CN109129552B - 一种基于楔形块的机器人连接组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于楔形块的机器人连接组件,包括第一关节、第二关节、螺钉、定位挡板、沉头螺钉及楔形块。第一关节与第二关节的连接端设有锁紧凸台、锁紧槽、加强筋及锥形沉头孔；楔形块中间设有螺纹孔。本发明使用定位挡板来周向定位，锁紧凸台内表面与锁紧槽配合实现径向定位，楔形块安装在两机器人关节组成的槽口中并通过沉头螺钉将楔形块往外拉使得槽口被楔紧，从而就可以将两个机器人关节牢固的连接在一起。与现有的机器人关节连接方式相比，本发明的连接结构简单、拆装方便，能够很好地满足机器人对关节连接组件连接可靠、精度高的要求。

Description

一种基于楔形块的机器人连接组件

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种基于楔形块的机器人连接组件。

背景技术

在现有的机器人关节连接技术中，机器人关节与关节之间的连接通常是使用螺钉周向固定连接。这就需要在机器人关节处设有连接法兰，然而由于法兰的存在将严重影响机器人的外观；另一种方式是连接法兰设置在机器人关节的内部，但这又将导致拆装不方便。

随着社会的进步，机器人的使用越来越多，对机器人的要求也越来越高。比如要求机器人能方便拆装、关节间连接精度高、可重构等。因此，现有技术需要进一步改进和完善。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单的基于楔形块的机器人连接组件。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于楔形块的机器人连接组件，该连接组件主要包括设置在关节端部的锁紧凸台、楔形块、锁紧槽、定位挡板、螺钉、沉头螺钉、螺纹孔、以及沉头孔。

具体的，所述锁紧凸台固定设置在关节端部的内侧，沿着关节内圆周均布并向关节中心凸出。所述锁紧槽固定设置在关节端部的内侧，沿着关节内圆周均布并与锁紧凸台间隔设置。所述定位挡板安装在锁紧槽的侧面，通过螺钉与锁紧槽固定连接。所述沉头孔设置在关节端部的外壁上，位于锁紧凸台下方。所述螺纹孔设置在楔形块上，所述沉头螺钉穿过沉头孔后与楔形块螺纹连接。

具体的，所述锁紧凸台的横截面为矩形。所述锁紧槽的内腔设为凹陷结构，其底面与关节的中心轴平行，一侧面与底面垂直，另一侧面设为向内倾斜的斜面，凹陷结构的横截面为类直角梯形。所述楔形块的横截面为直角梯形，其斜面与锁紧槽内腔的斜面配合。两个关节的端面相互插入后，径向旋转使锁紧凸台和楔形块共同楔入锁紧槽的内腔中，通过拧紧沉头螺钉使楔形块拉紧锁紧槽，实现关节之间的连接和锁紧。

进一步的，为了提高关节之间的连接强度，使连接组件不容易损坏，本发明所述连接组件还包括用于提高锁紧槽强度的加强筋。所述加强筋的横截面设为直角三角形，其一直角边与关节内壁固定，另一直角边与锁紧槽的侧面固定。

作为本发明的优选方案，为了获得更好的锁紧效果，本发明所述锁紧槽内腔斜面向内倾斜角度和楔形块斜面向外倾斜角度均设为一致，取值范围为15度至60度之间。

作为本发明的优选方案，为了获得更好的锁紧效果，本发明所述沉头孔设为锥形沉头孔，所述沉头螺钉采用头部设为锥形的沉头螺钉。

作为本发明的优选方案，为了获得更好的锁紧效果，本发明所述连接组件均布在关节的端面，且数量设为至少2组。

作为本发明的优选方案，为了获得更好的锁紧效果，本发明所述连接组件均布在关节的端面，且数量设为4组。

本发明的工作过程和原理是：本发明在使用时首先使用螺钉将定位挡板固定在锁紧槽的侧面，然后将楔形块通过螺钉预装在第一关节与第二关节的锁紧凸台下侧锥形沉头孔中，接着将两关节连接端面的锁紧槽插入到对方关节中的内部并通过锁紧凸台与对方关节内表面配合实现关节间径向定位，最后再把两关节旋转一定的角度至定位挡板将锁紧凸台及锁紧槽的侧面处于同一平面并保证楔形块都处在由锁紧凸台及锁紧槽组成的槽口中。上述工作完成后就实现了关节间的定位装配，接着进行夹紧工作。使用工具拧紧沉头螺钉，此时由于沉头螺钉的作用将楔形块往外拉从而将槽口楔紧，即将两个关节分别往另一个关节挤压从而就可以通过两机器人关节连接端面组成的八个槽口将机器人关节牢固的连接在一起。在需要拆卸时，首先将沉头螺钉松开，接着将两个关节旋转至可以从轴向分开就完成了关节的拆卸。本发明还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。

与现有技术相比，本发明还具有以下优点：

(1)本发明所提供的基于楔形块的机器人连接组件中的关节连接端都是相同的结构，因此任何两个关节都可以连接起来，对于机器人可以极大地提高其可重构性(有助于机器人关节拼装成不同自由度或构型的机器人)。

(2)本发明所提供的基于楔形块的机器人连接组件的关节末端的锁紧凸台及锁紧槽均匀分布，因此在两关节连接时可以有很多种对接方式。如本发明例中共设有八个锁紧凸台及锁紧槽就提供了八种连接方式，这些连接方式在周向均匀分布。

(3)本发明所提供的基于楔形块的机器人连接组件的沉头螺钉分布在机器人关节的外表面，可以很方便的使用工具将关节锁紧，同时采用沉头孔设计保证了机器人外表面的美观性。

附图说明

图1是本发明所提供的基于楔形块的机器人连接组件的整体结构示意图。

图2是本发明所提供的基于楔形块的机器人连接组件的连接原理示意图。

图3是本发明所提供的基于楔形块的机器人连接组件的局部结构示意图。

上述附图中的标号说明：

1-第一关节，2-第二关节，3-沉头螺钉，4-楔形块，5-锁紧凸台，6-锁紧槽，7-螺钉，8-定位挡板，9-加强筋，10-螺纹孔，11-锥形沉头孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1至图3所示，本实施例公开了一种基于楔形块的机器人连接组件,包括第一关节1、第二关节2、螺钉7、定位挡板8、沉头螺钉3及楔形块4。所述第一关节1与第二关节2的连接端设有锁紧凸台5、锁紧槽6、加强筋9及锥形沉头孔11。所述螺钉7将定位挡板8固定在锁紧槽6侧面。所述楔形块4中间设有螺纹孔10。

进一步的，所述第一关节1与第二关节2的连接端设有锁紧凸台5、锁紧槽6、加强筋9及锥形沉头孔11，所述锁紧凸台5与锁紧槽6交错均匀分布在连接端面，并且锁紧槽6的一面为斜面使得槽口形状呈现为外小内大，所述加强筋9布置在锁紧槽6根部，所述锥形沉头孔11分布在锁紧凸台5的下侧。

进一步的，所述螺钉7将定位挡板8固定在锁紧槽6侧面，通过定位挡板8实现锁紧凸台5及锁紧槽6的周向定位。

进一步的，所述楔形块4的截面为直角梯形，并且楔形块4中间设有螺纹孔10，通过沉头螺钉3将楔形块4楔紧在由锁紧凸台5及锁紧槽6组成的槽口中。

进一步的，所述槽口由一个关节端面的锁紧凸台5及另一个关节端面的锁紧槽6共同组成。

实施例2：

如图1至图3所示，本实施例公开了一种基于楔形块的机器人连接组件,包括第一关节1、第二关节2、螺钉7、定位挡板8、沉头螺钉3及楔形块4。所述第一关节1与第二关节2的连接端设有锁紧凸台5、锁紧槽6、加强筋9及锥形沉头孔11，所述第一关节1与第二关节2的连接端实际上是完全一样的，为了便于表述特区分为第一关节1与第二关节2。所述螺钉7将定位挡板8固定在锁紧槽6侧面以用来实现关节间的周向定位。所述楔形块4中间设有螺纹孔10以便于沉头螺钉3将楔形块4楔紧槽口。

在本发明的具体技术方案中，所述第一关节1与第二关节2的连接端设有锁紧凸台5、锁紧槽6、加强筋9及锥形沉头孔11。所述锁紧凸台5与锁紧槽6各有四个并且他们交错均匀分布在连接端面，这就使得两个关节进行连接时有八种可选的连接位置关系。并且锁紧槽6的一面为斜面使得槽口形状呈现为外小内大，通过沉头螺钉3将楔形块4往外拉就可以实现槽口的楔紧从而实现关节间的连接。所述加强筋9布置在锁紧槽6根部从而改善结构的受力，所述锥形沉头孔11有四个且分布在锁紧凸台5的下侧。

在本发明的具体技术方案中，所述螺钉7将定位挡板8固定在锁紧槽6侧面，通过定位挡板8实现锁紧凸台5及锁紧槽6的周向定位。在安装时需要注意的是应使锁紧凸台5从没有定位挡板8的方向旋入到锁紧槽6中。

在本发明的具体技术方案中，所述楔形块4的截面为直角梯形，并且楔形块4中间设有螺纹孔10，通过沉头螺钉3将楔形块4楔紧在由锁紧凸台5及锁紧槽6组成的槽口中。沉头孔的设计保证了外表面的美观性。

在本发明的具体技术方案中，所述槽口由一个关节端面的锁紧凸台5及另一个关节端面的锁紧槽6共同组成。楔形块4楔紧槽口也就相当于将两个关节相互压紧了，关节连接端面一共可以构成八个槽口，通过这八个槽口可以牢固的将两关节连接在一起。

参照图1至图3，需要进一步说明的是，一种基于楔形块的机器人连接组件,包括第一关节1、第二关节2、螺钉7、定位挡板8、沉头螺钉3及楔形块4。第一关节1与第二关节2的连接端设有锁紧凸台5、锁紧槽6、加强筋9及锥形沉头孔11，楔形块4中间设有螺纹孔10。本发明在使用时用定位挡板8来周向定位，锁紧凸台5内表面与锁紧槽6配合实现径向定位，楔形块4安装在两机器人关节组成的槽口中并通过沉头螺钉3将楔形块4往外拉使得槽口被楔紧，从而就可以将两个机器人关节牢固的连接在一起。与现有的机器人关节连接方式相比，本发明的连接结构简单、拆装方便，能够很好地满足机器人对关节连接组件连接可靠、高精度的要求。

实际工作时，该连接组件主要应用在机器人关节中。本发明在使用时首先使用螺钉7将定位挡板8固定在锁紧槽6的侧面，然后将楔形块4通过螺钉预装在第一关节1与第二关节2的锁紧凸台5下侧锥形沉头孔11中，接着将两关节连接端面的锁紧槽6插入到对方关节中的内部并通过锁紧凸台5与对方关节内表面配合实现关节间径向定位，最后再把两关节旋转一定的角度至定位挡板8将锁紧凸台5及锁紧槽6的侧面处于同一平面并保证楔形块4都处在由锁紧凸台5及锁紧槽6组成的槽口中。上述工作完成后就实现了关节间的定位装配，接着进行夹紧工作。使用工具拧紧沉头螺钉3，此时由于沉头螺钉3的作用将楔形块4往外拉从而将槽口楔紧，即将两个关节分别往另一个关节挤压从而就可以通过两机器人关节连接端面组成的八个槽口将机器人关节牢固的连接在一起。在需要拆卸时，首先将沉头螺钉3松开，接着将两个关节旋转至可以从轴向分开就完成了关节的拆卸。

需要进一步说明的是，在本实施例的技术方案中，由于关节连接端的锁紧凸台5及锁紧槽6均匀分布，因此机器人关节间在周向的配合方式有八种；此外关节连接端都是相同的结构，因此任何两个关节都可以连接起来。通过上述两种特殊设计提高了连接组件的适应性、机器人的可重构性，有助于机器人关节拼装成不同自由度或构型的机器人。

在设计时，需注意的是，本文中在关节连接端面的锁紧凸台5及锁紧槽6不应局限于四个，其他数量也是可行的，考虑到机器人关节的受力情况及连接便利性，实施例中的四个是比较合适的；在本文中诸如第一和第二之类的关系术语仅仅是用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际关系或者顺序；同时本发明也不一定限定为机器人关节，其它管状类的结构连接也可适用。

需要说明的是，图1至图3所示的实施例只是本发明所介绍的一个优选实施例，本领域技术人员在此基础上，完全可以设计出更多的实施例。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽范围。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于楔形块的机器人连接组件，其特征在于，包括设置在关节端部的锁紧凸台、楔形块、锁紧槽、定位挡板、螺钉、沉头螺钉、螺纹孔、以及沉头孔；

所述锁紧凸台固定设置在关节端部的内侧，沿着关节内圆周均布并向关节中心凸出；所述锁紧槽固定设置在关节端部的内侧，沿着关节内圆周均布并与锁紧凸台间隔设置；所述定位挡板安装在锁紧槽的侧面，通过螺钉与锁紧槽固定连接；所述沉头孔设置在关节端部的外壁上，位于锁紧凸台下方；所述螺纹孔设置在楔形块上，所述沉头螺钉穿过沉头孔后与楔形块螺纹连接；

所述锁紧凸台的横截面为矩形；所述锁紧槽的内腔设为凹陷结构，其底面与关节的中心轴平行，一侧面与底面垂直，另一侧面设为向内倾斜的斜面，凹陷结构的横截面为类直角梯形；所述楔形块的横截面为直角梯形，其斜面与锁紧槽内腔的斜面配合；两个关节的端面相互插入后，径向旋转使锁紧凸台和楔形块共同楔入锁紧槽的内腔中，通过拧紧沉头螺钉使楔形块拉紧锁紧槽，实现关节之间的连接和锁紧。

2.根据权利要求1所述的基于楔形块的机器人连接组件，其特征在于，所述连接组件还包括用于提高锁紧槽强度的加强筋；所述加强筋的横截面设为直角三角形，其一直角边与关节内壁固定，另一直角边与锁紧槽的侧面固定。

3.根据权利要求1所述的基于楔形块的机器人连接组件，其特征在于，所述锁紧槽内腔斜面向内倾斜角度和楔形块斜面向外倾斜角度均设为一致，取值范围为15度至60度之间。

4.根据权利要求1所述的基于楔形块的机器人连接组件，其特征在于，所述沉头孔设为锥形沉头孔，所述沉头螺钉采用头部设为锥形的沉头螺钉。

5.根据权利要求1所述的基于楔形块的机器人连接组件，其特征在于，所述连接组件均布在关节的端面，且数量设为至少2组。

6.根据权利要求1所述的基于楔形块的机器人连接组件，其特征在于，所述连接组件均布在关节的端面，且数量设为4组。