r>[0046]在兩個細胞機器人單體4間的對接，通過兩個細胞機器人單體4上的任意機械連接裝置402間的對接實現(xiàn)，令兩個細胞機器人單體4上的機械連接裝置402分別為機械連接裝置A與機械連接裝置B，且使對接定位面402g相對。則在進行對接時，向機械連接裝置A與機械連接裝置B施加反向的壓力，使機械連接裝置A與機械連接裝置B的對接定位面402g相互靠近，使旋轉(zhuǎn)連接裝A中的兩個卡榫402h分別穿過旋轉(zhuǎn)連接B中內(nèi)殼402c對接端外緣402η上的兩個缺口 402ο ;同時，機械連接裝置B中的兩個卡榫402h也分別穿過機械連接裝置A中內(nèi)殼402c對接端外緣402η上的兩個缺口 402ο。上述過程中，機械連接裝置402Α與機械連接裝置B中對接臺座402d的對接平面貼合，且通過兩側(cè)的壓力作用，使彈簧402e壓縮。進一步向機械連接裝置A與機械連接裝置B施壓，至機械連接裝置A中的兩個卡榫402h外表面與機械連接裝置B中外殼402a的對接定位面402g配合相貼，以及機械連接裝置B中的兩個卡榫h外表面與機械連接裝置A中外殼402a的對接定位面402g配合相貝占。上述過程中，機械連接裝置A與機械連接裝置B中的三個彈性連接器402f連接端穿入三個導通孔402q，端面剛好與對接平面齊平，且位于中部的彈性連接器402f端面貼合。隨后，轉(zhuǎn)動機械連接裝置A與機械連接裝置B，使機械連接裝置A中卡榫402h的榫頭402i的配合面沿旋轉(zhuǎn)裝置B中內(nèi)殼402c的外緣402η周向轉(zhuǎn)動同時旋轉(zhuǎn)裝置B中卡榫402h的榫頭402?的配合面沿旋轉(zhuǎn)裝置A中內(nèi)殼402c的外緣402η周向轉(zhuǎn)動；此過程中，機械連接裝置A與機械連接裝置B間始終受到彈簧402e回彈力作用，具有反向運動趨勢，直至機械連接裝置A中的兩個卡榫402h分別旋轉(zhuǎn)至機械連接裝置B中的兩個定位凹進402p位置時，停止對機械連接裝置A與機械連接裝置B施加壓力，通過機械連接裝置A與機械連接裝置B中的彈簧402e回彈力，使機械連接裝置A中的兩個卡榫402h進入機械連接裝置B中的兩個定位凹進402p內(nèi)；同時，機械連接裝置B中的兩個卡榫402h進入機械連接裝置402A中的兩個定位凹進402p內(nèi)，實現(xiàn)機械連接裝置A與機械連接裝置B間的周向定位，如圖9所示，進而實現(xiàn)兩個細胞機器人單體4間的對接。且此時，機械連接裝置A與機械連接裝置B中的三個彈性連接器402f連接端端面對應(yīng)貼合，實現(xiàn)兩個細胞機器人單體4間的電氣連接。
[0047]上述結(jié)構(gòu)細胞機器人單體4在兩兩進行連接時，具有兩種連接方式:令細胞機器人單體4的旋轉(zhuǎn)自由度的軸線為基準軸線；則兩種連接方式為:
[0048]如圖10所示，連接方式一:在連接完畢后，兩個細胞機器人單體4的基準軸線相互平行，兩個細胞機器人單體4的旋轉(zhuǎn)自由度軸線在空間是相互平行的。此時，兩個細胞機器人單體4間形成了一個具有兩余度的單自由度機械臂。同樣，當三個細胞機器人單體4相連時基準軸線相互平行，就形成了一個具有三余度的單自由度機械臂。以此類推，當N個細胞機器人單體4相連時基準軸相互平行，就形成了一個具有N余度的單自由度機械臂。且若其中一個
[0049]如圖11所示，連接方式二:在連接完畢后，兩個細胞機器人單體4的基準軸線相交。此時，兩個單細胞機器人單體4間形成了一個具有兩自由度的單余度機械臂。同樣，當三個細胞機器人單體4相連時基準軸線相交，就形成了一個具有三自由度的單余度機械臂；以此類推，當N個細胞機器人單體4相連時基準軸相交，就形成了一個具有N自由度的單余度機械臂。
[0050]由此，機械臂采用以上兩種連接方式進行組合，就可以形成多自由度、多余度的不同形態(tài)的機械臂。且采用這種多余度、多自由度的構(gòu)成的機械臂，當其中一個或幾個細胞機器人單體4發(fā)生故障而喪失功能的情況下，可以進行機械臂余度和自由度降級，利用剩余的功能健康的細胞機器人單體4組合構(gòu)成余度數(shù)和自由度數(shù)比原機械臂少的而功能健全的新機械臂，而將故障的細胞機器人單體4視作一個連接剛體。
[0051]上述結(jié)構(gòu)機械臂中位于始端的細胞機器人單體4安裝在機械臂底座I上，機械臂底座I用來支撐機械臂主體2與末端執(zhí)行機構(gòu)3 ;且保證細胞機器人單體4始端的細胞機器人的旋轉(zhuǎn)自由度運動不會與在機械臂底座I發(fā)生干涉。本發(fā)明中也可采用4個細胞機器人單體4作為底座，如圖12所示，4個細胞機器人單體4周向均布，將4個細胞機器人單體4中任意一個機械連接裝置402與機械臂中位于始端的細胞機器人單體4中一個半球周向上的四個機械連接裝置402相連。
[0052]所述末端執(zhí)行機構(gòu)3固定安裝于機械臂中末端的細胞機器人單體4上，針對不同工況，不同任務(wù)要求采用不同形式，如:吸盤式、夾爪式、鏡頭等等，以完成不同的作業(yè)要求任務(wù)。本發(fā)明中在末端執(zhí)行機構(gòu)3上安裝有機械連接裝置402，與末端的細胞機器人單體4上的機械連接裝置402配合連接固定。
[0053]下面通過實施例對本發(fā)明基于細胞機器人單體4的多自由度機械臂結(jié)構(gòu)進行說明。
[0054]如圖12所示，其中，底座由四個細胞機器人單體4構(gòu)成，令分別為I?4號細胞機器人單體4，機械臂為由7個細胞機器人單體4構(gòu)成的三余度三自由度的機械臂，令分別為5?11號細胞機器人單體4。I?4號細胞機器人單體4周向均布，旋轉(zhuǎn)軸線垂直于水平面；I?4號細胞機器人單體4上半球中一個機械連接裝置402分別與機械臂始端的5號細胞機器人單體4下半球周向4個機械連接裝置402固連。與5?7號細胞機器人單體4間均采用連接方式一進行連接；7?10號細胞機器人單體4間均采用連接方式二進行連接；10號細胞機器人單體4與11號細胞機器人單體4間采用連接方式一進行連接。11號細胞機器人單體4與末端執(zhí)行機構(gòu)3間通過機械連接裝置402相連。由此，構(gòu)成具有多個自由度與多個余度的機械臂。
【主權(quán)項】
1.一種基于細胞機器人單體的多自由度機械臂，其特征在于:包括機械臂底座、機械臂主體與末端執(zhí)行機構(gòu)；機械臂主體由多個細胞機器人單體結(jié)構(gòu)相互連接構(gòu)成；上述結(jié)構(gòu)機械臂中位于始端的細胞機器人單體安裝在機械臂底座上；末端的細胞機器人單體上安裝末端執(zhí)行機構(gòu)； 所述細胞機器人單體為由左半部外殼與右半部外殼構(gòu)成，左半部外殼與右半部外殼間具有一個旋轉(zhuǎn)自由度。2.如權(quán)利要求1所述一種基于細胞機器人單體的多自由度機械臂，其特征在于:所述左半部外殼與右半部外殼壁面周向均布4個連接位置，兩個細胞機器人單體間在連接位置固連。3.如權(quán)利要求1所述一種基于細胞機器人單體的多自由度機械臂，其特征在于:所述機器人底座采用4個細胞機器人單體；4個細胞機器人單體周向均布，將4個細胞機器人單體中任意一個連接位置與機械臂中位于始端的細胞機器人單體中一個半球周向上的4個連接位置相連。4.如權(quán)利要求1所述一種基于細胞機器人單體的多自由度機械臂，其特征在于:所述細胞機器人單體在兩兩進行連接時，具有兩種連接方式:令細胞機器人單體的旋轉(zhuǎn)自由度的軸線為基準軸線；則兩種連接方式為: 連接方式一:使兩個細胞機器人單體的基準軸線相互平行； 連接方式二:使兩個細胞機器人單體的基準軸線相交。5.如權(quán)利要求3所述一種基于細胞機器人單體的多自由度機械臂，其特征在于:所述連接方式一與連接方式二同時存在于機械臂中。6.如權(quán)利要求1所述一種基于細胞機器人單體的多自由度機械臂，其特征在于:所述細胞機器人單體中各連接位置處、以及底座與末端執(zhí)行機構(gòu)上均安裝機械連接裝置。7.如權(quán)利要求6所述一種基于細胞機器人單體的多自由度機械臂，其特征在于:所述機械連接裝置，其特征在于:包括外殼、內(nèi)殼、可伸縮連接機構(gòu)、彈性連接器、對接臺座與彈簧; 所述內(nèi)殼同軸安裝于外殼一端；外殼外緣周向上設(shè)計有卡榫；內(nèi)殼端部周向上設(shè)計有內(nèi)緣與外緣，且外緣周向相對位置開設(shè)有缺口，用于卡榫通過；上述外緣的內(nèi)側(cè)面還設(shè)計有兩個定位凹進，定位凹進的凹進面與卡榫的榫頭內(nèi)表面匹配； 所述對接臺座設(shè)置在內(nèi)殼內(nèi)部，內(nèi)部中空，一端作為對接平面，開有導通孔；對接臺座另一端作為限位端，端面周向上設(shè)計有凹槽，用來設(shè)置彈簧；限位端外壁周向上設(shè)計有臺肩，與內(nèi)殼端部上的內(nèi)緣配合搭接； 彈性連接器位于對接臺座內(nèi)部，彈性連接器的固定端固定安裝內(nèi)殼上；彈性連接器在對接平面上的投影位于導通孔內(nèi)部； 在兩個機械連接裝置通過兩個機械連接裝置中彈簧的回彈力實現(xiàn)對接；對接完畢后，一個機械連接裝置中卡榫的榫頭分別位于另一機械連接裝置中的內(nèi)殼外緣上的定位凹進內(nèi)；對接臺座的對接平面貼合，且彈性連接器端面貼合。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于細胞機器人單體的多自由度機械臂，包括機械臂底座、機械臂主體與末端執(zhí)行機構(gòu)；機械臂主體由多個細胞機器人單體結(jié)構(gòu)相互連接構(gòu)成，每個細胞機器人單體為由兩半外殼構(gòu)成，兩半外殼間具有一個旋轉(zhuǎn)自由度，且兩半外殼壁面周向均布4個連接位置，兩個細胞機器人單體間在連接位置處固連。上述結(jié)構(gòu)機械臂中位于始端的細胞機器人單體安裝在機械臂底座上；末端的細胞機器人單體上安裝末端執(zhí)行機構(gòu)。本發(fā)明的優(yōu)點在于：每一個細胞機器人單體大小、功能等均相同，便于拆卸、更換、組裝，可以組成多種形態(tài)的機械臂，應(yīng)用到不同的場合。根據(jù)需要對多個細胞機器人單體進行組裝，可形成具有多自由度、多余度的不同形態(tài)的機械臂。
【IPC分類】B25J9/00
【公開號】CN105171720
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】楊健勃
【申請人】北京可以科技有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月12日