CN108406844A - 一种用于机器人快速连接分离的对接机构 - Google Patents

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    • B25J17/00—Joints
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Abstract

本发明公开一种用于机器人快速连接分离的对接机构，包括：第一连接模块、第二连接模块和锁定模块；其中，所述第一连接模块包括从第一连接模块内侧表面凸出的外凸连接件；所述外凸连接件包括外凸连接件上表面边沿部分向外延伸的扇形凸起、位于外凸连接件边沿内与扇形凸起错开设置的安装孔；所述第二连接模块包括向第二连接模块内侧表面凹陷的内凹连接件；所述内凹连接件包括内凹连接件边沿向外延伸的扇形槽、位于内凹连接件边沿内与凹进扇形槽同位设置的圆孔；所述锁定模块包括滑柱；所述扇形凸起与扇形槽间相互匹配；所述滑柱的顶端穿过安装孔插入到所述圆孔内。本发明可实现机器人部件间的快速集成、更换，提高、扩展机器人的模块化、通用化。

Description

一种用于机器人快速连接分离的对接机构
技术领域
本发明涉及对接机构领域。更具体地，涉及一种用于机器人快速连接分离的对接机构。
背景技术
对接机构是实现两个不同部件之间连接、分离的核心装置，具备连接时结构与电气连接稳固、对接分离动作简易的特点。基于此对接机构可以实现不同机器人间、机器人与末端工具间以及其它部件间的组装、更换。然而，目前对接机构的连接稳固性、对接简易性不足，主要是因为在连接时机械卡紧结构设计、分离机构设计复杂。
各种各样的对接形式已经适用于小型对接机构的设计。这些选择方案包括磁吸式对接机构、销孔式对接机构、钩抓式对接机构等。磁吸式对接机构具备连接快速的优点，在操作动作上是灵活的，但磁吸的是靠磁铁吸引来维持结构连接，强度低、稳固性不足。销空式对接机构利用销钉进行自定位可以引导两个部件间的对接，利用突起的滚珠等进行锁定，然而销钉方式引起对接、分离时两个部件间的距离增大，不适用于无间隙对接要求。钩爪式对接机构可通过周向钩子与沟槽的配合实现锁紧，然而钩子曲线特性设计复杂，结构刚度不足，通常需要驱动、传动机构，成本高。同时，对接机构支持单方向的电气连接。因此，已知的对接机构在分离简易化、连接稳固性以及多方位对接上限制了它们所能适应的任务。
因此，需要提供一种能快速连接分离的对接机构，以解决上述问题中至少一个。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于机器人快速连接分离的对接机构，实现不同部件间的稳固连接、快速分离，达到机械、电气自保持能力，以提高、扩展机器人的模块化、通用化。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明提供了一种用于机器人快速连接分离的对接机构，所述对接结构包括：第一连接模块、第二连接模块和锁定模块；三者配合使用完成各部件间的锁定和开锁；
其中，
所述第一连接模块包括从第一连接模块内侧表面凸出的外凸连接件；所述外凸连接件包括外凸连接件上表面边沿部分向外延伸的扇形凸起、位于外凸连接件边沿内与扇形凸起错开设置的安装孔；
所述第二连接模块包括向第二连接模块内侧表面凹陷的内凹连接件；所述内凹连接件包括内凹连接件边沿向外延伸的扇形槽、位于内凹连接件边沿内与扇形槽同位设置的圆孔；
所述锁定模块包括滑柱；
所述扇形凸起与扇形槽间相互匹配；
所述滑柱的顶端穿过安装孔插入到所述圆孔内。
进一步，所述第一连接模块还包括弹簧触点，所述第二连接模块还包括PCB板导电环，所述弹簧触点与PCB板导电环接触以实现电气连接。
进一步，所述扇形凸起的数目为至少两个，并均匀分布在外凸连接件的边沿；所述扇形槽与扇形凸起的数目相同，并均匀分布在内凹连接件的边沿。
进一步，所述锁定模块的数目为至少两个，以达到更好的锁定效果。
进一步，所述锁定模块还包括按钮、弹簧、轴；所述滑柱的底端与轴连接，轴连接按钮，在按钮的移动方向上布置弹簧。
具体的，第一连接模块与第二连接模块锁紧时，锁定模块中按钮由弹簧的预紧力保持初始状态，此时滑柱伸出，滑柱的顶端穿过安装孔，伸出第一连接模块的端面，进入到第二连接模块的圆孔内，滑柱在按钮滑动方向上分力较小，使得第一连接模块与第二连接模块间完成旋转锁定。在两个连接模块拟分离时，拨动按钮，会带动滑柱反向滑动，使滑柱完全滑出第一连接模块的安装孔，完成旋转约束解除。
本发明中扇形凸起插入相匹配的扇形槽，旋转90度后实现轴向锁定。同时，锁定模块伸出滑柱穿过安装孔插入到圆孔中，实现旋转锁定，从而第一连接模块与第二连接模块两个模块完全连接锁紧，完成对接，实现无功耗自保持。第一连接模块与第二连接模块对接过程中，弹簧触点与PCB板导电环接触实现电气同步连接，由于弹簧触点具备预紧能力，弹簧触点与PCB板导电环接触后具备两线供电，两线差分总线通信能力。
本发明的有益效果如下：
本发明用于机器人快速连接分离的对接机构该对接机构稳固连接、快速分离，达到机械、电气自保持能力，可用于机器人与机器人之间的连接、机器人末端与工具之间的连接以及其它机电一体化机构的部件之间的连接，从而实现机器人不同部件间的快速集成、更换，提高、扩展机器人的模块化、通用化。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明用于机器人快速连接分离的对接机构的结构示意图。
图2示出本发明第一连接模块的结构示意图。
图3示出本发明第二连接模块的结构示意图。
图4示出本发明锁定模块的剖面图。
图中：
1、第一连接模块，2、第二连接模块，3、锁定模块，11、外凸连接件，111、扇形凸起，112、安装孔，21、内凹连接件，211、扇形槽，212、圆孔，12、弹簧触点，22、PCB板导电环，31、滑柱，32、按钮，33、弹簧，34、轴。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明提供了一种用于机器人快速连接分离的对接机构，如图1所示，所述对接结构包括：第一连接模块1、第二连接模块2和锁定模块3；三者配合使用完成各部件间的锁定和开锁；
其中，
所述第一连接模块1，如图2所示，包括从第一连接模块1内侧表面凸出的外凸连接件11；所述外凸连接件11包括外凸连接件11上表面边沿部分向外延伸的扇形凸起111、位于外凸连接件11边沿内与扇形凸起111错开设置的安装孔112；
所述第二连接模块2，如图3所示，包括向第二连接模块2内侧表面凹陷的内凹连接件21；所述内凹连接件21包括内凹连接件21边沿向外延伸的扇形槽211、位于内凹连接件21边沿内与扇形槽211同位设置的圆孔212；
所述锁定模块3，如图4所示，包括滑柱31；
所述扇形凸起111与扇形槽211间相互匹配；
所述滑柱31的顶端穿过安装孔112插入到所述圆孔212内。
在本发明具体的实施方式中，所述第一连接模块1还包括弹簧触点12，所述第二连接模块2还包括PCB板导电环22，所述弹簧触点12与PCB板导电环22接触以实现电气连接。
在本发明具体的实施方式中，所述扇形凸起111的数目为至少两个，并均匀分布在外凸连接件11的边沿；所述扇形槽211与扇形凸起111的数目相同，并均匀分布在内凹连接件21的边沿。
在本发明具体的实施方式中，所述锁定模块3的数目为至少两个，以达到更好的锁定效果。
在本发明具体的实施方式中，所述锁定模块3还包括按钮32、弹簧33、轴34；所述滑柱31的底端与轴34连接，轴34连接按钮32，在按钮32的移动方向上布置弹簧33。
具体的，第一连接模块1与第二连接模块2锁紧时，锁定模块3中按钮32由弹簧33的预紧力保持初始状态，此时滑柱31伸出，滑柱31的顶端穿过安装孔112，伸出第一连接模块1的端面，进入到第二连接模块2的圆孔212内，滑柱31在按钮32滑动方向上分力较小，使得第一连接模块1与第二连接模块2间完成旋转锁定。在两个连接模块拟分离时，拨动按钮32，会带动滑柱31反向滑动，使滑柱31完全滑出第一连接模块1的安装孔112，完成旋转约束解除。
本发明中扇形凸起111插入相匹配的扇形槽211，旋转90度后实现轴向锁定。同时，锁定模块3伸出滑柱31穿过安装孔112插入到圆孔212中，实现旋转锁定，从而第一连接模块1和第二连接模块2两个模块完全连接锁紧，完成对接，实现无功耗自保持。第一连接模块1和第二连接模块2对接过程中，弹簧触点12与PCB板导电环22接触实现电气同步连接，由于弹簧触点12具备预紧能力，弹簧触点12与PCB板导电环22接触后具备两线供电，两线差分总线通信能力。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (5)

1.一种用于机器人快速连接分离的对接机构，其特征在于，所述对接结构包括：第一连接模块、第二连接模块和锁定模块；
其中，
所述第一连接模块包括从第一连接模块内侧表面凸出的外凸连接件；所述外凸连接件包括外凸连接件上表面边沿部分向外延伸的扇形凸起、位于外凸连接件边沿内与扇形凸起错开设置的安装孔；
所述第二连接模块包括向第二连接模块内侧表面凹陷的内凹连接件；所述内凹连接件包括内凹连接件边沿向外延伸的扇形槽、位于内凹连接件边沿内与扇形槽同位设置的圆孔；
所述锁定模块包括滑柱；
所述扇形凸起与扇形槽间相互匹配；
所述滑柱的顶端穿过安装孔插入到所述圆孔内。
2.根据权利要求1所述的对接机构，其特征在于，所述第一连接模块还包括弹簧触点，所述第二连接模块还包括PCB板导电环，所述弹簧触点与PCB板导电环接触。
3.根据权利要求1所述的对接机构，其特征在于，所述扇形凸起的数目为至少两个，并均匀分布在外凸连接件的边沿；所述扇形槽与扇形凸起的数目相同，并均匀分布在内凹连接件的边沿。
4.根据权利要求1所述的对接机构，其特征在于，所述锁定模块的数目至少两个。
5.根据权利要求1所述的对接机构，其特征在于，所述锁定模块还包括按钮、弹簧和轴；所述滑柱的底端与轴连接，轴连接按钮，在按钮的移动方向上布置弹簧。
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