一种基于协作机器人的同构式快换接口制造技术

本发明专利技术公开了一种用于协作机器人的同构式快换接口，属于机器人技术领域。本发明专利技术的用于协作机器人的同构式快换接口包括接口主体以及封合端，封合端与接口主体相匹配形成一中空的圆柱结构，接口主体的轴心位置处固设有插座，插座上周向设置有一对插头以及一对插芯，插头与插芯交错设置，相邻的插头与插芯之间的圆心角为90度，封合端上开设有供插头与插芯穿过的过孔，封合端上还周向设置有一对锁合柱以及一对锁合通孔，一对锁合柱与一对锁合通孔交错设置，且相邻的所述锁合柱与所述锁合通孔之间圆心角为90度，接口主体与封合端之间、对应于锁合通孔位置处设置有锁合机构。本发明专利技术的用于协作机器人的同构式快换接口具有结构简单、对接方便的有益效果。

An Isomorphic Fast Switching Interface Based on Collaborative Robot

【技术实现步骤摘要】
一种基于协作机器人的同构式快换接口
本专利技术属于机器人
，尤其是涉及一种用于协作机器人的同构式快换接口。
技术介绍
机器人技术的发展使得机器人的能力不断提高，机器人应用的领域和范围正在不断扩展，人们希望机器人能完成更加复杂的任务。通过重新编程，机器人可以很容易地完成许多不同的任务，然而一台机器人能完成任务的范围却受其自身的机械结构限制。如喷漆或焊接作业，一般采用垂直关节结构的机械手；而对于高精度的桌面精密装配作业，则采用水平SCARA结构的机械手。所以针对于不断变化的作业环境，机器人的最适结构也不断随之变化，如果对于每种情况都使用不同运动学和动力学特性的机器人来完成作业任务，这就会大大增加运行的成本，耗资巨大，甚至于不可行。例如，空间站上许多工作需要机器人来完成，由于重量的限制，不可能将所有机器人都发射到空间站中，因此，就需要一种能根据任务要求而改变自身构型的机器人来完成不可预知的作业任务。可重构机器人的研究正是此类应用背景下开始的。可重构机器人是一种能根据任务需要，重新组合构型的机器人，它是在模块化机器人的研究基础上发展起来的，可以利用一些不同尺寸和性能的可互换的连杆和关节模块，象搭积木似的组合成特定构型的机器人，这种组合并不是简单的机械重构，还包括控制系统(子硬件、控制算法、软件等)的重构，因此模块关节本身就是一种集通讯、控制、驱动、传动一体化的单元，利用可重构的模块环单元，可以根据具体任务重新组合装配成具有不同结构和运动特性的机器人，通过改变其控制及运动策略，更好的适应环境，从而提高整个机器人系统的运动能力和使用效率。可重构机器人在航空领域应用广泛，为满足空间站等大型空间维护平台的长期稳定运行，空间大型机械臂的在轨寿命一般在10年以上，而且机械臂造价以及发射费用及其昂贵，为保证机械臂的长期稳定运行，还需要考虑关节失效的情况下，通过宇航员的出舱活动进行关节更换，这就需要将空间机械臂关节设计为可实现在轨更换的结构。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种用于协作机器人的同构式快换接口，其接口轻便、对接方便。本专利技术解决上述技术问题所采用的解决方案是：提供一种用于协作机器人的同构式快换接口，包括接口主体以及固设于所述接口主体上的封合端，所述封合端与所述接口主体相匹配形成一中空的圆柱结构，所述接口主体的轴心位置处固设有插座，所述插座上、周向设置有一对插头以及一对插芯，所述插头与所述插芯交错设置，且相邻的所述插头与所述插芯之间的圆心角为90度，所述封合端上开设有供所述插头与所述插芯穿过的过孔，所述封合端上还周向设置有一对锁合柱以及一对锁合通孔，一对锁合柱与一对锁合通孔交错设置，且相邻的所述锁合柱与所述锁合通孔之间圆心角为90度，所述接口主体与所述封合端之间、对应于所述锁合通孔位置处设置有锁合机构，对接时，将两个所述用于协作机器人的同构式快换接口的其中一个旋转90度，使两者的所述插头、插芯相互匹配，且所述锁合柱插入所述锁合通孔内，并通过所述锁合机构将所述锁合柱锁紧。作为上述技术方案的进一步改进，所述锁合机构包括对应于其中一个所述锁合口设置的第一锁合档杆、第一张紧绳、第一记忆合金以及对应于其中另一个所述锁合口设置的第二锁合档杆、第二张紧绳、第二记忆合金，所述第一锁合档杆一端转动设置于所述封合端上，另一端与所述第一张紧绳以及所述第一记忆合金固定连接，所述第一张紧绳向远离于对应的所述锁合口方向设置，所述第一记忆合金向对应的所述锁合口方向设置，所述第二锁合档杆一端转动设置于所述封合端上，所述第二锁合档杆另一端固定连接有所述第二张紧绳以及所述第二记忆合金，所述第二张紧绳向远离于与之对应的所述锁合口方向设置，所述第二记忆合金向与之对应的所述锁合口方向设置，所述第一张紧绳与所述第二记忆合金通过第一弹簧弹性连接，所述第一记忆合金与所述第二张紧绳通过第二弹簧弹性连接。作为上述技术方案的进一步改进，所述锁合柱上开设锁合槽，以供对应的所述第一锁合档杆或所述第二锁合档杆嵌入。作为上述技术方案的进一步改进，所述锁合槽与对应的所述第一锁合档杆或所述第二锁合档杆上设置有相互匹配的斜面。作为上述技术方案的进一步改进，所述锁合机构还包括与所述第一张紧绳匹配的第一导向滚轮、与所述第一记忆合金匹配的第二导向滚轮、与所述第二张紧绳匹配的第三导向滚轮、与所述第二记忆合金匹配的第四导向滚轮。作为上述技术方案的进一步改进，述第一记忆合金与所述第一弹簧连接一端还固设有第一张紧螺钉，所述第一记忆合金与所述第一弹簧均卷绕于所述第一张紧螺钉上，所述第二记忆合金与所述第二弹簧相连接一端还固设有第二张紧螺钉，所述第二记忆合金与所述第二弹簧均卷绕于所述第二张紧螺钉上，通过拧动所述第一张紧螺钉可将所述第一记忆合金以及所述第一弹簧拉紧或放松，通过拧动所述第二张紧螺钉可将所述第二记忆合金以及所述第二弹簧拉紧或放松。作为上述技术方案的进一步改进，所述接口主体轴线位置处还固设有滑动槽道，所述滑动槽道中空设置，所述滑动槽道内固设有一对磁性相反的电磁铁，且所述插座滑动设置于所述滑动槽到内，其中一个所述电磁铁固设于所述接口主体上，其中另一个所述电磁铁与所述插座抵持，将两个所述电磁铁通电时，与所述插座抵持的所述电磁铁受到磁场作用带动所述插座向远离于所述接口主体方向移动。作为上述技术方案的进一步改进，所述滑动槽道内还滑动设置有推动圈，所述推动圈与所述插座抵持，且一对所述电磁铁嵌设与所述推动圈内，所述推动圈上设置有与远离于所述接口主体的所述电磁铁抵持的抵持壁，一对所述电磁铁通电后，远离于所述接口主体的所述电磁铁通过所述抵持壁推动所述推动圈滑动，进而带动所述插座滑动。作为上述技术方案的进一步改进，所述推动圈上还缠绕有恢复弹簧。作为上述技术方案的进一步改进，所述封合端上周向设置有一对对接槽、一对对接块，所述对接槽与所述对接块沿所述封合端周向交错设置，相邻的所述对接槽与所述对接块之间的圆心角为90度。本专利技术的有益效果是：本专利技术的用于协作机器人的同构式快换接口包括接口主体以及固设于所述接口主体上的封合端，所述封合端与所述接口主体相匹配形成一中空的圆柱结构，所述接口主体的轴心位置处固设有插座，所述插座上、周向设置有一对插头以及一对插芯，所述插头与所述插芯交错设置，且相邻的所述插头与所述插芯之间的圆心角为90度，所述封合端上开设有供所述插头与所述插芯穿过的过孔，所述封合端上还周向设置有一对锁合柱以及一对锁合通孔，一对锁合柱与一对锁合通孔交错设置，且相邻的所述锁合柱与所述锁合通孔之间圆心角为90度，所述接口主体与所述封合端之间、对应于所述锁合通孔位置处设置有锁合机构，对接时，将两个所述用于协作机器人的同构式快换接口的其中一个旋转90度，使两者的所述插头、插芯相互匹配，且所述锁合柱插入所述锁合通孔内，并通过所述锁合机构将所述锁合柱锁紧。本专利技术的用于协作机器人的同构式快换接口采用圆心对称式的设计结构，结构更加简单、对接方便。附图说明图1是本专利技术的用于协作机器人的同构式快换接口结构示意图；图2是本专利技术的用于协作机器人的同构式快换接口的内部结构示意图；图3是本专利技术的锁紧机构的结构示意图；图4是本专利技术的剖面结构示意图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于协作机器人的同构式快换接口，其特征在于：包括接口主体以及固设于所述接口主体上的封合端，所述封合端与所述接口主体相匹配形成一中空的圆柱结构，所述接口主体的轴心位置处固设有插座，所述插座上、周向设置有一对插头以及一对插芯，所述插头与所述插芯交错设置，且相邻的所述插头与所述插芯之间的圆心角为90度，所述封合端上开设有供所述插头与所述插芯穿过的过孔，所述封合端上还周向设置有一对锁合柱以及一对锁合通孔，一对锁合柱与一对锁合通孔交错设置，且相邻的所述锁合柱与所述锁合通孔之间圆心角为90度，所述接口主体与所述封合端之间、对应于所述锁合通孔位置处设置有锁合机构，对接时，将两个所述用于协作机器人的同构式快换接口的其中一个旋转90度，使两者的所述插头、插芯相互匹配，且所述锁合柱插入所述锁合通孔内，并通过所述锁合机构将所述锁合柱锁紧。

【技术特征摘要】
1.一种用于协作机器人的同构式快换接口，其特征在于：包括接口主体以及固设于所述接口主体上的封合端，所述封合端与所述接口主体相匹配形成一中空的圆柱结构，所述接口主体的轴心位置处固设有插座，所述插座上、周向设置有一对插头以及一对插芯，所述插头与所述插芯交错设置，且相邻的所述插头与所述插芯之间的圆心角为90度，所述封合端上开设有供所述插头与所述插芯穿过的过孔，所述封合端上还周向设置有一对锁合柱以及一对锁合通孔，一对锁合柱与一对锁合通孔交错设置，且相邻的所述锁合柱与所述锁合通孔之间圆心角为90度，所述接口主体与所述封合端之间、对应于所述锁合通孔位置处设置有锁合机构，对接时，将两个所述用于协作机器人的同构式快换接口的其中一个旋转90度，使两者的所述插头、插芯相互匹配，且所述锁合柱插入所述锁合通孔内，并通过所述锁合机构将所述锁合柱锁紧。2.根据权利要求1所述的用于协作机器人的同构式快换接口，其特征在于：所述锁合机构包括对应于其中一个锁合口设置的第一锁合档杆、第一张紧绳、第一记忆合金以及对应于其中另一个所述锁合口设置的第二锁合档杆、第二张紧绳、第二记忆合金，所述第一锁合档杆一端转动设置于所述封合端上，另一端与所述第一张紧绳以及所述第一记忆合金固定连接，所述第一张紧绳向远离于对应的所述锁合口方向设置，所述第一记忆合金向对应的所述锁合口方向设置，所述第二锁合档杆一端转动设置于所述封合端上，所述第二锁合档杆另一端固定连接有所述第二张紧绳以及所述第二记忆合金，所述第二张紧绳向远离于与之对应的所述锁合口方向设置，所述第二记忆合金向与之对应的所述锁合口方向设置，所述第一张紧绳与所述第二记忆合金通过第一弹簧弹性连接，所述第一记忆合金与所述第二张紧绳通过第二弹簧弹性连接。3.根据权利要求2所述的用于协作机器人的同构式快换接口，其特征在于：所述锁合柱上开设锁合槽，以供对应的所述第一锁合档杆或所述第二锁合档杆嵌入。4.根据权利要求3所述的用于协作机器人的同构式快换接口，其特征在于：所述锁合槽与对应的所述第一锁合档杆或所述第二锁合档杆上设置有相互匹...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文福，张恒，汪欣，韩亮，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44