專利名稱：一種自動(dòng)連接件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于模塊化機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種自動(dòng)連接件，具體為ー種自動(dòng)對(duì)接并穩(wěn)定機(jī)械連接的裝置。
背景技術(shù)：
機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展使得機(jī)器人的能力不斷提高，機(jī)器人應(yīng)用的領(lǐng)域和范圍正在不斷擴(kuò)展，人們希望機(jī)器人能完成更加復(fù)雜的任務(wù)，通過對(duì)其進(jìn)行重新編程，機(jī)器人能很容易地完成許多不同的任務(wù)。然而一臺(tái)機(jī)器人能完成任務(wù)的范圍受到其自身機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，對(duì)于給定住務(wù)，可以根據(jù)任務(wù)要求選擇機(jī)器人的最佳結(jié)構(gòu)。、
而在特定環(huán)境下重構(gòu)機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)無人的對(duì)接就要求有自動(dòng)連接裝置使機(jī)器人可以在無人條件下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的對(duì)接。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出ー種自動(dòng)連接件，用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模塊間的相互對(duì)接，該自動(dòng)連接件包括兩部分，分別為上部套接卡環(huán)和下部彈銷基座。所述的上部套接卡環(huán)包括上下順次同軸連接兩個(gè)中空?qǐng)A柱結(jié)構(gòu)，上中空?qǐng)A柱A的內(nèi)壁面為圓錐面，所述的上中空?qǐng)A柱A的內(nèi)壁面圓錐面為向下中空?qǐng)A柱B方向收縮的圓錐面，下中空?qǐng)A柱B的內(nèi)壁面為圓錐面，該圓錐面為向上中空?qǐng)A柱A方向收縮的圓錐面，該圓錐面母線與中心軸線之間的夾角為β ;所述的下部彈銷基座包括中心彈銷、基座和電機(jī)部件，基座包括順次同軸連接的上中空?qǐng)A錐C和下中空?qǐng)A柱D，上中空?qǐng)A錐C的內(nèi)徑與下中空?qǐng)A柱D的內(nèi)徑相等，上中空?qǐng)A錐C的側(cè)壁上設(shè)置三個(gè)以上的通孔，用于安裝中心彈銷。下中空?qǐng)A柱D的內(nèi)壁為螺紋結(jié)構(gòu)，且下中空?qǐng)A柱D的底部同軸連接有內(nèi)螺紋中空?qǐng)A柱Ε，下中空?qǐng)A柱D和內(nèi)螺紋中空?qǐng)A柱E的內(nèi)部連接有電機(jī)部件，該電機(jī)部件包括頂尖和電機(jī)兩部分，頂尖分為上下一體同軸的圓錐F (該圓錐面母線與其中心線夾角為ζ )和圓柱G兩部分，圓錐F外表面為光滑表面，圓柱G外表面為外螺紋表面，圓柱G的下方同軸連接有電機(jī)，且電機(jī)出軸與頂尖周向固定，電機(jī)部件通過圓柱G的外螺紋連接于中空?qǐng)A柱E和下中空?qǐng)A柱D的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)中，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，使圓柱G在下中空?qǐng)A柱D和中空?qǐng)A柱E的內(nèi)螺紋中行迸，進(jìn)而帶動(dòng)頂尖沿中心軸線軸向運(yùn)動(dòng)；中心彈銷為兩端均為圓錐面的圓柱結(jié)構(gòu)，其一端圓錐面的角度與頂尖的圓錐F圓錐面相配合，另一端圓錐面的角度與上中空?qǐng)A柱A的內(nèi)圓錐面角度相配合，使中心彈銷位于上中空?qǐng)A錐C側(cè)壁的通孔中，中心彈銷在電機(jī)驅(qū)動(dòng)的頂尖作用下，在上中空?qǐng)A錐C的通孔中運(yùn)動(dòng)；所述的上中空?qǐng)A錐C表面設(shè)置有導(dǎo)電滑道，下中空?qǐng)A柱B的表面設(shè)置有彈簧觸點(diǎn)，通過導(dǎo)電滑道與彈簧觸點(diǎn)的穩(wěn)定接觸，實(shí)現(xiàn)電磁連接。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于I、本發(fā)明提出ー種自動(dòng)連接件，其可允許的配合誤差較大，具有魯棒特性。在軸向施力的情況下，即使存在配合誤差也可以成功連接。2、本發(fā)明提出一種自動(dòng)連接件，可進(jìn)行有效地電氣連接，采用巧妙的滑道與彈簧觸點(diǎn)的接觸傳遞控制電信號(hào)和電能傳遞3、本發(fā)明提出一種自動(dòng)連接件，連接為機(jī)械連接，而非通常自動(dòng)連接所使用的電磁連接，連接更加穩(wěn)定可靠，而且有電磁連接所不具備的抗剪力擾動(dòng)4、本發(fā)明提出一種自動(dòng)連接件，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分離，從而可實(shí)現(xiàn)機(jī)械的自拼裝。


圖I :本發(fā)明提出一種自動(dòng)連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 :本發(fā)明提出一種自動(dòng)連接件無電機(jī)結(jié)構(gòu)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3 :本發(fā)明中上部套接卡環(huán)的空間結(jié)構(gòu)示意圖；圖4 :本發(fā)明中上部套接卡環(huán)的主視圖；圖5 :本發(fā)明中上部套接卡環(huán)的截面圖；圖6是本發(fā)明中下部彈銷基座的基座的結(jié)構(gòu)不意圖；圖7 :本發(fā)明中下部彈銷基座的電機(jī)部件結(jié)構(gòu)示意圖；圖8 :本發(fā)明中電機(jī)座結(jié)構(gòu)示意圖；圖9 :本發(fā)明中電機(jī)座結(jié)構(gòu)示意圖；圖10 :本發(fā)明中下部彈銷基座的中心彈銷結(jié)構(gòu)示意圖。圖中i-上部套接卡環(huán)； 2-下部彈銷基座； 3-上中空?qǐng)A柱A;4-下中空?qǐng)A柱B ; 5-中心彈銷；6-基座；7-電機(jī)部件；8-上中空?qǐng)A錐C ; 9-下中空?qǐng)A柱D ;10-頂尖；11-電機(jī)；12-圓錐 F ;13-圓柱G ;14-中空?qǐng)A柱E ;15-電機(jī)座。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明本發(fā)明提出一種自動(dòng)連接件，如圖I和圖2所示，包括上部套接卡環(huán)I和下部彈銷基座2 ;如圖3、圖4所示，所述的上部套接卡環(huán)I包括上下順次同軸連接兩個(gè)中空?qǐng)A柱結(jié)構(gòu)，上中空?qǐng)A柱A3的外徑小于下中空?qǐng)A柱B4的外徑，下中空?qǐng)A柱B4的邊緣通過螺釘與外部需連接的連接件連接。上中空?qǐng)A柱A3的內(nèi)壁面為圓錐面，該圓錐面為向下中空?qǐng)A柱B4方向收縮的圓錐面，如圖5所示，且圓錐面母線與中心軸線之間的夾角為α，α >45°，下中空?qǐng)A柱Β4的內(nèi)壁面為圓錐面，如圖5所示，該圓錐面為向上中空?qǐng)A柱A3方向收縮的圓錐、面，該圓錐面母線與中心軸線之間的夾角為β。如圖6所示，所述的下部彈銷基座2包括中心彈銷5、基座6和電機(jī)部件7，基座6包括順次同軸連接的上中空?qǐng)A錐C8和下中空?qǐng)A柱D9，上中空?qǐng)A錐C8的內(nèi)徑與下中空?qǐng)A柱D9的內(nèi)徑相等，上中空?qǐng)A錐C8的底面外徑小于下中空?qǐng)A柱D9的底面外徑，且下中空?qǐng)A柱D9的底面外徑大于上部套接卡環(huán)I的下中空?qǐng)A柱Β4底面內(nèi)徑，且上中空?qǐng)A錐C3的圓錐面母線與中心軸線的夾角為Y，優(yōu)選為Y = β，上中空?qǐng)A錐CS的側(cè)壁上設(shè)置三個(gè)以上的通孔，用于安裝中心彈銷5。下中空?qǐng)A柱D9的內(nèi)壁為螺紋結(jié)構(gòu)，且下中空?qǐng)A柱D9的底部同軸連接有內(nèi)螺紋中空?qǐng)A柱E14，下中空?qǐng)A柱D9和內(nèi)螺紋中空?qǐng)A柱E14的內(nèi)部連接有電機(jī)部件7，該電機(jī)部件7包括頂尖10和電機(jī)11兩部分，如圖7所示，頂尖10分為上下一體同軸的圓錐F12和圓柱G13兩部分，圓錐F12外表面為光滑表面，圓錐的圓錐面母線與其中心線的夾角為ζ，圓柱G13外表面為外螺紋表面，圓柱G13的下方同軸連接有電機(jī)11，且電機(jī)11出軸與頂尖10周向固定，電機(jī)部件通過圓柱G13的外螺紋連接于中空?qǐng)A柱Ε14和下中空?qǐng)A柱D9的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)中。在電機(jī)11驅(qū)動(dòng)下，使圓柱G13在下中空?qǐng)A柱D9和中空?qǐng)A柱Ε14的內(nèi)螺紋中行進(jìn)，進(jìn)而帶動(dòng)頂尖10沿中心軸線軸向運(yùn)動(dòng)。電機(jī)11通過電機(jī)座15固定于下中空?qǐng)A柱D9的底部，如圖8和圖9所示，使電機(jī)座15與基座固定連接。如圖10所示，中心彈銷5為兩端均為圓錐面的圓柱結(jié)構(gòu)，其一端圓錐面的角度與頂尖10的圓錐F12圓錐面相配合，該端圓錐面母線與中心線的夾角為δ，優(yōu)選的δ + ζ =90°，中心彈銷5另一端圓錐面的角度與上中空?qǐng)A柱A的內(nèi)圓錐面角度相配合，該端圓錐面母線與中心線夾角為Θ，優(yōu)選的θ+α =90°，中心彈銷5位于上中空?qǐng)A錐C8側(cè)壁的通孔中，中心彈銷5在電機(jī)11驅(qū)動(dòng)的頂尖10作用下，在上中空?qǐng)A錐CS的通孔中運(yùn)動(dòng)。電機(jī)11帶動(dòng)螺紋頂尖10軸向運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)中心彈銷5彈出，中心彈銷5與上中空?qǐng)A柱Β4的內(nèi)圓錐面配合，將上部套接卡環(huán)I和下 部彈銷基座2卡緊。所述的上中空?qǐng)A錐C表面設(shè)置有導(dǎo)電滑道，下中空?qǐng)A柱Β4的表面設(shè)置有彈簧觸點(diǎn)，通過導(dǎo)電滑道與彈簧觸點(diǎn)的穩(wěn)定接觸，從而進(jìn)行有效的電磁連接。當(dāng)上部套接卡環(huán)I和下部彈銷基座2連接后，自動(dòng)連接件的彈銷自動(dòng)鎖緊連接，并使導(dǎo)電滑道和彈簧觸點(diǎn)連通，使分別與上部套接卡環(huán)I、下部彈銷基座2連接的主動(dòng)連接件、被動(dòng)連接件實(shí)現(xiàn)電氣連接，當(dāng)主動(dòng)連接件、被動(dòng)連接件需要分離時(shí)，通過主動(dòng)連接件和被動(dòng)連接件的電信號(hào)控制部套接卡環(huán)和下部彈銷基座分離。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)連接件，其特征在于包括上部套接卡環(huán)和下部彈銷基座；所述的上部套接卡環(huán)包括上下順次同軸連接兩個(gè)中空?qǐng)A柱結(jié)構(gòu)，上中空?qǐng)A柱A的內(nèi)壁面為圓錐面，所述的上中空?qǐng)A柱A的內(nèi)壁面圓錐面為向下中空?qǐng)A柱B方向收縮的圓錐面，下中空?qǐng)A柱B的內(nèi)壁面為圓錐面，該圓錐面為向上中空?qǐng)A柱A方向收縮的圓錐面，該圓錐面母線與中心軸線之間的夾角為3 ; 所述的下部彈銷基座包括中心彈銷、基座和電機(jī)部件，基座包括順次同軸連接的上中空?qǐng)A錐C和下中空?qǐng)A柱D，上中空?qǐng)A錐C的內(nèi)徑與下中空?qǐng)A柱D的內(nèi)徑相等，上中空?qǐng)A錐C的側(cè)壁上設(shè)置三個(gè)以上的通孔，用于安裝中心彈銷，下中空?qǐng)A柱D的內(nèi)壁為螺紋結(jié)構(gòu)，且下中空?qǐng)A柱D的底部同軸連接有內(nèi)螺紋中空?qǐng)A柱E，下中空?qǐng)A柱D和內(nèi)螺紋中空?qǐng)A柱E的內(nèi)部連接有電機(jī)部件，該電機(jī)部件包括頂尖和電機(jī)兩部分，頂尖分為上下一體同軸的圓錐F和圓柱G兩部分，圓錐F外表面為光滑表面，圓柱G外表面為外螺紋表面，圓柱G的下方同軸連接有電機(jī)，且電機(jī)出軸與頂尖周向固定，電機(jī)部件通過圓柱G的外螺紋連接于中空?qǐng)A柱E和下中空?qǐng)A柱D的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)中，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，使圓柱G在下中空?qǐng)A柱D和中空?qǐng)A柱E的內(nèi)螺紋中行進(jìn)，進(jìn)而帶動(dòng)頂尖沿中心軸線軸向運(yùn)動(dòng)；中心彈銷為兩端均為圓錐面的圓柱結(jié)構(gòu)，其一端圓錐面的角度與頂尖的圓錐F圓錐面相配合，該端圓錐面母線與中心線的夾角為S，另一端圓錐面的角度與上中空?qǐng)A柱A的內(nèi)圓錐面角度相配合，該端圓錐面母線與中心線夾角為9 ;中心彈銷位于上中空?qǐng)A錐C側(cè)壁的通孔中，中心彈銷在電機(jī)驅(qū)動(dòng)的頂尖作用下，在上中空?qǐng)A錐C的通孔中運(yùn)動(dòng)； 所述的上中空?qǐng)A錐C表面設(shè)置有導(dǎo)電滑道，下中空?qǐng)A柱B的表面設(shè)置有彈簧觸點(diǎn)，通過導(dǎo)電滑道與彈簧觸點(diǎn)的穩(wěn)定接觸，實(shí)現(xiàn)電磁連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種自動(dòng)連接件，其特征在于所述的電機(jī)通過電機(jī)座固定于下中空?qǐng)A柱D的底部，使電機(jī)座與基座固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種自動(dòng)連接件，其特征在于所述的上中空?qǐng)A柱A的外徑小于下中空?qǐng)A柱B的外徑，下中空?qǐng)A柱B的邊緣通過螺釘與外部件連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種自動(dòng)連接件，其特征在于所述的上中空?qǐng)A柱A的內(nèi)壁面圓錐面母線與中心軸線之間的夾角為a，a >45°。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種自動(dòng)連接件，其特征在于所述的上中空?qǐng)A錐C的底面外徑小于下中空?qǐng)A柱D的底面外徑，且下中空?qǐng)A柱D的底面外徑大于上部套接卡環(huán)的下中空?qǐng)A柱B底面內(nèi)徑，且上中空?qǐng)A錐C的圓錐面母線與中心軸線的夾角為Y，Y =運(yùn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種自動(dòng)連接件，其特征在于所述的中心彈銷與頂尖的圓錐F接觸一端的圓錐面母線與中心線夾角S滿足S+ 4 =90°。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種自動(dòng)連接件，其特征在于所述的中心彈銷與上中空?qǐng)A柱A接觸一端的圓錐面母線與中心線夾角0滿足0+a =90°。
全文摘要
本發(fā)明提出一種自動(dòng)連接件，屬于模塊化機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種自動(dòng)對(duì)接并穩(wěn)定機(jī)械連接的裝置。該自動(dòng)連接件包括上部套接卡環(huán)和下部彈銷基座；上部套接卡環(huán)包括上下順次同軸連接兩個(gè)中空?qǐng)A柱結(jié)構(gòu)；下部彈銷基座包括中心彈銷、基座和電機(jī)部件；中心彈銷在電機(jī)驅(qū)動(dòng)的頂尖作用下，在基座的上中空?qǐng)A錐C的通孔中運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的連接件的可允許的配合誤差較大，具有魯棒特性。在軸向施力的情況下，即使存在配合誤差也可以成功連接。并可進(jìn)行有效地電氣連接，采用滑道與彈簧觸點(diǎn)的接觸傳遞控制電信號(hào)和電能傳遞，連接穩(wěn)定可靠，而且有電磁連接所不具備的抗剪力擾動(dòng)。
文檔編號(hào)B25J19/00GK102632510SQ20121009640
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者葉祥深, 楊健勃, 洪葳, 王子劍, 王少萍, 高杰 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)