一种自重构机器人对接机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种重构机械结构，具体是一种自重构机器人对接机构。
【背景技术】
[0002]自重构机器人能否实现重构以及实现重构的效率高低，与对接机构的合理与否有很大关系。作为自重构机器人非常重要的一个功能机构，对接机构的设计不断得到发展，通过检索现有国内外文献，每一个自重构机器人都设计了相应的对接机构。然而，现有对接机构可提供的对接位置有限，且在重构对接前，机器人模块需将其姿态调整到需要的位置才能保证对接锁紧。如中国专利201320260889.8自重构机器人单元模块的对接机构具有I个主动对接面和5个被动对接面，这样主动模块可对接到被动模块的五个位置，但在对接前，主动模块还需运动至某一位置，以保证主动对接面和被动对接面平行。自重构机器人在对接前的位姿调整过程会耗用较长时间，占用较大物理空间，对接位置的限制也严重减小了可重构出的形状数量，这极大地降低了自重构机器人的功能。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术对接位置有限，在对接前需要机器人模块调整位姿的不足，提供一种结构简单紧凑、体积小、允许在单元模块对接槽周向任一位置对接的自重构机器人对接机构。
[0004]本发明解决上述技术问题采用的技术方案是:一种自重构机器人对接机构，其包括有环形卡盘、电磁铁、柔绳、扭簧、卡爪、卡爪固定座，其特征是:所述环形卡盘周向开有一圈内凹的环形卡槽；所述卡爪为两只，两只卡爪通过对接转轴安装到卡爪固定座上，呈交叉布置状态，卡爪前端的卡钩位于环形卡盘外部；所述卡爪固定座通过螺钉安装在环形卡盘上；所述电磁铁安装在环形卡盘内部，其移动轴与柔绳中部相连；所述柔绳两端分别与两只卡爪的尾部连接固定；所述扭簧安装在两只卡爪的后叉之间；电磁铁通过移动轴向后拉动柔绳，两只卡爪的前端相互靠拢，主动对接机器人的卡爪以前叉闭合状态插入到被动对接机器人的环形卡槽内；电磁铁松开柔绳，在扭簧作用下，两只卡爪的前端相互远离，沿环形卡盘纵切方向张开，卡钩钩住环形卡槽的外边，实现两机器人的对接锁紧。
[0005]进一步，所述电磁铁的移动轴通过连接块与柔绳中部相连，所述移动轴端部开有凹槽和通孔，连接块后部插入所述凹槽内，并用螺栓与螺母配合拧紧，实现连接块与电磁铁的连接；所述连接块前端设有柔绳插入槽和挡销，所述柔绳穿过插入槽，两端分别固定在卡爪尾部的柔绳固定孔内。
[0006]进一步，所述卡爪前端的卡钩朝向外侧，卡爪的后部穿过卡爪固定座的方形孔；所述对接转轴穿过卡爪固定座和两只卡爪上的通孔，通过挡圈卡住对接转轴端部，将卡爪固定到卡爪固定座上。
[0007]本发明采用上述组成结构，当电磁铁向后拉柔绳时，两只卡爪的前端将相互靠拢，从而实现卡爪闭合；当电磁铁松开柔绳，在扭簧回复力作用下，两只卡爪的前端将相互远离，从而实现卡爪张开。在电磁铁和扭簧的复合驱动下，两只卡爪可沿环形卡盘纵切方向张开和闭合。两只卡爪张开或闭合的方向平行于环形卡盘纵切方向。主动对接机器人的卡爪以闭合方式深入到被动对接机器人的环形卡槽内，张开后其卡钩便可钩住环形卡槽的外边，从而实现两机器人的对接锁紧。对照现有技术，本发明所述的环形卡盘为一环形盘状结构，允许卡爪在其周向环形卡槽的任一位置与之对接。这样本发明可提供无限个对接位置，能够重构出更多的形状。此外，在对接过程中，机器人不需进行位姿调整，只要保证卡爪伸入环形卡槽内即可，极大的提高了对接效率。其结构简单紧凑、体积小、允许在单元模块对接槽周向任一位置对接。
【附图说明】
[0008]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0009]图1是本发明组成结构示意图。
[0010]图2是本发明中环形卡盘的结构示意图。
[0011]图3是本发明中电磁铁、柔绳、扭簧、卡爪、卡爪固定座分解示意图。
[0012]图4是本发明对接效果示意图。
[0013]图中标号为:1.环形卡盘，2.电磁铁，3.电磁铁固定座，4.螺钉，5.螺栓，6.挡销，7.柔绳，8.扭簧，9.挡圈，10.垫圈，11.卡爪，12.螺钉，13.对接转轴，14.卡爪固定座，15.螺母，16.螺母，17.连接块。1-1.环形卡槽，1-2.通孔，1_3.螺纹孔，2-1.凹槽，2-2.通孔，3-1.通孔，11-1.扭貪过孔，11_2.通孔，11-3.卡钩，11-4.柔绳固定孔，14-1.通孔，14-2.方形孔，14-3.通孔，17-1.通孔，17-2.柔绳插入槽，17-3.通孔。
【具体实施方式】
[0014]从图1、图2、图3中可以看出，一种自重构机器人对接机构，其包括有环形卡盘1、电磁铁2、柔绳7、扭簧8、卡爪11、卡爪固定座14及相关固联件。
[0015]所述环形卡盘I周向开有一圈内凹的环形卡槽1-1 ;在环形卡盘I周向开有四个螺纹孔1-3，用于安装卡爪固定座14 ;环形卡盘I中部为内凹的盲孔，在底板上开有通孔1-2，用于固定电磁铁2和电磁铁固定座3。
[0016]所述卡爪11为两只，两只卡爪通过对接转轴13安装到卡爪固定座14上，呈交叉布置状态，对接转轴13前部的两只卡爪形成前叉，对接转轴13后部的两只卡爪形成后叉。卡爪前端的卡钩11-3位于环形卡盘外部。具体是:所述卡爪11前端为卡钩11-3，前端卡钩11-3可钩住环形卡槽1-1的外边，中部有允许对接转轴13穿过的通孔11-2，尾部有分别用于连接扭簧8和柔绳7的扭簧过孔11-1和柔绳固定孔11-4。装配时，两只卡爪11呈交叉布置，卡钩11-3分别朝向外侧，卡爪11的尾部插入卡爪固定座14的方形孔14-2内；对接转轴13依次穿过垫圈10、通孔14-1、通孔11-2后，用挡圈9卡在其后端凹槽内，从而将卡爪11连接到卡爪固定座14内。
[0017]所述卡爪固定座14通过螺钉12安装在环形卡盘上。具体是:所述卡爪固定座14的正面设有方形孔14-2、4个通孔14-3，侧面设有通孔14-1。装配时，4个通孔14_2与环形卡盘I上的4个螺纹孔对齐，并用螺钉12拧紧，从而将卡爪固定座14固联到环形卡盘I上。
[0018]所述电磁铁2安装在环形卡盘I内部，其移动轴与柔绳7中部相连；所述柔绳7两端分别与两只卡爪11的尾部连接固定；所述扭簧8安装在两只卡爪11的后叉之间。具体是:所述电磁铁固定座3的上下面均开有通孔3-1，螺钉4依次穿过通孔1-2、通孔3-1并拧入电磁铁2下部螺纹孔内，将电磁铁2固定在环形卡盘I内部相应位置处。进一步，所述电磁铁2的移动轴通过连接块17与柔绳7中部相连。所述电磁铁2移动轴端部开有凹槽2-1和通孔2-2，连接块17后部插入上述凹槽2-1内，并用螺栓5依次穿过通孔2_2和通孔17-3后，用螺母16拧紧，从而实现连接块17与电磁铁2的连接。所述连接块17前端设有柔绳插入槽17-2和挡销6，所述柔绳穿过插入槽17-2，两端分别固定在卡爪尾部的柔绳固定孔内。所述柔绳7穿过插入槽17-2，用挡销6经通孔17-1后，用螺母15拧紧，柔绳7两端分别捆在卡爪11尾部的柔绳固定孔11-4内，这样，通过柔绳7实现了连接块17与卡爪11的连接。所述扭簧8两端分别插入卡爪11后端的扭簧过孔11-1内。
[0019]本发明电磁铁通过移动轴向后拉动柔绳，两只卡爪的前端相互靠拢，主动对接机器人的卡爪以前叉闭合状态插入到被动对接机器人的环形卡槽内；电磁铁松开柔绳，在扭簧作用下，两只卡爪的前端相互远离，沿环形卡盘纵切方向张开，卡钩钩住环形卡槽的外边，实现两机器人的对接锁紧。具体是:电磁铁2向后拉连接块17，柔绳7中部会随之向后移动，其张开角度变小，致使两只卡爪11相互靠拢，在机器人运动过程中，当卡爪11的卡钩11-3移动到另一机器人模块的环形卡槽1-1内后，电磁铁2回复，在扭簧8回复力作用下，卡爪11打开，此时，卡钩11-3将卡紧在环形卡槽1-1内，从而实现机器人模块的对接，对接效果如图4所示。可见，在对接过程中，某一机器人模块的卡爪11可伸入待对接机器人模块环形卡槽1-1的任一位置并锁紧，这极大地增加了可重构形状，提高了对接效率。
【主权项】
1.一种自重构机器人对接机构，其包括有环形卡盘、电磁铁、柔绳、扭簧、卡爪、卡爪固定座，其特征是:所述环形卡盘周向开有一圈内凹的环形卡槽；所述卡爪为两只，两只卡爪通过对接转轴安装到卡爪固定座上，呈交叉布置状态，卡爪前端的卡钩位于环形卡盘外部；所述卡爪固定座通过螺钉安装在环形卡盘上；所述电磁铁安装在环形卡盘内部，其移动轴与柔绳中部相连；所述柔绳两端分别与两只卡爪的尾部连接固定；所述扭簧安装在两只卡爪的后叉之间；电磁铁通过移动轴向后拉动柔绳，两只卡爪的前端相互靠拢，主动对接机器人的卡爪以前叉闭合状态插入到被动对接机器人的环形卡槽内；电磁铁松开柔绳，在扭簧作用下，两只卡爪的前端相互远离，沿环形卡盘纵切方向张开，卡钩钩住环形卡槽的外边，实现两机器人的对接锁紧。2.根据权利要求1所述自重构机器人对接机构，其特征是:所述电磁铁的移动轴通过连接块与柔绳中部相连，所述移动轴端部开有凹槽和通孔，连接块后部插入所述凹槽内，并用螺栓与螺母配合拧紧，实现连接块与电磁铁的连接；所述连接块前端设有柔绳插入槽和挡销，所述柔绳穿过插入槽，两端分别固定在卡爪尾部的柔绳固定孔内。3.根据权利要求1所述自重构机器人对接机构，其特征是:所述卡爪前端的卡钩朝向外侧，卡爪的后部穿过卡爪固定座的方形孔；所述对接转轴穿过卡爪固定座和两只卡爪上的通孔，通过挡圈卡住对接转轴端部，将卡爪固定到卡爪固定座上。
【专利摘要】本发明涉及一种自重构机器人对接机构，其包括有环形卡盘、电磁铁、柔绳、扭簧、卡爪、卡爪固定座等，所述环形卡盘周向设有环形卡槽；所述两只卡爪通过对接转轴安装到卡爪固定座上；所述卡爪固定座通过螺钉安装在环形卡盘上；所述电磁铁安装在环形卡盘内部，其移动轴与柔绳中部相连；所述柔绳两端分别与两只卡爪的尾部连接固定；所述扭簧安装在两只卡爪的后叉之间；电磁铁通过移动轴向后拉动柔绳，主动对接机器人的卡爪以前叉闭合状态插入到被动对接机器人的环形卡槽内；电磁铁松开柔绳，在扭簧作用下，两只卡爪沿环形卡盘纵切方向张开，卡钩钩住环形卡槽的外边，实现两机器人的对接锁紧。本发明对接效率高，重构形状多，对接过程占用空间小。
【IPC分类】B25J17/00
【公开号】CN105014684
【申请号】CN201510393023
【发明人】钟鸣, 姚玉峰
【申请人】哈尔滨工业大学（威海）
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月7日