[發明專利]一種基于凸輪導軌的可重構機器人快換接口

在審

• 申請號: 202211319824.6
• 申請日: 2022-10-26
• 公開（公告）號: CN115816424A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 謝其龍;黃際豪;楊午斌;韓亮;朱柯巖
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/08
• 代理公司: 安徽宏鐸知識產權代理事務所(普通合伙) 34250
• 代理人: 劉文聞

本發明公開了一種基于凸輪導軌的可重構機器人快換接口，屬于機器人技術領域，包括插接的母端與公端，公端內同軸心轉動安裝有記憶合金驅動機構和凸輪自鎖機構；插接前，控制記憶合金絲通電收縮帶動記憶合金驅動機構轉動，記憶合金驅動機構帶動凸輪自鎖機構轉動，多個活動卡銷在轉動過程中收縮至公端內；公端下蓋內側端安裝有薄膜壓力傳感器，薄膜壓力傳感器動作時，記憶合金絲斷電，多個恢復彈簧帶動凸輪自鎖機構復位轉動，同時多個活動卡銷伸出公端并插入母端進行配合鎖止，通過以上結構實現采用記憶合金絲與彈簧配合的驅動源控制凸輪導軌運動狀態，完成電連接的同時實現機械鎖合，同時模塊化設計，降低生產成本以及組裝難度，便于推廣應用。

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，涉及一種基于凸輪導軌的可重構機器人快換接口。

背景技術

隨著科技的高速發展，機器人正不斷突破自身的功能極限，各行各業都應用上了各式機器人來提高生產效率。可重構機器人由于具備不同功能的模塊，可通過模塊之間的裝配形成不同構型的形態和運動模式來適應不同工作，有效提升了機器人的場景運動能力并克服了傳統機器人工作范圍有限的缺點，故而成為了機器人研究領域的一個重要方向。而可重構機器人由于具有一系列相對獨立的機械電子模塊，不同尺寸和性能的模塊之間的連接才確定了重構機器人最終的構型，因此其連接部位就顯得十分重要。

與連接部位密切相關的則是快換接口，其便是承載連接作用的主要功能模塊，因而，可重構機器人的重點研究對象是快換接口的設計，高效的快換接口是整體穩定工作的基礎，本發明所涉及的快換接口關系機器人不同工作主體之間的連接，如移動平臺和與其配合工作的機械臂，同時包含機械接口和電氣接口，既承受力的作用，確保機械連接的牢固可靠和運動的靈活性，也要附加電氣連接，確保通信和供電在內的控制系統的穩定。

目前已有的可重構機械臂的快換接口方面的研究或多或少都存在一些缺陷，有圍繞一套鋼珠運動系統設計的連接方式，也有依靠電磁吸合實現的連接方式，前者連接的一套運動系統較為復雜，難以進一步縮小體積，而后者功耗過高，且附帶的電磁場限制了其使用范圍，為了克服前兩者的缺陷，本發明通過實現一種新原理達到了功耗、體積、功能和結構之間的穩定平衡，設計了一種更加高效，便捷的快換接口，具有更加廣闊的應用前景。

發明內容

針對上述技術背景中的問題，本發明目的是提供一種基于凸輪導軌的可重構機器人快換接口，解決了背景技術中所提的現有的快換接口存在系統復雜和功耗較高、使用范圍受限的問題的問題。

為了實現以上目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于凸輪導軌的可重構機器人快換接口，包括插接的母端與公端，所述母端上安裝有電插座，所述公端上安裝有電插頭，所述母端與所述公端插接時，所述電插座與所述電插頭電性插接，所述公端內同軸心轉動安裝有記憶合金驅動機構和凸輪自鎖機構；

所述電插座與所述電插頭插接前，控制所述記憶合金驅動機構所包括的記憶合金絲通電收縮帶動所述記憶合金驅動機構轉動，所述記憶合金驅動機構帶動所述凸輪自鎖機構轉動，所述凸輪自鎖機構所包括的多個活動卡銷在轉動過程中收縮至所述公端內；

所述公端下蓋內側端安裝有用于監測對接完成狀態的薄膜壓力傳感器，所述薄膜壓力傳感器動作時，控制所述記憶合金驅動機構所包括的記憶合金絲斷電，所述凸輪自鎖機構所包括的多個恢復彈簧帶動所述凸輪自鎖機構復位轉動，在轉動過程中多個所述活動卡銷伸出所述公端并插入所述母端進行配合鎖止。

進一步的，所述母端包括母端主體，所述母端主體內底板上通過設有插座支架來安裝所述電插座，所述母端主體朝向開口側設有定位槽，所述公端所包括的公端上蓋側壁上安裝有插塊，所述公端插入所述母端時，插塊插入所述定位槽內。

更進一步的，所述母端主體側壁上呈環狀設有多個鎖合孔，鎖止時，多個所述活動卡銷外側端部分別插入多個所述鎖合孔內。