本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于可重構(gòu)機(jī)械臂的快換接口。

背景技術(shù)：

空間在軌服務(wù)任務(wù)的多樣性和復(fù)雜性，促進(jìn)了可重構(gòu)機(jī)械臂的發(fā)展，面對(duì)不同的空間在軌任務(wù)，使用功能化單一的機(jī)械臂無疑會(huì)大大增加經(jīng)濟(jì)投入，傳統(tǒng)的機(jī)械臂都是基于某一功能研制，模塊與模塊之間無法更換，只能完成單一的在軌任務(wù)，成本較高，周期長，對(duì)于非合作目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)我們只能現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)。不同的工作任務(wù)需要許多單一功能的機(jī)械臂來執(zhí)行操作。

采用可重構(gòu)的機(jī)械臂通過變換構(gòu)型來完成不同的工作是一種現(xiàn)實(shí)的方法，可重構(gòu)機(jī)械臂的快換接口的設(shè)計(jì)是空間機(jī)械臂重組和更換模塊的關(guān)鍵，快換接口的設(shè)計(jì)是可重構(gòu)機(jī)械臂設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，對(duì)拆卸是否方便、接口是否復(fù)雜、接口容差、接口剛度都有較高的要求，目前，國內(nèi)外空間可重構(gòu)機(jī)械臂一般采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，需要高昂的電路保護(hù)成本，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于：提供一種可重構(gòu)機(jī)械臂的快換接口，具有機(jī)械式的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡便。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，提供一種可重構(gòu)機(jī)械臂的快換接口，包括主動(dòng)連接件、被動(dòng)連接件、固設(shè)于所述主動(dòng)連接件內(nèi)的插頭以及固設(shè)于所述被動(dòng)連接件內(nèi)的插座，所述主動(dòng)連接件與所述被動(dòng)連接件可拆卸的連接以使所述插頭與所述插座可拆卸的連接，所述主動(dòng)連接件上設(shè)有環(huán)槽，所述被動(dòng)連接件上對(duì)應(yīng)于所述環(huán)槽位置處設(shè)有至少3個(gè)槽孔，所述環(huán)槽與所述槽孔交接處設(shè)置有鋼珠，且所述鋼珠可沿所述槽孔移動(dòng)，以鎖緊或松開所述主動(dòng)連接件以及被動(dòng)連接。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述被動(dòng)連接件上套設(shè)有用于所述槽孔的套筒，所述套筒內(nèi)側(cè)、對(duì)應(yīng)于槽孔位置處設(shè)置有凹腔，所述套筒可相對(duì)所述被動(dòng)連接件轉(zhuǎn)動(dòng)，以使所述凹腔與所述槽孔位置交錯(cuò)以鎖定所述快換接口，或使所述凹腔與所述槽孔位置一致以解鎖所述快換接口。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述被動(dòng)連接件上、對(duì)應(yīng)于相鄰的兩個(gè)槽孔之間固設(shè)有兩處機(jī)械限位塊，其中一個(gè)所述機(jī)械限位塊對(duì)應(yīng)于所述槽孔位置設(shè)置，其中另一個(gè)所述機(jī)械限位塊與所述槽孔錯(cuò)開所述槽孔位置設(shè)置，所述套筒向外延伸設(shè)有凸塊，所述凸塊設(shè)置于兩個(gè)所述機(jī)械限位塊之間。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述套筒與所述被動(dòng)連接件之間還固設(shè)有渦卷彈簧，所述渦卷彈簧以一定儲(chǔ)能設(shè)置，以推動(dòng)所述凸塊使所述凸塊緊頂于與所述槽孔位置錯(cuò)開的所述機(jī)械限位塊。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述套筒一端與所述被動(dòng)連接件的法蘭面抵持，所述套筒的另一端抵持設(shè)有軸用擋圈，所述軸用擋圈與所述被動(dòng)連接件配合固定所述套筒的軸向位置。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述被動(dòng)連接件與所述插座之間固設(shè)有拉伸彈簧。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主動(dòng)連接件上固設(shè)有鍵，所述被動(dòng)連接件上對(duì)應(yīng)于所述主動(dòng)連接件上所述鍵的位置處設(shè)置有凹槽，所述主動(dòng)連接件與所述被動(dòng)連接件通過所述鍵與所述凹槽定位插接。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述鍵的插入端以及所述凹槽對(duì)應(yīng)的被插入端設(shè)置為斜面，且所述鍵的插入端的兩邊角處以及所述凹槽對(duì)應(yīng)的被插入端的兩邊角處經(jīng)倒角處理。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主動(dòng)連接件的頭部設(shè)置為斜面。

本發(fā)明還提供一種可重構(gòu)空間機(jī)械臂，其包括如上所述的可重構(gòu)空間機(jī)械臂的快換接口，還包括第一機(jī)械臂以及第二機(jī)械臂，所述第一機(jī)械臂與所述主動(dòng)連接件通過螺栓連接，所述第二機(jī)械臂與所述被動(dòng)連接件活動(dòng)連接，以使所述第二機(jī)械臂可相對(duì)所述被動(dòng)連接件轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的可重構(gòu)機(jī)械臂的快換接口，通過主動(dòng)連接件與被動(dòng)連接件進(jìn)行可拆卸的連接，同時(shí)在主動(dòng)連接件與被動(dòng)連接件上分別設(shè)置有環(huán)槽、槽孔，并在該環(huán)槽與槽孔的位置交接處設(shè)置有鋼珠，鋼珠可沿槽孔移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)快換接口進(jìn)行固定或者脫離，本發(fā)明的可重構(gòu)空間機(jī)械臂的快換接口采用機(jī)械式的拆卸結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的可重構(gòu)空間機(jī)械臂具有具有拆卸安裝方便、便于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的快換接口的整體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的快換接口的拆分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的快換接口的主動(dòng)連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的快換接口的被動(dòng)連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的快換接口的套筒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明的快換接口自鎖與解決兩個(gè)位置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其他實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。另外，專利中涉及到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實(shí)施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明創(chuàng)造中的各個(gè)技術(shù)特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。

請(qǐng)一并參照?qǐng)D1至圖4所示，本發(fā)明的可重構(gòu)機(jī)械臂的快換接口包括主動(dòng)連接件1、被動(dòng)連接件2，主動(dòng)連接件1包括主動(dòng)定位板10以及主動(dòng)連接板11，被動(dòng)連接件2包括被動(dòng)定位板20以及被動(dòng)連接板21，其中主動(dòng)定位板10以及被動(dòng)定位板20用于分別與相應(yīng)的機(jī)械臂進(jìn)行固定連接，而主動(dòng)連接板11與被動(dòng)連接板21用于主動(dòng)連接件1與被動(dòng)連接件2兩者之間相互連接或拆卸，本實(shí)施例中，主動(dòng)連接板11插入被動(dòng)連接板21中，使被動(dòng)連接板21套設(shè)于主動(dòng)連接板11外，而實(shí)現(xiàn)了兩者之間的連接，在不同的實(shí)施例中，也可以將被動(dòng)連接板21插入主動(dòng)連接板11之間來實(shí)現(xiàn)兩者之間的連接，只需要改變主動(dòng)連接板11與被動(dòng)連接板21的直徑大小即可。

主動(dòng)連接件1與被動(dòng)連接件2內(nèi)分別固設(shè)有插頭3和插座4，其中，主動(dòng)定位板10與被動(dòng)定位板20內(nèi)分別具有與插頭3和插座4孔徑匹配的圓孔結(jié)構(gòu)，將插頭3對(duì)準(zhǔn)主動(dòng)定位板10的圓孔結(jié)構(gòu)，而將插座4對(duì)準(zhǔn)被動(dòng)定位板20的圓孔結(jié)構(gòu)，即實(shí)現(xiàn)對(duì)插頭3和插座4的定位，進(jìn)一步，插頭3與主動(dòng)定位板10之間、插座4與被動(dòng)定位板20之間分別通過螺栓進(jìn)行固定，以保證插頭3和插座4的位置牢固，需要注意的，此時(shí)，插頭3與插座4正好處于對(duì)應(yīng)的位置上，將主動(dòng)連接件1與被動(dòng)連接件2連接即可實(shí)現(xiàn)插頭3與插座4的插接。

為了方便主動(dòng)連接件1與被動(dòng)連接件2之間的插接，主動(dòng)連接件1與被動(dòng)連接件2上分別設(shè)置有鍵12、凹槽22，以對(duì)兩者插接時(shí)進(jìn)行定位，使得插接更加有效且穩(wěn)固，同時(shí)，通過鍵12可以防止主動(dòng)連接件1與被動(dòng)連接件2之間發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，增加了兩者之間對(duì)扭矩的承受力，其中優(yōu)選的，鍵12的插入端設(shè)置為斜面形，且其插入端的兩邊角經(jīng)倒角處理，對(duì)應(yīng)的，在凹槽22的進(jìn)入端設(shè)置為斜面過渡形式，且其進(jìn)入端的兩邊角處經(jīng)倒角處理，以方便兩者順利的實(shí)現(xiàn)插接或拆卸，保證了一定量的容差。當(dāng)然，在不同的實(shí)施例中，也可以采用主動(dòng)連接件1套設(shè)于被動(dòng)連接件2上，其相應(yīng)的鍵12與凹槽22之間的結(jié)構(gòu)只需要進(jìn)行適應(yīng)性的改動(dòng)即可。

其中，主動(dòng)連接板11的插入端設(shè)置為斜面形，有利于主動(dòng)連接件1插入被動(dòng)連接件2之中。

在主動(dòng)連接件1與被動(dòng)連接件2之間還設(shè)置有鋼珠5，其中，主動(dòng)連接件1上設(shè)置有環(huán)槽13，被動(dòng)連接件2上對(duì)應(yīng)于環(huán)槽13的位置處設(shè)有有至少3處槽孔23，每個(gè)槽孔23與環(huán)槽13的交接處均設(shè)置有鋼珠5，鋼珠5用于承受該快換接口的軸向受力，以及鎖定主動(dòng)連接件1與被動(dòng)連接件2之間的連接，同時(shí)鋼珠5可以沿槽孔23方向移動(dòng)，當(dāng)鋼珠5脫離槽孔23時(shí)，主動(dòng)連接件1與被動(dòng)連接件2之間處于可拆卸狀態(tài)，需要注意，在不同的實(shí)施例中，槽孔23以及鋼珠5的數(shù)量也可以為4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)或更多，其中以這些鋼珠5以環(huán)槽13的圓心中心對(duì)稱設(shè)置即可。

優(yōu)選的，如圖2、圖5、圖6所示，被動(dòng)連接件2上套設(shè)有套筒6，且套筒6覆蓋槽孔23設(shè)置，以封閉槽孔23，防止鋼珠5脫離槽孔23，套筒6可相對(duì)被動(dòng)連接件2轉(zhuǎn)動(dòng)，且在套筒6的內(nèi)側(cè)、與槽孔23對(duì)應(yīng)位置處設(shè)置有凹腔60，且凹腔60的數(shù)量與槽孔23的數(shù)量相同，多個(gè)凹腔60能夠同時(shí)處于槽孔23的外端，而使鋼珠5可以沿槽孔23移動(dòng)至凹腔60中，實(shí)現(xiàn)快換接口的拆卸，而當(dāng)凹腔60與槽孔23的位置錯(cuò)開時(shí)，凹腔60可以封閉槽孔23以鎖定該快換接口的固定。

為了使快換接口具有方便的緊死和拆卸的功能，在被動(dòng)連接件21上固設(shè)有兩個(gè)機(jī)械限位塊24，其中一個(gè)機(jī)械限位塊24正好處于一個(gè)槽孔23對(duì)應(yīng)的位置處，其中另一個(gè)機(jī)械限位塊24設(shè)置于該槽孔以及與該槽孔23位置相鄰的槽孔23的位置之間，同時(shí)，套筒6上向外延伸固設(shè)有凸塊61，凸塊61設(shè)置于兩個(gè)機(jī)械限位塊24之間，當(dāng)套筒6轉(zhuǎn)動(dòng)以使凸塊61跟與槽孔23位置對(duì)應(yīng)的機(jī)械限位塊24緊靠的位置處時(shí)，快換接口處于可拆卸狀態(tài)，此時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)快換接口的拆卸，而當(dāng)套筒6轉(zhuǎn)動(dòng)至凸塊61處于其他位置時(shí)，快換接口處于鎖緊狀態(tài)。

其中優(yōu)選的，在套筒6與被動(dòng)連接件2之間設(shè)置有渦卷彈簧7，且渦卷彈簧7以一定的儲(chǔ)能設(shè)置，以對(duì)套筒6施加力，使套筒6轉(zhuǎn)動(dòng)至凸塊61跟與槽孔23錯(cuò)開的該機(jī)械限位塊24緊靠的位置處，此時(shí)快換接口處于自鎖狀態(tài)，可以保證良好的固定狀態(tài)，當(dāng)施加外力時(shí)，可以使套筒6轉(zhuǎn)動(dòng)直至凸塊61到達(dá)與槽孔23對(duì)應(yīng)位置處的機(jī)械限位塊24的位置處，此時(shí)，快換接口處于解鎖狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)快換接口的拆卸。

套筒6在軸向上通過被動(dòng)連接件2的法蘭面與軸用擋圈8固定，軸用擋圈8與被動(dòng)連接件2分別抵靠住套筒6的兩側(cè)，使套筒6不會(huì)發(fā)生軸向上的移動(dòng)，確保了套筒6的穩(wěn)定的工作。

為了更好的保證快換接口插接的可靠性，在被動(dòng)連接件2與插座4之間還固設(shè)有拉伸彈簧9，當(dāng)主動(dòng)連接件1與被動(dòng)連接件2插接到一起后，插頭3與插座4實(shí)現(xiàn)插接，此時(shí)，兩者之間進(jìn)一步壓縮拉伸彈簧9，以增加預(yù)緊力和插拔時(shí)的緩沖。

本發(fā)明的可重構(gòu)空間機(jī)械臂包括上述的快換接口，還包括第一機(jī)械臂（圖中未示出）以及第二機(jī)械臂（圖中未示出），其中，第一機(jī)械臂與主動(dòng)連接件1通過螺栓連接，以使第一機(jī)械臂與主動(dòng)連接件1可拆卸的固定連接，第二機(jī)械臂與被動(dòng)連接件2活動(dòng)連接，使第二機(jī)械臂可相對(duì)被動(dòng)連接件2轉(zhuǎn)動(dòng)，以使第二機(jī)械臂完成工作動(dòng)作。

以上是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。