一种磁力球铰关节以及基于磁力球铰关节的可重构机器人制造技术

本申请提供一种磁力球铰关节以及基于磁力球铰关节的可重构机器人。基于磁力球铰关节的可重构机器人包括平台组件、底座组件、至少一个滑块组件和至少一个球杆组件。至少一个球杆组件中的每个球杆组件包括连接杆和分别连接在连接杆的两端的球形部。至少一个滑块组件设置在底座组件上。平台组件和滑块组件均分别设置有至少一个凹形座。球杆组件一端的球形部可拆卸地连接至平台组件的至少一个凹形座中，另一端的球形部可拆卸地连接至滑块组件的至少一个凹形座中。球形部分别与设置在平台组件或滑块组件中的凹形座通过磁力连接形成磁力球铰关节。本申请的磁力球铰关节以及可重构机器人便于组装/拆卸、可重构性强且成本低。

A kind of magnetic spherical joint and reconfigurable robot based on magnetic spherical joint

【技术实现步骤摘要】
一种磁力球铰关节以及基于磁力球铰关节的可重构机器人
本申请涉及机器人领域，特别是涉及一种磁力球铰关节以及基于磁力球铰关节的可重构机器人。
技术介绍
从机构构型的角度，机器人可分为串联机器人和并联机器人。机器人已被广泛地应用于各种领域，例如工业生产线、机床、运动模拟器以及精密定位平台等。然而，一方面，高精度及高承载力的虎克铰和球铰等运动副均需要特殊定制，极大地增加了制造机器人的成本，并且难以基于现有的机构构型理论设计及构造新的机器人；另一方面，机器人的组装过程复杂，易造成装配误差，导致机器人的运动精度降低。
技术实现思路
基于此，本申请提供一种磁力球铰关节以及基于磁力球铰关节的可重构机器人，其便于组装/拆卸、可重构性强且成本低。本申请提供一种基于磁力球铰关节的可重构机器人，包括平台组件、底座组件、至少一个滑块组件和至少一个球杆组件；至少一个球杆组件中的每个球杆组件包括连接杆和分别连接在连接杆的两端的球形部；至少一个滑块组件设置在＝底座组件上；平台组件和滑块组件均分别设置有至少一个凹形座；球杆组件一端的球形部可拆卸地连接至平台组件的至少一个凹形座中，另一端的球形部可拆卸地连接至滑块组件的至少一个凹形座中；球形部分别与设置在所述平台组件或所述滑块组件中的所述凹形座通过磁力连接形成磁力球铰关节。在其中一个实施例中，凹形座与球形部形成点接触、线接触或者面接触。在其中一个实施例中，所述凹形座具有凹形球面，所述球形部通过磁力作用与所述凹形球面形成所述面接触。在其中一个实施例中，所述凹形座具有一个或多个凹孔，所述球形部与所述一个或多个凹孔形成所述线接触。在其中一个实施例中，所述凹形座具有一个或多个凸点，所述球形部通过磁力作用与所述一个或多个凸点形成所述点接触。在其中一个实施例中，球形部的至少一部分容纳于凹形座中。在其中一个实施例中，凹形座和所述球形部具有能够产生相互吸引的磁力的材料。在其中一个实施例中，底座组件包括上底座、下底座和平行设置的多个支杆；多个支杆中每一支杆的两端分别连接上底座和下底座；滑块组件设置在上底座上，并且滑块组件能够沿与支杆的中心轴线平行的方向移动。本申请还提供一种磁力球铰关节，包括凹形座和适于容纳于凹形座的球形部；球形部和凹形座通过磁力连接形成磁力球铰关节。在其中一个实施例中，凹形座与球形部形成点接触、线接触或者面接触。本申请的磁力球铰关节以及基于磁力球铰关节的可重构机器人通过磁力连接实现具有相对转动的磁力球铰关节，利用磁力球铰关节及其他组件可以快速地、简便地、且高精度地构造不同构型的机器人，降低了机器人的制造成本，因此本申请的基于磁力球铰关节的可重构机器人便于组装/拆卸、可重构性强且成本低。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为根据本申请一实施例的磁力球铰关节的结构示意图；图2为根据本申请一实施例的球杆组件的结构示意图；图3为根据本申请一实施例的平台组件的结构示意图；图4为根据本申请一实施例的底座组件的结构示意图。图5为根据本申请一实施例的滑块的结构示意图；图6为根据本申请另一实施例的滑块的结构示意图；图7为根据本申请一实施例的可重构机器人的结构示意图；图8为根据本申请再一实施例的可重构机器人的结构示意图；图9为根据本申请又一实施例的可重构机器人的结构示意图。具体实施方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。本专利技术的说明书和权利要求书中提及的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。这些术语可以用来将一个特征/要素与另一特征/要素区分开来。因此，本文描述的第一特征/要素可以称为第一特征/要素，类似地，本文讨论的第二特征/要素可以称为第二特征/要素，而不脱离本专利技术的范围。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或部件的过程、方法、设备或系统没有限定于已列出的步骤或部件，而是可选地还包括没有列出的步骤或部件。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本专利技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置展示该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。图1为根据本申请一实施例的磁力球铰关节的结构示意图。本申请提供一种磁力球铰关节1，该磁力球铰关节1包括凹形座11和适于容纳于凹形座11的球形部12。球形部12和凹形座11通过磁力连接形成磁力球铰关节1。凹形座11可由具有开口的块状构件形成。例如，凹形座由中间具有凹形开口的圆柱构件形成。球形部12可以是球形或半球形的构件。需要说明的是，球形部12的形状并不仅限于此，球形部12仅需要使其与凹形座11接触的接触面呈球面/弧面形状即可。在一实施例中，可利用压铸、或注塑成型等方式形成凹形座11。由于球形部和凹形座通过磁力作用相互吸引而连接，因此球形部能够快速地、简便地组装至凹形座中或者从凹形座中拆除。因此，可基于磁力球铰关节快速且简便地构造各种构型的机器人，并且基于磁力球铰关节构造的机器人可以快速地进行拆卸并组装成其他不同构型的机器人，提高了机器人的可重构性，降低了机器人的设计及构造成本。在一实施例中，凹形座11与球形部12形成点接触、线接触或者面接触。即凹形座11与球形部12接触的表面可以形成多种结构。在一实施例中，凹形座11具有凹形球面，球形部12通过磁力作用与凹形球面形成面接触。其中，凹形球面可以形成为与球形部的形状匹配的球面，以使二者能够有更大的接触面积，提高二者相对转动的可靠性和承载力。在一实施例中，凹形座11具有一个或多个凹孔。例如，凹孔可以是开设在凹形座11的凹形球面上的凹槽。球形部12通过磁力作用与一个或多个凹孔形成线接触。在一实施例中，凹形座11具有一个或多个凸点。例如凸点可以从凹形座11的凹形球面上凸起。球形部12通过磁力作用与一个或多个凸点形成点接触。需要说明的是，凹形座11与球形部12接触的表面的形状和结构并不限于此，可以根据需要形成其他不同的形状和结构。由于凹形座与球形部的接触形式具有点接触、线接触或面接触等多种形式，因此由凹形座和球形部形成的磁力球铰关节具有更广泛的适用性，能够适本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于磁力球铰关节的可重构机器人，其特征在于，包括平台组件、底座组件、至少一个滑块组件和至少一个球杆组件；所述至少一个球杆组件中的每个球杆组件包括连接杆和分别连接在所述连接杆的两端的球形部；所述至少一个滑块组件设置在所述底座组件上；所述平台组件和所述滑块组件均分别设置有至少一个凹形座；所述球杆组件一端的所述球形部可拆卸地连接至所述平台组件的所述至少一个凹形座中，另一端的所述球形部可拆卸地连接至所述滑块组件的所述至少一个凹形座中；所述球形部分别与设置在所述平台组件或所述滑块组件中的所述凹形座通过磁力连接形成磁力球铰关节。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于磁力球铰关节的可重构机器人，其特征在于，包括平台组件、底座组件、至少一个滑块组件和至少一个球杆组件；所述至少一个球杆组件中的每个球杆组件包括连接杆和分别连接在所述连接杆的两端的球形部；所述至少一个滑块组件设置在所述底座组件上；所述平台组件和所述滑块组件均分别设置有至少一个凹形座；所述球杆组件一端的所述球形部可拆卸地连接至所述平台组件的所述至少一个凹形座中，另一端的所述球形部可拆卸地连接至所述滑块组件的所述至少一个凹形座中；所述球形部分别与设置在所述平台组件或所述滑块组件中的所述凹形座通过磁力连接形成磁力球铰关节。


2.根据权利要求1所述的基于磁力球铰关节的可重构机器人，其特征在于，所述凹形座与所述球形部形成点接触、线接触或者面接触。


3.根据权利要求2所述的基于磁力球铰关节的可重构机器人，其特征在于，所述凹形座具有凹形球面，所述球形部通过磁力作用与所述凹形球面形成所述面接触。


4.根据权利要求2所述的基于磁力球铰关节的可重构机器人，其特征在于，所述凹形座具有一个或多个凹孔，所述球形部与所述一个或多个凹孔形成所述线接触。

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【专利技术属性】
技术研发人员：任洪亮，肖霄，
申请(专利权)人：新加坡国立大学，苏州工业园区新国大研究院，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG