一种机器人技术领域的一种用于自重构模块机器人的基于销－轴楔合的对接机构，包括：固定套通讯模块、活动套对接机构以及框架机构，其中：固定套通讯模块置于所述对接机构的端面外圆，活动套对接机构转动嵌套于固定套通讯模块内，框架机构一端设置于固定套底部，另一端与机器人手臂相连。本对接机构结构设计简洁、合理，实现对接过程便捷，运动零部件少，可靠性高，对接精度由机械结构保证，精度高，能很好完成模块之间的对接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种机器人
的装置，具体是一种用于自重构模块机器人的基 于销-轴楔合的对接机构。
技术介绍
为实现空间太阳能电站的维护，提出了一种新型的自重构机器人。每一个模块机器人 搭载了一块太阳能电池板，通过大量拥有相同结构的模块机器人的对接组合，从而得到一 大块的空间太阳能电池板的阵列。其中每一个模块机器人是一个独立的逻辑与运动单元， 能自主的感知并判断自身及环境的工作情况，模块与模块之间能实现互相通信，凭借彼此 的协同工作可以完成模块间的重构、替换，以适应当前工作的要求，其中单个模块机器人 三维结构如图l所示。从图l中可以看到，模块机器人是一个中心对称的结构，由一个正三角形中心框体和 三条机械结构完全相同的机械手臂组成。正三角形中心框体上覆载着太阳能电池板，每一 条机械臂具有三个运动自由度，模块通过三条机械臂实现彼此的连接以及运动，因此位于 机械臂最末端的对接机构就成了整个自重构系统能否有效工作的关键。自重构模块机器人的对接接口，通常分为两种类型机械式接口和电磁式接口。机械 式接口与电磁式接口相比耗能更少，效率更高，可靠性也更好。但也存在机械结构复杂， 机械的加工精度、磨损失效等影响对接效果的问题，所以研制一种结构简单、加工精度要 求不高、运动部件少的机械式接口，是首先需要解决的问题。当前国内外已有的自重构机 器人所采用的机械式接口，较多采用的是钩爪式的结构设计，即是在对接面上设置成对角 线布置的四个滑块夹头，两模块可通过四个滑块夹头相互匹配地钳制在一起完成对接任务当前国内外已有的自重构机器人所采用的机械式接口，较多采用的是钩爪式的结构设 计，此类接口结构设计原理简明，对接实现较便捷直接，但是它的缺点就是对结构的加工 精度要求较高，对接精度不高，运动部件太多，机构长期工作磨损严重影响对接效果。经过对现有技术的检索发现，日本东京技术研究所Satoshi Murata等人设计的M-TRAN 系列自重构机器人模块和美国南加州大学Wei-Min Shen等人设计的Superbot自重构机器人 模块都采用的是这种结构。此接口结构设计原理简明，对接实现较便捷直接，但是它的缺点就是对结构的加工精度要求较高，对接精度不高，运动部件太多，机构长期工作磨损严 重影响对接效果。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于自重构模块机器人的基于销-轴 楔合的对接机构，结构设计简洁、合理，实现对接过程便捷，机械运动零部件少，可靠性 高，对接精度高，能够很好地完成模块之间的对接。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括固定套通讯模块、活动套对接机构 以及框架机构，其中固定套通讯模块置于所述对接机构的端面外圆，活动套对接机构转 动嵌套于固定套通讯模块内，框架机构一端设置于固定套底部，另一端与所自重构模块机 器人相连。所述的固定套通讯模块包括固定套、电气接插组件以及传感器，其中固定套位于 整个对接机构的端部，电气接插组件固定设置于固定套上，传感器固定设置于固定套的端 面四角处。所述的固定套上设有圆形槽，所述电气接插组件固定设置于固定套的圆形槽内。 所述的活动套对接机构包括活动套、活动销轴和传动系统，其中活动套活动设置于固定套内，活动销轴和传动系统分别固定设置于活动套上。所述的活动套端面上设置有环形槽，该环形槽沿圆环方向的截面呈变截面形状，从左至右环形槽的深度是变化的，左深右浅，在沿半径方向的截面也是变截面，宽度左宽右狭所述的活动销轴设置于活动套上设置的销轴圆孔内，该销轴圆孔的位置与变截面环形 槽中心位置位于活动套端面的同一圆环上，且相位差180。。所述的传动系统包括 一对圆柱直齿轮以及驱动电机，其中第一圆柱直齿轮设置在 活动套中心齿轮轴上并与对接驱动电机输出轴上的第二圆柱直齿轮啮合传动。所述的框架机构包括两个框架构件，其中第一框架构件的一侧与固定套相连，另 一侧与第二框架构件相连，第二框架构件框架的另一侧与自重构模块机器人相连。本专利技术的对接机构结构简洁、合理，控制方便、可靠，对接精度及可靠性高。只要合 理设计销轴轴头与环形槽的形状及尺寸，即可确保对接的顺利实现。本专利技术的对接机构针对目前自重构模块机器人的机械钩爪式对接机构存在的不足，提 出了一种新颖的基于销-槽楔合的对接机构方案，通过雌雄同体的对接机构上形状经由特 殊设计的销-槽之间的紧密楔合来达成模块之间的对接。由于采用销-槽配合的结构来实现对接，简洁的机械结构有效降低了对接运动的复杂性，运动部件减少，提高了对接的精度 及可靠性，因此本对接机构结构设计简洁合理，实现对接过程便捷，机械运动零部件少， 可靠性高，对接精度高，能够很好地完成模块之间的对接任务。此外，本专利技术采用了组合 式的设计结构，对接机构中的所有零部件都可以实现便捷地设置及维护，且整个对接机构 中需要运动磨损的部件很少，长期使用后，只要更换活动套与销轴两个零件，即又可投入 正常使用。更可把环形槽加工成镶嵌式结构，到时仅需换掉该环形槽块及销轴，进一步降 低了成本。附图说明图l为现有技术示意其中图la为单个模块机器人三维结构，图lb为本专利技术局部放大示意图。图2为本专利技术的结构示意图。图3为固定套及活动套端面结构示意图。具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施 ，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图2和图3所示，本实施例包括固定套通讯模块l，活动套对接机构2以及框架机构 3，其中固定套通讯模块l置于所述对接机构的端面外圆，活动套对接机构2转动嵌套于 固定套通讯模块l内，框架机构3—端设置于固定套底部，另一端与机器人手臂相连。所述的固定套通讯模块l包括固定套4、电气接插组件5以及传感器6，其中固定套 4设置在整个对接机构的端部，电气接插组件5由若干接插片通过铜环条焊接成一个环形接 插件，然后数个环通过绝缘片相连接在一起组成接插组件。该电气接插组件5通过螺钉固 定在固定套4的圆形槽10内，传感器6设置在固定套4的四个角上，呈成对结构形式。所述的固定套4是整个对接机构的基础设置平台，主要的零部件均依附其上，所述固 定套4上设有圆形槽10。所述的电气接插组件5设置在绝缘的固定套4的圆形槽l0中，三环接插组件用绝缘片连 接在一起，便于设置。电气接插组件5由若干个特殊形状的青铜片焊接在一条铜环上组成 ，接插件设置时保持一定的间隙，以防止在两对接面对接过程中因接插片受压变形导致不 同环上的接插片相互接触而影响通讯。其接插片设置方向也有一定要求，应使接插片沿圆 周方向的刚度较大。所述的传感器6设置在固定套4端面的四只角上，在两个对角线上分别设置两种不同的传感器6，对接时通过传感器6的感应定位，即可保证两个对接面准确对位。所述的活动套对接机构2包括活动套7、活动销轴8和传动系统9，其中活动套7活 动设置于固定套4内并能相对固定套4转动，活动销轴8和传动系统9分别固定设置于活动套 7上。所述的活动套7是活动销轴8及齿轮轴25的设置载体，其端面上设置有环形槽18。 所述的环形槽18在沿圆环方向的截面呈变截面形状，从左至右环形槽18的深度是变化 的，左深右浅，在沿半径方向的截面也是变截面，宽度左宽右狭；槽最右端的尺本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于自重构模块机器人的基于销－轴楔合的对接机构，其特征在于，包括：固定套通讯模块、活动套对接机构以及框架机构，其中：固定套通讯模块置于所述对接机构的端面外圆，活动套对接机构转动嵌套于固定套通讯模块内，框架机构一端设置于固定套底部，另一端与所自重构模块机器人相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：付庄，马培荪，蒋东升，赵言正，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。