專(zhuān)利名稱(chēng)：自重構(gòu)機(jī)器人的卡緊軸機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域的機(jī)器人的部件機(jī)構(gòu)，特別是一種自重構(gòu) 機(jī)器人的卡緊軸機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
自重構(gòu)機(jī)器人由許多相似的基本模塊組成，通過(guò)模塊間的連接、分離可動(dòng)態(tài) 地快速變形為不同的機(jī)器人構(gòu)型，以適應(yīng)不同環(huán)境及工作任務(wù)的需要。其中自重 構(gòu)機(jī)器人各模塊間快速、可靠的連接、分離結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。國(guó)內(nèi)外針對(duì)各 自設(shè)計(jì)的自重構(gòu)機(jī)器人，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的連接、分離結(jié)構(gòu)，具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，但 當(dāng)部分模塊出現(xiàn)故障時(shí)，其連接、分離結(jié)構(gòu)就很難能正常工作，影響了模塊及機(jī) 器人的工作性能，且其不具有通用性。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，Murata等人在《Artificial Intelligent in Engineering》(《工程中的人工智能》)，2001年第15期，P383-387，撰文"Conc印t of self-reconfigurable modular robotic system"("自重構(gòu)模塊機(jī)器人的概 念")，該文介紹了每個(gè)模塊接口安裝有永磁鐵、彈簧、形狀記憶合金線(xiàn)圈、傳感 器、驅(qū)動(dòng)器等，兩模塊靠四對(duì)永磁鐵吸附，吸附時(shí)，磁鐵的吸力大于彈簧的恢復(fù) 力，兩模塊連接；當(dāng)兩模塊要脫離時(shí)，給形狀記憶合金(SMA)線(xiàn)圈加熱，SMA 產(chǎn)生變形，此時(shí)，SMA的變形力和彈簧的彈力大于磁鐵的吸力，兩模塊脫離。由 于該接口磁鐵磁力較難測(cè)定，且連接不穩(wěn)定，模塊受重力作用有可能脫落或偏離 原來(lái)位置而影響模塊間的對(duì)接，該種接口只適合較輕模塊間的對(duì)接，不具有通用 性，特別是當(dāng)模塊出現(xiàn)故障時(shí)，機(jī)器人很難能正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種自重構(gòu)機(jī)器人的卡緊軸機(jī)構(gòu)， 使其能完成一般較大、較重模塊間的快速連接、分離動(dòng)作，特別是當(dāng)模塊出現(xiàn)故 障時(shí)，其仍能正常工 ，不影響自重構(gòu)機(jī)器人的工作性能，從而解決背景技術(shù)中存在的問(wèn)題。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括雙梯形軸、空心軸、活動(dòng) 滾珠、氣缸、滑塊、絲桿、電機(jī)和殼體，其中空心軸上端四周設(shè)有三個(gè)通孔， 活動(dòng)滾珠位于空心軸的通孔中，空心軸與滑塊固定連接，雙梯形軸與氣缸用螺紋 相連接并共同沿著空心軸內(nèi)壁上下滑動(dòng)，滑塊套在絲桿上，絲桿與電機(jī)的輸出軸 固定連接，電機(jī)固定設(shè)置于殼體。
所述的通孔均勻設(shè)置于空心軸的上端四周；所述的活動(dòng)滾珠的外徑大于空心 軸的通孔直徑；空心軸的壁厚大于活動(dòng)滾珠的半徑。
所述的雙梯形軸包括軸口部分、軸頸部分和軸體，其中軸口部分位于雙梯 形軸的一端，軸頸部分的兩端分別與軸口部分和軸體相連接，其中軸口部分的直 徑大于軸頸部分的直徑。
自重構(gòu)機(jī)器人由許多相似的基本模塊組成，而各模塊上具有卡緊軸和對(duì)接 孔，依靠各模塊上的卡緊軸和對(duì)接孔的連接、分離可動(dòng)態(tài)地快速變形為不同的機(jī) 器人構(gòu)型。
本發(fā)明工作時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)滑塊上下移動(dòng)，從而使滑塊帶動(dòng)雙 梯形軸和空心軸同時(shí)上下移動(dòng)，整個(gè)卡緊軸機(jī)構(gòu)卡緊到位，氣缸工作，雙梯形軸 向上移動(dòng)使得活動(dòng)滾珠被擠出；氣缸回程時(shí)，雙梯形軸向下移動(dòng)使得活動(dòng)滾珠被 松開(kāi)，電機(jī)反向工作使得滑塊和卡緊單元后退，此整個(gè)卡緊軸機(jī)構(gòu)與連接模塊的 對(duì)接孔分離，實(shí)現(xiàn)相鄰模塊之間的連接和分離。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在分析自重構(gòu)機(jī)器人各相鄰模塊快速連接、分離任 務(wù)的特點(diǎn)后，設(shè)計(jì)了一種能可靠連接、便于完成有故障模塊時(shí)相鄰兩模塊快速分 離、連接的卡緊軸機(jī)構(gòu)。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明雙梯形軸示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)
4范圍不限于下述的實(shí)施例。
如圖l所示，本實(shí)施例包括雙梯形軸l、活動(dòng)滾珠2、空心軸3、氣缸4、 滑塊5、絲桿6、電機(jī)7和殼體8，其中空心軸3上端四周均勻開(kāi)有三個(gè)通孔， 活動(dòng)滾珠2放在通孔中，活動(dòng)滾珠的外徑大于空心軸的通孔直徑，空心軸的壁厚 大于活動(dòng)滾珠的半徑，空心軸3與滑塊5連接，雙梯形軸1與氣缸4用螺紋連接， 并一起沿著空心軸3內(nèi)壁上下滑動(dòng)，氣缸4與卡緊單元中的雙梯形軸1連接，為 便于緊固連接，雙梯形軸上梯形尺寸大于下梯形尺寸，滑塊5與卡緊單元中的空 心軸3固結(jié)，滑塊5套在絲桿6上，絲桿6與電機(jī)7軸固聯(lián)，電機(jī)7固定在外殼 8上。
如圖2所示，所述的雙梯形軸1包括軸口部分9、軸頸部分10和軸體11， 其中軸口部分9位于雙梯形軸1的一端，軸頸部分10的兩端分別與軸口部分 9和軸體11相連接，其中軸口部分9的直徑大于軸頸部分10的直徑。
當(dāng)電機(jī)7正向工作時(shí)，滑塊5前進(jìn)，卡緊單元前進(jìn)，到位，氣缸4工作，雙 梯形軸1前進(jìn)，卡緊單元中的活動(dòng)滾珠2被雙梯形軸擠出，此本實(shí)施例卡緊軸機(jī) 構(gòu)卡緊連接模塊的對(duì)接孔中；
當(dāng)氣缸4回程時(shí)，雙梯形軸l后退，卡緊單元中的活動(dòng)滾珠2被松開(kāi)，此本 實(shí)施例卡緊軸機(jī)構(gòu)與相鄰模塊的對(duì)接孔松開(kāi)，電機(jī)7反向工作，滑塊5后退，卡 緊單元后退，此本實(shí)施例卡緊軸機(jī)構(gòu)與連接模塊的對(duì)接孔分離。
權(quán)利要求
1、一種自重構(gòu)機(jī)器人的卡緊軸機(jī)構(gòu)，其特征在于，雙梯形軸、空心軸、活動(dòng)滾珠、氣缸、滑塊、絲桿、電機(jī)和殼體，其中空心軸上端四周設(shè)有三個(gè)通孔，活動(dòng)滾珠位于空心軸的通孔中，空心軸與滑塊固定連接，雙梯形軸與氣缸用螺紋相連接并共同沿著空心軸內(nèi)壁上下滑動(dòng)，滑塊套在絲桿上，絲桿與電機(jī)的輸出軸固定連接，電機(jī)固定設(shè)置于殼體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自重構(gòu)機(jī)器人的卡緊軸機(jī)構(gòu)，其特征是，所述的 通孔均勻設(shè)置于空心軸的上端四周。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自重構(gòu)機(jī)器人的卡緊軸機(jī)構(gòu)，其特征是，所述的 活動(dòng)滾珠的外徑大于空心軸的通孔直徑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自重構(gòu)機(jī)器人的卡緊軸機(jī)構(gòu)，其特征是，所述的空心軸的壁厚大于活動(dòng)滾珠的半徑。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自重構(gòu)機(jī)器人的卡緊軸機(jī)構(gòu)，其特征是，所述的雙梯形軸包括軸口部分、軸頸部分和軸體，其中軸口部分位于雙梯形軸的一端， 軸頸部分的兩端分別與軸口部分和軸體相連接，其中軸口部分的直徑大于軸頸部 分的直徑。
全文摘要
一種機(jī)械電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域的自重構(gòu)機(jī)器人的卡緊軸機(jī)構(gòu)，包括雙梯形軸、空心軸、活動(dòng)滾珠、氣缸、滑塊、絲桿、電機(jī)和殼體，其中空心軸上端四周設(shè)有三個(gè)通孔，活動(dòng)滾珠位于空心軸的通孔中，空心軸與滑塊固定連接，雙梯形軸與氣缸相連接并沿著空心軸內(nèi)壁滑動(dòng)，氣缸與雙梯形軸相連接，滑塊套在絲桿上，絲桿與電機(jī)的輸出軸固定連接，電機(jī)固定設(shè)置于殼體。本發(fā)明是在分析當(dāng)自重構(gòu)機(jī)器人的基本模塊較大、較重并出現(xiàn)故障時(shí)，相鄰模塊仍能快速、可靠完成對(duì)接、分離任務(wù)的特點(diǎn)后，設(shè)計(jì)的一種本實(shí)施例卡緊軸機(jī)構(gòu)，適用于自重構(gòu)機(jī)器人的自變形、自修復(fù)任務(wù)。
文檔編號(hào)B25J17/00GK101564843SQ20091005246
公開(kāi)日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日
發(fā)明者鑫 張, 朱躍梁, 費(fèi)燕瓊 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)