旋转连接单元及模块化机器人单体的制作方法
【专利摘要】本发明公开了旋转连接单元及模块化机器人单体。该旋转连接单元包括卡榫部分及基座部分。所述基座部分上设置有偶数个第一磁体和偶数个第二磁体，第一磁体和第二磁体极性相反，且所述第一磁体和所述第二磁体沿所述基座部分的周向交错均匀分布。当将一个旋转连接单元与另一旋转连接单元放置在一起准备连接时，通过磁体的异性相吸的物理属性，实现一个旋转连接单元的卡榫部分与另一旋转连接单元的基座部分的快速对准，当各榫头相应地进入各旋转卡槽后，通过磁体的同性相斥的物理属性，将各榫头卡紧锁定在各旋转卡槽内。本发明的旋转连接单元可以应用于各行各业，例如电子、家用电器、机械设备、建筑结构等领域。
【专利说明】旋转连接单元及模块化机器人单体
【技术领域】
[0001]本发明涉及旋转连接单元及模块化机器人单体。
【背景技术】
[0002]旋转连接单元例如旋转扣是各行各业常常使用的零件。通过两个旋转连接单元的对接，将两个零部件可拆卸地连接在一起。已知的旋转连接单元的连接不够可靠，无法实现快速对准和卡紧锁定的功能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，提供一种旋转连接单元，其可以实现快速对准和卡紧锁定。
[0004]本发明通过如下技术方案实现:旋转连接单元，所述旋转连接单元包括卡榫部分及基座部分，所述卡榫部分固定在所述基座部分的外周侧，所述卡榫部分包括沿周向均匀分布的至少两个榫头，所述基座部分相应地包括沿周向均匀分布的至少两个入口部和至少两个旋转卡槽，所述至少两个榫头的各榫头与所述至少两个旋转卡槽的各旋转卡槽相适配，所述基座部分上设置有偶数个第一磁体和偶数个第二磁体，第一磁体和第二磁体极性相反，且所述第一磁体和所述第二磁体沿所述基座部分的周向交错均匀分布。
[0005]作为上述技术方案的进一步改进，所述基座部分上设置有两个第一磁体和两个第二磁体,第一磁体的极性为S，第二磁体的极性为N，所述两个第一磁体相互对置，所述两个第二磁体相互对置。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进，所述至少两个榫头的各榫头位于所述至少两个入口部的各入口部的外侧，所述至少两个旋转卡槽的各旋转卡槽位于所述至少两个入口部的各入口部的内侧。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进，所述基座部分还包括悬台部，所述旋转卡槽通过所述悬台部形成。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进，所述基座部分还包括悬台部及限位部，所述悬台部与所述限位部相邻设置，所述旋转卡槽通过所述悬台部和所述限位部形成，所述限位部与各榫头形状相互匹配。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进，所述卡榫部分包括第一榫头和第二榫头，所述基座部分相应地包括第一入口部和第二入口部，所述第一榫头和所述第二榫头对置，所述第一入口部和所述第二入口部对置。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进，所述卡榫部分及所述基座部分均为环形件。
[0011]为上述技术方案的进一步改进，所述卡榫部分包括四个榫头，所述基座部分相应地包括四个入口部。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进，所述卡榫部分与所述基座部分为一体成型件。本发明的还提供一种模块化机器人单体，其包括多个上述的旋转连接单元。
[0013]本发明的有益效果是:本发明的旋转连接单元包括卡榫部分及基座部分，所述基座部分上设置有偶数个第一磁体和偶数个第二磁体，当将一个旋转连接单元与另一旋转连接单元放置在一起准备连接时，通过磁体的异性相吸的物理属性，实现一个旋转连接单元的卡榫部分与另一旋转连接单元的基座部分的快速对准，当各榫头相应地进入各旋转卡槽后，通过磁体的同性相斥的物理属性，将各榫头卡紧锁定在各旋转卡槽内。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是根据本发明的第一实施方式的旋转连接单元的立体示意图；
[0015]图2是根据本发明的第一实施方式的旋转连接单元的平面示意图；
[0016]图3是根据本发明的第一实施方式的旋转连接单元的侧面示意图；
[0017]图4是根据本发明的第一实施方式的旋转连接单元的基座构件的平面示意图；
[0018]图5是根据本发明的第一实施方式的旋转连接单元的背面立体示意图；
[0019]图6是根据本发明的第二实施方式的旋转连接单元的平面示意图；
[0020]图7是根据本发明的第二实施方式的旋转连接单元的另一平面示意图；
[0021]图8是根据本发明的第二实施方式的旋转连接单元的再一平面示意图；
[0022]图9是根据本发明的第二实施方式的旋转连接单元的又一平面示意图；
[0023]图10是根据本发明的第二实施方式的旋转连接单元的又一平面示意图；
[0024]图11是根据本发明的第二实施方式的旋转连接单元的立体示意图；
[0025]图12是根据本发明的第二实施方式的旋转连接单元的另一立体示意图；
[0026]图13是根据本发明的第二实施方式的旋转连接单元的再一立体示意图；
[0027]图14是根据本发明的第二实施方式的旋转连接单元的又一立体示意图。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行进一步的说明。
[0029]首先，结合图1至图5，对本发明的第一实施方式进行描述。第一实施方式中，旋转连接单元100包括卡榫部分10及基座部分20。在本实施例中，所述卡榫部分10与所述基座部分20为两个不同的分立构件，且所述卡榫部分10与所述基座部分20均为塑料成型件。其中，本实施例中，所述卡榫部分10及所述基座部分20均为环形件。当然，所述卡榫部分及所述基座部分也可以为其他形状。
[0030]具体而言，所述卡榫部分10固定在所述基座部分20的外周侧。其中，所述卡榫部分10优选地包括沿周向均匀分布的至少两个榫头。所述基座部分20相应地优选包括沿周向均匀分布的至少两个入口部和至少两个旋转卡槽。所述至少两个榫头的各榫头与所述至少两个入口部的各入口部形状相对应，且所述至少两个榫头的各榫头位于所述至少两个入口部的各入口部的外侧，所述至少两个旋转卡槽的各旋转卡槽位于所述至少两个入口部的各入口部的内侧。其中，方位用语“外侧”和“内侧”是参照旋转连接单元的厚度方向(图3中图面左右方向)而言的，“外侧”是指图3中图面右方，“内侧”是指图3中图面左方。
[0031]详细地说，如图1至5所示，所述卡榫部分10包括第一榫头12和第二榫头14。第一榫头12和第二榫头14为鹰钩状凸出构件。所述基座部分20相应地包括第一入口部22和第二入口部24。第一榫头12和第二榫头14沿卡榫部分10的周向均匀分布，即所述第一榫头12和所述第二榫头14对置。第一入口部22和第二入口部24沿基座部分20的周向均匀分布，即第一入口部22和第二入口部24对置。
[0032]第一榫头12与第一入口部22在周向A上紧邻，第二榫头14与第二入口部24在周向A上紧邻。当然，第一榫头12与第一入口部22在周向A上可以间隔规定距离。第二榫头14与第二入口部24在周向A上可以间隔规定距离。
[0033]在本实施例中，如图1至5所示，所述基座部分20还包括悬台部及限位部。在本实施方式中，所述基座部分20包括两个悬台部(悬台部26和悬台部28)和两个限位部。两个悬台部的结构相同。而且，两个限位部的结构相同。仅对悬台部26和限位部27进行说明。悬台部26厚度较大，以限定进入旋转卡槽30的榫头的位置，引导榫头的运动。而限位部27的厚度较薄，这样可以将进入限位部27的榫头锁紧在限位部27处。具体而言，所述悬台部26与所述限位部27相邻设置，所述旋转卡槽30通过所述悬台部26和所述限位部27形成。所述限位部27与第一榫头12和所述第二榫头14形状相互匹配，本实施例中，第一榫头12和所述第二榫头14均具有曲面的头部，所述限位部27相应地具有曲面的底部。
[0034]在另一些实施例中，所述基座部分可以仅包括悬台部，且所述旋转卡槽仅通过所述悬台部形成。
[0035]下面描述旋转连接单元100的使用方式的示范举例。在需要利用旋转连接单元100进行例如两个模块化机器人单体的连接时，首先，将两个旋转连接单元中的一个旋转连接单元(下称第一旋转连接单元)的第一榫头与两个旋转连接单元中的另一个旋转连接单元(下称第二旋转连接单元)的第一入口部对准，将第一旋转连接单元的该第一榫头插入第二旋转连接单元的该第一入口部，并绕周向旋转，使第一旋转连接单元的该第一榫头进入第二旋转连接单元的旋转卡槽，并最终旋转而定位在第二旋转连接单元的限位部处。与此同时，第一旋转连接单元的第二榫头也经第二旋转连接单元的第二入口部进入第二旋转连接单元的旋转卡槽，最终定位在第二旋转连接单元的限位部处。相应地，第二旋转连接单元的第一榫头经第一旋转连接单元的第一入口部进入第一旋转连接单元的旋转卡槽，最终定位在第一旋转连接单元的限位部处；第二旋转连接单元的第二榫头经第一旋转连接单元的第二入口部进入第一旋转连接单元的旋转卡槽，最终定位在第一旋转连接单元的限位部处。这样，两个旋转连接单元相互连接，两个模块化机器人单体相互连接。
[0036]虽然以上描述了将旋转连接单元应用于两个模块化机器人单体的连接的例子，但本发明的旋转连接单元可以应用于各行各业，例如电子、家用电器、机械设备、建筑结构等领域。
[0037]如图4和图5所不,在本实施例中，所述基座部分20上设置有两个第一磁体42和两个第二磁体46。其中，第一磁体42的极性为S，第二磁体46的极性为N，所述两个第一磁体42相互对置，所述两个第二磁体46相互对置。
[0038]在第一入口部22和第二入口部24的径向中心侧，基座部分20上设置有容纳第一磁体42的盲孔44、和容纳第二磁体46的盲孔48。
[0039]如图4所示,两个第一磁体42分别靠近第一入口部22和第二入口部24,而两个第二磁体46分别靠近第一榫头12和第二榫头14。由此，可以通过磁体的同性相斥，异性相吸的物理属性，帮助各榫头与各入口部形状的快速对准，以及将各榫头最终锁定在限位部处。具体而言，悬台部26厚度较大，而限位部27的厚度较薄，这样，可以通过排斥力将第一榫头12和第二榫头14向上推压在限位部27内，可以将进入限位部27的榫头锁紧在限位部27处。
[0040]根据该结构，当需要将两个旋转连接单元中的一个旋转连接单元(下称第一旋转连接单元)的第一榫头与两个旋转连接单元中的另一个旋转连接单元(下称第二旋转连接单元)的第一入口部对准时，在第一旋转连接单元的第一磁体与第二旋转连接单元的第二磁体之间的吸引力的作用下，第一旋转连接单元的第一榫头与第二旋转连接单元的第一入口部快速对准。而当第一旋转连接单元的第一榫头进入第二旋转连接单元的旋转卡槽，并最终旋转而定位在第二旋转连接单元的限位部处时，在第一旋转连接单元的第一磁体与第二旋转连接单元的第一磁体之间的排斥力的作用下，将第一旋转连接单元的第一榫头向上推压在限位部处，锁定在第二旋转连接单元的限位部处。
[0041]当然，所述基座部分上可以设置2个以上的偶数个第一磁体和2个以上的偶数个第二磁体。其中，第一磁体和第二磁体极性相反，且所述第一磁体和所述第二磁体沿所述基座部分的周向交错均匀分布。
[0042]结合图6至图14，对本发明的第二实施方式进行描述。此外，与图1至图5所示的要素相似的要素分别标记相似的符号，对已经进行说明的共有的部分，省略或简略说明。
[0043]如图6至图14所示，第二实施方式中，旋转连接单元200包括卡榫部分210及基座部分220。其中，在本实施例中，所述卡榫部分210与所述基座部分220为一体成型件。所述卡榫部分210包括四个榫头即第三榫头212、第四榫头214、第五榫头216、第六榫头218 ；所述基座部分220相应地包括四个入口部即第三入口部222、第四入口部224、第五入口部226、第六入口部228。其中，第三榫头212、第四榫头214、第五榫头216、第六榫头218沿基座部分220的外周均匀分布，其中，第三榫头212与第五榫头216对置，第四榫头214与第六榫头218对置。同样，第三入口部222、第四入口部224、第五入口部226、第六入口部228沿基座部分220的外周均匀分布。
[0044]所述基座部分220上设置有两个第一磁体242和两个第二磁体246。其中，第一磁体242的极性为S，第二磁体246的极性为N，所述两个第一磁体242相互对置，所述两个第二磁体246相互对置。在第三入口部222和第五入口部226的径向中心侧，基座部分220上设置有容纳第一磁体242的盲孔244、和容纳第二磁体246的盲孔248。通过磁体的同性相斥，异性相吸的物理属性，帮助各榫头与各入口部形状的快速对准，以及将各榫头锁定在限位部处。
[0045]如图11所示,所述基座部分220包括悬台部236,且旋转卡槽230通过所述悬台部236形成。在本实施方式中，与第一实施方式相比较，悬台部236的周向长度较短。
[0046]根据本发明的另一方面，还提供一种模块化机器人单体，其包括多个上述的旋转连接单元100、200。多个模块化机器人单体通过旋转连接单元相互连接，形成模块化机器人。
[0047]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.旋转连接单元，其特征在于，所述旋转连接单元包括卡榫部分及基座部分，所述卡榫部分固定在所述基座部分的外周侧，所述卡榫部分包括沿周向均匀分布的至少两个榫头，所述基座部分相应地包括沿周向均匀分布的至少两个入口部和至少两个旋转卡槽，所述至少两个榫头的各榫头与所述至少两个旋转卡槽的各旋转卡槽相适配，所述基座部分上设置有偶数个第一磁体和偶数个第二磁体，第一磁体和第二磁体极性相反，且所述第一磁体和所述第二磁体沿所述基座部分的周向交错均匀分布。
2.根据权利要求1所述的旋转连接单元，其特征在于，所述基座部分上设置有两个第一磁体和两个第二磁体，第一磁体的极性为3，第二磁体的极性为所述两个第一磁体相互对置，所述两个第二磁体相互对置。
3.根据权利要求1所述的旋转连接单元，其特征在于，所述至少两个榫头的各榫头位于所述至少两个入口部的各入口部的外侧，所述至少两个旋转卡槽的各旋转卡槽位于所述至少两个入口部的各入口部的内侧。
4.根据权利要求1所述的旋转连接单元，其特征在于，所述基座部分还包括悬台部，所述旋转卡槽通过所述悬台部形成。
5.根据权利要求1所述的旋转连接单元，其特征在于，所述基座部分还包括悬台部及限位部，所述悬台部与所述限位部相邻设置，所述旋转卡槽通过所述悬台部和所述限位部形成，所述限位部与各榫头形状相互匹配。
6.根据权利要求1至5任一项所述的旋转连接单元，其特征在于，所述卡榫部分包括第一榫头和第二榫头，所述基座部分相应地包括第一入口部和第二入口部，所述第一榫头和所述第二榫头对置，所述第一入口部和所述第二入口部对置。
7.根据权利要求6所述的旋转连接单元，其特征在于，所述卡榫部分及所述基座部分均为环形件。
8.根据权利要求1至5任一项所述的旋转连接单元，其特征在于，所述卡榫部分包括四个榫头，所述基座部分相应地包括四个入口部。
9.根据权利要求8所述的旋转连接单元，其特征在于，所述卡榫部分与所述基座部分为一体成型件。
10.模块化机器人单体，其特征在于包括多个如权利要求1至9任一项所述的旋转连接单元。
【文档编号】H01F7/02GK104329332SQ201410432170
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】杨健勃 申请人:杨健勃