達到多種工作位置以及完成多種任務的重要組件。在可重構機器人變形的過程中，機器人保持良好的尺寸要求以及剛度性能需要靠鎖緊機構提供良好的承載能力；同時可重構機器人本身具有多種模塊的組合，鎖緊件的引入布置盡量降低機器人整體的結構以及控制的復雜性。

現有的鎖緊機構有上述的一些優點，但是鎖緊機構復雜、體積質量較大、強度低、承載能力差，應用局限性大以及控制復雜等，缺乏針對可重構機器人以及相關領域的鎖緊機構研究設計。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，針對現有鎖緊機構控制功能單一、結構復雜、控制系統復雜和承載能力差問題，提出一種大承載雙向可控鎖緊機構。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種大承載雙向可控鎖緊機構，包括內/外桿件組、兩對彈簧滑塊組和兩組致動器；所述內/外桿件組由兩端開口的外桿件內腔滑套內桿件構成，所述兩組致動器安裝在內桿件兩端內腔中，所述彈簧滑塊組安裝在內桿件中部處于內桿件的滑槽當中，并通過鋼絲繩與致動器連接；所述致動器在規定組合的工作情況下，帶動彈簧滑塊組在內桿件的滑槽中發生往復運動，實現彈簧滑塊組與外桿件的咬合與釋放，進而實現雙向的滑動與鎖定。

優選地，所述內/外桿件組是由內桿件以及外桿件組成，內/外桿件橫截面為矩形狀，內/外桿件采用滑動配合。

優選地，所述內/外桿件組中的外桿件的內壁布置有四組齒條結構，互為平行的兩組齒條結構方向相同，齒距大小相等；互不平行的齒條結構方向相反，齒距大小相等。

優選地，所述內/外桿件組中的內桿件中部布置有用于第一滑塊和滑第二塊使用的導向滑槽以及兩滑塊和與致動器通過鋼絲繩連接的通路。

優選地，內/外桿件組內、外桿件之間面接觸配合實現雙向滑動。

優選地，內外桿件組上布置有位移傳感器，提高位移的控制精度。

優選地，所述外桿件的內壁與內桿件之間，布置有滾針、或滾珠、或微型棍子、或微型滑輪作為減磨承載導向的結構。

優選地，所述彈簧滑塊組由第三滑塊以及彈簧組成，所述第三滑塊前端為齒形狀，第三滑塊上開有供于電磁鐵推桿連接使用的小孔；第三滑塊末端有兩個推桿。

優選地，所述致動器為電磁鐵推桿、或記憶合金、或電機、或微動連桿裝置，為具有收縮功能的電驅動機構。致動器工作時可實現收縮。

優選地，推拉電磁鐵與第一滑塊的配合以及推拉電磁鐵與第二滑塊的配合可達到如下四種工作情況：

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