本發(fā)明涉及一種通用的電氣線路與動力線路的模塊化連接結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前，電氣線路與動力傳輸線路的連接，都具有相對的獨(dú)立性，但一般不在一個(gè)結(jié)構(gòu)中同時(shí)出現(xiàn)兩種功能。目前對于電路和氣路的連接都有專門的接插件，而對于動力傳輸線路的連接往往有齒輪傳動、同步帶傳動等傳遞模式。這樣的獨(dú)立結(jié)構(gòu)很難滿足模塊化設(shè)計(jì)后各個(gè)應(yīng)用單元的需要。

此外，現(xiàn)有在單體自動化設(shè)備上的通訊方式，都是設(shè)備內(nèi)部通過線路的連接，完成不同的傳輸需求。然而在模塊化的機(jī)械設(shè)備中，功能獨(dú)立的模塊之間都要與主機(jī)形成不同信息內(nèi)容的通訊，由此產(chǎn)生信息之間的相互干擾。造成了通訊環(huán)境的復(fù)雜，在結(jié)構(gòu)上無法滿足各個(gè)模塊之間的互換性要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中單一的電氣線路或者動力傳輸線路，無法滿足模塊連接的需要，提出一種通用的電氣線路與動力線路的模塊化連接結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用；本發(fā)明的另一目的是可使得設(shè)備模塊本身本體之間的相互固定與結(jié)合；本發(fā)明的又一目的是解決中心動力軸型機(jī)械設(shè)備，動力傳輸線路對于電氣線路的避讓問題；此外，本發(fā)明的還解決了傳統(tǒng)單一設(shè)備通訊方式，導(dǎo)致通訊環(huán)境復(fù)雜，無法滿足模塊化架構(gòu)的通訊適應(yīng)性的問題。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：

一種通用的電氣線路與動力線路的模塊化連接結(jié)構(gòu)，所述模塊化連接結(jié)構(gòu)是彼此連接的兩模塊端面，既是兩模塊的動力傳輸連接端面，又是兩模塊的電氣連接端面。

進(jìn)一步的，所述的動力傳輸連接是包括軸套連接、聯(lián)軸器連接、齒輪嚙合連接或同步帶連接。

進(jìn)一步的，所述的電氣連接是接插件或接線端子連接。

進(jìn)一步的，本發(fā)明提供了一種通用的電氣線路與動力線路的模塊化連接結(jié)構(gòu)用于機(jī)器人的應(yīng)用。

進(jìn)一步的，所述的機(jī)器人應(yīng)用是管內(nèi)機(jī)器人。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)動力傳輸以及電氣線路的傳輸，是實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備模塊化的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，機(jī)械設(shè)備的模塊化還必須保證對于設(shè)備各模塊本體之間的可靠鏈接。在本發(fā)明中，由于主要涉及的是圓柱狀機(jī)械設(shè)備的模塊化連接，因此各模塊本體的之間的連接主要采用螺紋連接。同時(shí)，也可以簡單想到對于其他形狀模塊的連接，可以依靠其他標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡單的本體連接。

由于要保證模塊之間的互換性，因此各個(gè)模塊之間功能完全獨(dú)立，在通訊上設(shè)計(jì)各個(gè)模塊之間采取總線通訊的方式進(jìn)行信息傳遞。

附圖說明

圖1 是實(shí)施例圓柱狀機(jī)械設(shè)備連接模塊連接剖視圖。

圖2供電、通訊線路規(guī)范方式示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

以圓柱狀機(jī)械設(shè)備的模塊化連接為例，解決對圓柱形，也可以是其他在連接結(jié)構(gòu)處為圓柱體的機(jī)械設(shè)備，采用模塊化設(shè)計(jì)后所具有的模塊連接問題。這里的連接既是電路、氣路的連接，也包括動力傳輸系統(tǒng)的連接，此外還包括各個(gè)模塊間信息的連接。

1. 電氣線路與動力傳輸線路的同時(shí)連接

由于圓柱狀機(jī)械設(shè)備之間的連接，電氣線路與動力線路的連接，都必須在柱體端面進(jìn)行連接。電氣線路的連接主要是通過現(xiàn)有的各種類型的接插件以及接線端子進(jìn)行連接；而動力傳輸線路的連接可以包括軸套連接、聯(lián)軸器連接、齒輪嚙合連接、等各種常用的機(jī)械連接方式。

如圖1為利用接插件和軸套連接的方式，進(jìn)行電氣線路以及動力傳輸線路進(jìn)行同時(shí)連接的示例。

2.設(shè)備模塊本身本體之間的相互固定與結(jié)合

圓柱狀機(jī)械設(shè)備的模塊連接，主要采用的是螺紋連接。但是要注意的是，由于電氣線路以及動力傳輸線路的連接，必須保證在連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須考慮到端面不產(chǎn)生相對移動。由于電氣線路、動力傳輸線路的連接都發(fā)生在端面。端面的相對移動會導(dǎo)致連接結(jié)構(gòu)的損壞。因此，必須采用螺旋套固定器的方式，對于模塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定。

如圖1所示，機(jī)械設(shè)備模塊A端面四周具有連接螺紋，而機(jī)械設(shè)備模塊B上卡有螺旋固定套。當(dāng)端面對接完成后，螺旋套固定器向上連接機(jī)械設(shè)備模塊A，完成兩個(gè)模塊本體之間的連接，同時(shí)沒有造成兩個(gè)模塊端面之間的相對移動。

3.中心動力軸型機(jī)械設(shè)備，動力傳輸線路對于電氣線路的避讓問題

中心動力軸型機(jī)械設(shè)備，指的是整體動力輸出軸位于整個(gè)模塊的對稱中心。由于動力軸連接的部件處在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動狀態(tài)。而電氣線路是固定線路，不允許被旋轉(zhuǎn)部件切斷，因此必須要考慮動力傳輸線路對于電氣線路的避讓問題。

由于中心動力軸型設(shè)備，特別是管內(nèi)機(jī)器人驅(qū)動輪的動力輸出。驅(qū)動輪必須直接與管壁接觸，因此從動力輸出軸到管壁位置全部為運(yùn)動區(qū)域，無法安置電氣線路。故只能采用固定中心軸，軸套運(yùn)動的方式完成動力輸出，而固定的中心軸則成為走線通道。

如圖1所示，機(jī)械設(shè)備模塊A的連接端面上具有動力輸出軸、電氣接插件A兩個(gè)結(jié)構(gòu)；機(jī)械設(shè)備模塊B的連接端面上具有動力傳遞軸套、電氣接插件B兩個(gè)結(jié)構(gòu)。當(dāng)機(jī)械設(shè)備模塊A與機(jī)械設(shè)備模塊B合攏時(shí)，動力輸出軸自然插入動力傳遞軸套中，D型軸插入D型軸套中，完成結(jié)合能夠傳遞一定的扭矩。與此同時(shí)，電氣接插件A與接插件B也完成結(jié)合。由此完成了電氣線路以及動力傳遞線路的同時(shí)結(jié)合。

最后將在機(jī)械設(shè)備模塊B上的螺旋套固定器，與模塊A端面處的螺紋結(jié)合，由此完成模塊A與模塊B本體的相互固定。

4.采用總線通訊的模式，利用通訊協(xié)議規(guī)范整個(gè)通訊環(huán)境

雖然為單個(gè)機(jī)械設(shè)備，但是其存在非常多的功能模塊，這些功能模塊傳遞的數(shù)據(jù)樣式以及傳遞數(shù)據(jù)的時(shí)機(jī)都不盡相同。因此規(guī)范設(shè)備的通訊環(huán)境才能保證模塊之間的絕對互換性，保證通訊環(huán)境的規(guī)范這里主要依靠總線通訊的模式。采用一個(gè)固定的總線通訊協(xié)議一個(gè)接收設(shè)備對于所有通訊信息的可識別。同時(shí)采用固定的傳輸線纜的芯數(shù)，保證了模塊間傳輸接口的統(tǒng)一性。

如圖2所示，利用一條通訊總線，形成信息傳輸?shù)奈ㄒ坏缆罚刂菩盘栆约皵?shù)據(jù)信號的下達(dá)與上傳均通過總線完成，信息的讀取和編制均遵循專用的總線通訊協(xié)議。進(jìn)本發(fā)明通用的電氣線路與動力線路的模塊化連接結(jié)構(gòu)用于管內(nèi)機(jī)器人的應(yīng)用。