CN110154011B - 一种分体式机器人的快拆快连机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分体式机器人的快拆快连机构，包括设置于所述第一部分上的第一轮组件，第一轮组件包括第一滚轮，第一轮组件构造为伸缩结构以实现第一滚轮的升降，还包括设置于第二部分上的配合结构，在第一轮组件的收缩状态下，第一轮组件与配合结构配合将第一部分和第二部分之间锁定，在第一轮组件的伸张状态下，第一部分和第二部分之间解锁。利用其中一部分的行走轮上的伸缩结构与另一部分的配合实现两部分之间的锁定和解锁，一方面简化了结构，结构更加可靠，不易损坏，延长使用寿命，另一方面能够在两部分连接在一起时使得一部分行走轮升高，以提高分体式机器人在锁定状态时的行进平稳性。

Description

一种分体式机器人的快拆快连机构

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体而言，涉及一种分体式机器人的快拆快连机构。

背景技术

为了方便巡检机器人进行多方位的巡检，现有技术提出将巡检机器人设置为分体结构，各分体单元之间采用自动卡扣实现锁定和解锁。

现有结构存在如下问题：

1.需要特别设置这种自动卡扣结构，结构复杂，提高成本；

2.频繁的锁定和解锁动作非常容易导致卡扣的损坏。

发明内容

本发明旨在提供一种分体式机器人的快拆快连机构，以解决现有的分体式机器人采用自动卡口结构复杂、易损坏的问题。

本发明提供了一种分体式机器人的快拆快连机构，用于所述分体式机器人的第一部分和第二部分之间的锁定和解锁，所述快拆快连机构包括设置于所述第一部分上的第一轮组件，所述第一轮组件包括第一滚轮，所述第一轮组件构造为伸缩结构以实现所述第一滚轮的升降，所述快拆快连机构还包括设置于所述第二部分上的配合结构，在所述第一轮组件的收缩状态下，所述第一轮组件与所述配合结构配合将所述第一部分和所述第二部分之间锁定，在所述第一轮组件的伸张状态下，所述第一部分和所述第二部分之间解锁。

可选地，所述第一轮组件还包括固定部和活动部，所述活动部能够相对所述固定部运动以实现所述第一轮组件的伸缩，所述第一滚轮与所述活动部相连接，

所述固定部包括第一夹紧结构，所述活动部包括第二夹紧结构，在所述收缩状态下，所述配合结构夹持在所述第一夹紧结构和所述第二夹紧结构之间；或者，

所述第一部分上设置有第一夹紧结构，所述固定部连接于所述第一夹紧结构，所述活动部包括第二夹紧结构，在所述收缩状态下，所述配合结构夹持在所述第一夹紧结构和所述第二夹紧结构之间。

可选地，所述配合结构包括设置在所述第二部分上的安装口，所述安装口贯通至所述第二部分的边缘，所述安装口包括靠近其开口的限位部和远离其开口的定位部，在与所述安装口的开口朝向垂直且与竖直方向垂直的方向上，所述定位部的尺寸大于所述限位部的尺寸，所述活动部包括连接部以及与所述连接部相连的锁定部，所述连接部与所述限位部尺寸适配，所述锁定部与所述定位部尺寸适配，所述连接部由所述开口经所述限位部穿入所述定位部，所述第一轮组件由伸张状态变为收缩状态时，所述锁定部嵌入所述定位部中。

可选地，所述固定部包括套筒，所述第一部分包括第一连接板，所述套筒连接于所述第一连接板，所述第一连接板构成所述第一夹紧结构，所述活动部包括柱体，所述柱体的一部分位于所述套筒内并能够沿所述套筒的轴向运动以实现所述第一轮组件的伸缩，所述柱体的露于所述套筒外的部分构成所述连接部，所述连接部的轴向外端设置所述锁定部，所述锁定部的轴向外端设置有夹板，所述夹板构成所述第二夹紧结构。

可选地，所述第二部分包括第二连接板，所述安装口设置于所述第二连接板，所述第一连接板的底面与所述第二连接板的顶面平齐，所述第二连接板构成所述配合结构。

可选地，所述第一轮组件还包括驱动装置和传动机构，所述驱动装置通过所述传动机构驱动所述活动部运动，所述传动机构包括与所述驱动装置连接的丝杠以及与所述丝杠配合的螺母，所述螺母与所述柱体的端部固定连接。

可选地，所述螺母的横截面外轮廓为非圆形，所述螺母与所述套筒的内壁相配合以限制所述螺母的周向转动。

可选地，所述第一部分还包括固定设置的第二滚轮，在所述伸张状态下，所述第一滚轮的底端与所述第二滚轮的底端位于同一水平面，在所述收缩状态下，所述第一滚轮的底端高于所述第二滚轮的底端；和/或，

所述第二部分包括第二轮组件，所述第二轮组件包括第三滚轮，所述第二轮组件构造为伸缩结构以实现所述第三滚轮的升降，所述第二部分还包括固定设置的第四滚轮，在所述第二轮组件的伸张状态下，所述第三滚轮的底端与所述第四滚轮的底端位于同一水平面，在所述第二轮组件的收缩状态下，所述第三滚轮的底端高于所述第四滚轮的底端。

可选地，所述快拆快连机构还包括状态检测装置，用于检测所述第一轮组件和/或所述第二轮组件的伸缩状态。

可选地，所述状态检测装置包括固定设置的磁环开关以及设置于所述活动部上的磁铁；

优选地，所述磁环开关的位置可调。

本申请提供的分体式机器人的快拆快连机构利用其中一部分的行走轮上的伸缩结构与另一部分的配合实现两部分之间的锁定和解锁，一方面简化了结构，使得分体式机器人的结构更加简单紧凑，且伸缩结构的伸缩实现锁定和解锁，结构更加可靠，不易损坏，延长使用寿命，另一方面能够在两部分连接在一起时使得一部分行走轮升高，以提高分体式机器人在锁定状态时的行进平稳性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的第一部分的主视图；

图2是根据本发明的第一部分的立体图；

图3是根据本发明的第二部分的立体图之一；

图4是根据本发明的第二部分的立体图之二；

图5是根据本发明的巡检机器人的整体结构的立体图；

图6是根据本发明的巡检机器人的整体结构的主视图；

图7是根据本发明的巡检机器人的处于收缩状态的第一轮组件的立体图；

图8是根据本发明的巡检机器人的处于收缩状态的第一轮组件的主视图；

图9是图8的A-A向剖视图；

图10是根据本发明的巡检机器人的处于伸张状态的第一轮组件的剖视图。

附图标记说明：

1、第一部分；11、第一轮组件；111、第一滚轮；112、活动部；1121、连接部；1122、锁定部；1123、柱体；1124、夹板；113、套筒；1131、第一连接板部；1132、第二连接板部；114、电机；115、丝杠；1151、定位凸起；116、螺母；117、第一夹持件；118、第二夹持件；12、第一本体；13、第一连接板；14、第二滚轮；

2、第二部分；21、第二本体；22、第二连接板；221、安装口；2211、限位部；2212、定位部；23、第二轮组件；231、第三滚轮；24、第四滚轮；

3、状态检测装置；31、磁环开关；

41、第一光通信元件；42、第二光通信元件。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图10所示，根据本发明的实施例，提供一种分体式机器人的快拆快连机构，该快拆快连机构用于分体式机器人的第一部分例如巡检机器人的主机和第二部分例如巡检机器人的从机之间的锁定和解锁，方便主机与从机的自动结合以及自动脱离，如图1和图2所示，快拆快连机构包括设置于第一部分1上的第一轮组件11，第一轮组件11包括第一滚轮111，该第一滚轮111为第一部分1的行走轮，第一轮组件11构造为伸缩结构以实现第一滚轮111的升降，即第一轮组件11的伸缩方向为竖向，如图3和图4所示，快拆快连机构还包括设置于第二部分2上的配合结构，在第一轮组件11的收缩状态下，第一轮组件11与配合结构配合将第一部分1和第二部分2之间锁定以构成整体的巡检机器人(参照图5和图6)，在第一轮组件11的伸张状态下，第一部分1与第二部分2之间解锁，以便于两部分结构能够分别执行巡检作业。

本申请提供的分体式机器人的快拆快连机构利用其中一部分的行走轮上的伸缩结构与另一部分的配合实现两部分之间的锁定和解锁，一方面简化了结构，使得分体式机器人的结构更加简单紧凑，且伸缩结构的伸缩实现锁定和解锁，结构更加可靠，不易损坏，延长使用寿命，另一方面能够在两部分连接在一起时使得一部分行走轮升高，以提高分体式机器人在锁定状态时的行进平稳性(后面有具体介绍)。

第一轮组件11与配合结构的配合方式例如可以为挂钩与挂孔的配合，具体地，第一轮组件11上设置有挂钩，配合结构为挂孔，在第一轮组件11的收缩状态下，挂钩挂于挂孔，实现第一部分1与第二部分2之间的锁定，在第一轮组件11的伸张状态下，挂钩与挂孔脱离，使得第一部分1与第二部分2之间解锁。

再例如，在一个优选的实施例中，如图8至10所示，第一轮组件11还包括固定部和活动部112，活动部112能够相对固定部运动以实现第一轮组件11的伸缩，第一滚轮111与活动部112相连接。其中，第一部分1上设置有第一夹紧结构，固定部连接于第一夹紧结构，活动部112包括第二夹紧结构，在收缩状态下，配合结构夹持在第一夹紧结构与第二夹紧结构之间，在伸张状态下，第一夹紧结构与第二夹紧结构之间的距离增大，使得其与配合结构相脱离。

具体地，如图1和图2所示，第一部分1包括第一本体12和与第一本体12的边沿连接的第一连接板13，第一轮组件11穿设在第一连接板13中，固定部与第一连接板13固定连接，活动部112上设置有夹板1124，夹板1124位于第一连接板13下方，第一连接板13构成第一夹紧结构，夹板1124构成第二夹紧结构，如图3和图4所示，第二部分2包括第二本体21和第二连接板22，如图5和图6所示，第一连接板13的底面与第二连接板22的顶面平齐，第二连接板22构成配合结构，即，在第一轮组件11处于收缩状态时，第二连接板22夹持在第一连接板13与夹板1124之间。为了简化结构，第二本体21和第二连接板22设置为一体结构。在图1和图2所示的实施例中，第一轮组件11并排设置有两个，如图3和图4所示，第二连接板22由第二本体21的边缘向第一部分1延伸形成且相应设置有两个。

为了实现第一部分1与第二部分2之间更好的锁定，优选地，配合结构包括设置在第二部分2上的安装口221，在图3和图4所示的实施例中，安装口221设置在第二连接板22上，安装口221贯通至第二连接板22的边缘，安装口221包括靠近其开口的限位部2211和远离其开口的定位部2212，在与所述安装口221的开口朝向垂直且与竖直方向垂直的方向上，定位部2212的尺寸大于限位部2211的尺寸，例如，在图3和图4所示的实施例中，安装口221呈T形，活动部112包括连接部1121以及与连接部1121相连的锁定部1122，连接部1121与限位部2211尺寸适配，锁定部1122与定位部2212尺寸适配，当第一部分1和第二部分2做靠近运动时，连接部1121由开口经限位部2211穿入定位部2212，第一轮组件11由伸张状态变为收缩状态时，锁定部1122向上运动，从而嵌入定位部2212中，如此，进一步提高第一部分1与第二部分2锁定时的连接可靠性。

在一个具体的实施例中，如图9和10所示，固定部包括套筒113，套筒113的下端的外周壁上设置有第一连接板部1131，第一连接板部1131通过紧固件与第一连接板13固定连接，具体地，第一连接板部1131上设置有第一连接孔，第一连接板13上设置有第二连接孔，紧固件穿过第一连接孔和第二连接孔实现第一连接板部1131与第一连接板13的紧固连接。活动部112包括柱体1123，柱体1123的一部分位于套筒113内并能够沿套筒113的轴向运动以实现第一轮组件11的伸缩，柱体1123的露于套筒113外的部分构成所述连接部1121，连接部1121的轴向外端设置所述锁定部1122，锁定部1122的轴向外端设置所述夹板1124，第一滚轮111与柱体1123的设置夹板1124的端部连接。

进一步地，第一轮组件11还包括驱动装置和传动机构，驱动装置通过传动机构驱动活动部112运动，从而实现第一轮组件11的伸缩。驱动装置例如可以为电机114、气缸等动力供给装置，在图9和图10所示的实施例中，传动机构包括与电机114连接的丝杠115以及与丝杠115配合的螺母116，螺母116与柱体1123的端部固定连接，螺母116的转动被限制，如此，当电机114驱动丝杠115转动时，螺母116会带动柱体1123做上下移动。

进一步优选地，套筒113的上端的外周壁上设置有第二连接板部1132，电机114与第二连接板部1132固定连接，电机114的电机轴伸入套筒113内并与套筒113内的丝杠115连接，丝杠115通过定位结构定位在套筒113中，定位结构包括呈上下布置的第一夹持件117和第二夹持件118，丝杠115的外周壁上设置有定位凸起1151，定位凸起1151被夹持在第一夹持件117和第二夹持件118之间，以限定丝杠115的轴向运动且不影响丝杠115的转动，柱体1123的上端部为空心结构，丝杠115的下端伸入到柱体1123内，使得第一轮组件11的结构更加紧凑。

为了简化结构，进一步优选地，套筒113的内腔呈阶梯孔结构，第一夹持件117和第二夹持件118固定在阶梯孔结构的阶梯面上。

进一步优选地，螺母116的横截面外轮廓为非圆形，螺母116与套筒113的内壁相配合以限制螺母116的周向转动，通过螺母116自身结构实现对螺母116的周向限位，使得结构更加简单。为方便加工，在一个具体的实施例中，螺母116的横截面外轮廓为方形。

进一步地，第一部分1还包括固定设置的第二滚轮14，在伸张状态下，第一滚轮111的底端与第二滚轮14的底端位于同一水平面，在收缩状态下，第一滚轮111的底端高于第二滚轮14的底端，第二部分2包括第二轮组件23，第二轮组件23包括第三滚轮231，第二轮组件23构造为伸缩结构以实现第三滚轮231的升降，第二轮组件23的结构可以与第一轮组件11的结构相同，便于批量加工，也可以省去第一轮组件上需要与配合结构相配合的部分，以简化结构，在图3和图4所示的实施例中，第二滚轮组件23设置在两个第二连接板22之间，第二部分2还包括固定设置的第四滚轮24，在第二轮组件23的伸张状态下，第三滚轮231的底端与第四滚轮24的底端位于同一水平面，在第二轮组件23的收缩状态下，第三滚轮231的底端高于第四滚轮14的底端。如此，当两部分分开时，第一滚轮111和第二滚轮14的底端平齐，作为行走轮实现第一部分1的行进，第三滚轮231和第四滚轮24的底端平齐，作为行走轮实现第二部分2的行进，而当两部分连接在一起时，第一滚轮111和第三滚轮231上升，第二滚轮14和第四滚轮24作为行走轮实现整体机器人的行进，这样能够提高整体机器人行走的平稳性。

进一步地，快拆快连机构还包括状态检测装置3，用于检测第一轮组件11的伸缩状态，从而判定第一部分1和第二部分2是否完成锁定和解锁动作。状态检测装置3例如可以为位置传感器、接近开关等。在一个具体的实施例中，状态检测装置包括固定设置的磁环开关31以及设置于活动部112上的磁铁(图中未示出)，当第一轮组件11伸张时，磁铁远离磁环开关31，使得磁环开关31断开，此时说明第一部分1和第二部分2处于解锁状态，而当第一轮组件11收缩时，磁铁靠近磁环开关31，使得磁环开关31打开，此时说明第一部分1和第二部分2处于锁定状态。

优选地，磁环开关31的位置可调，以保证状态检测装置3的检测精度，可调结构例如可以是，在第一连接板13上设置有限位滑槽，磁环开关31能够沿限位滑槽滑动以调整其位置，位置确定后，磁环开关31可以通过紧固件与第一连接板13固定连接。

状态检测装置3还可以检测第二轮组件23的伸缩状态，具体结构与检测第一轮组件11伸缩状态的结构类似，在此不再赘述。

进一步优选地，第一部分1上设置有第一光通信元件41，第二部分2上设置有第二光通信元件42，第一部分1和第二部分2之间通过第一光通信元件41和第二光通信元件42进行通信以实现两部分之间的信号传输。

本申请提供的分体式机器人的快拆快连机构利用其中一部分的行走轮上的伸缩结构与另一部分的配合实现两部分之间的锁定和解锁，一方面简化了结构，使得分体式机器人的结构更加简单紧凑，且伸缩结构的伸缩实现锁定和解锁，结构更加可靠，不易损坏，延长使用寿命，另一方面能够在两部分连接在一起时使得一部分行走轮升高，以提高分体式机器人在锁定状态时的行进平稳性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种分体式机器人的快拆快连机构，用于所述分体式机器人的第一部分和第二部分之间的锁定和解锁，其特征在于，所述快拆快连机构包括设置于所述第一部分上的第一轮组件，所述第一轮组件包括第一滚轮，所述第一轮组件构造为伸缩结构以实现所述第一滚轮的升降，所述快拆快连机构还包括设置于所述第二部分上的配合结构，在所述第一轮组件的收缩状态下，所述第一轮组件与所述配合结构配合将所述第一部分和所述第二部分之间锁定，在所述第一轮组件的伸张状态下，所述第一部分和所述第二部分之间解锁；

所述第一轮组件还包括固定部和活动部，所述活动部能够相对所述固定部运动以实现所述第一轮组件的伸缩，所述第一滚轮与所述活动部相连接，

所述固定部包括第一夹紧结构，所述活动部包括第二夹紧结构，在所述收缩状态下，所述配合结构夹持在所述第一夹紧结构和所述第二夹紧结构之间；或者，

所述第一部分上设置有第一夹紧结构，所述固定部连接于所述第一夹紧结构，所述活动部包括第二夹紧结构，在所述收缩状态下，所述配合结构夹持在所述第一夹紧结构和所述第二夹紧结构之间。

2.根据权利要求1所述的分体式机器人的快拆快连机构，其特征在于，所述配合结构包括设置在所述第二部分上的安装口，所述安装口贯通至所述第二部分的边缘，所述安装口包括靠近其开口的限位部和远离其开口的定位部，在与所述安装口的开口朝向垂直且与竖直方向垂直的方向上，所述定位部的尺寸大于所述限位部的尺寸，所述活动部包括连接部以及与所述连接部相连的锁定部，所述连接部与所述限位部尺寸适配，所述锁定部与所述定位部尺寸适配，所述连接部由所述开口经所述限位部穿入所述定位部，所述第一轮组件由伸张状态变为收缩状态时，所述锁定部嵌入所述定位部中。

3.根据权利要求2所述的分体式机器人的快拆快连机构，其特征在于，所述固定部包括套筒，所述第一部分包括第一连接板，所述套筒连接于所述第一连接板，所述第一连接板构成所述第一夹紧结构，所述活动部包括柱体，所述柱体的一部分位于所述套筒内并能够沿所述套筒的轴向运动以实现所述第一轮组件的伸缩，所述柱体的露于所述套筒外的部分构成所述连接部，所述连接部的轴向外端设置所述锁定部，所述锁定部的轴向外端设置有夹板，所述夹板构成所述第二夹紧结构。

4.根据权利要求3所述的分体式机器人的快拆快连机构，其特征在于，所述第二部分包括第二连接板，所述安装口设置于所述第二连接板，所述第一连接板的底面与所述第二连接板的顶面平齐，所述第二连接板构成所述配合结构。

5.根据权利要求3所述的分体式机器人的快拆快连机构，其特征在于，所述第一轮组件还包括驱动装置和传动机构，所述驱动装置通过所述传动机构驱动所述活动部运动，所述传动机构包括与所述驱动装置连接的丝杠以及与所述丝杠配合的螺母，所述螺母与所述柱体的端部固定连接。

6.根据权利要求5所述的分体式机器人的快拆快连机构，其特征在于，所述螺母的横截面外轮廓为非圆形，所述螺母与所述套筒的内壁相配合以限制所述螺母的周向转动。

7.根据权利要求1至6之一所述的分体式机器人的快拆快连机构，其特征在于，所述第一部分还包括固定设置的第二滚轮，在所述伸张状态下，所述第一滚轮的底端与所述第二滚轮的底端位于同一水平面，在所述收缩状态下，所述第一滚轮的底端高于所述第二滚轮的底端；和/或，

所述第二部分包括第二轮组件，所述第二轮组件包括第三滚轮，所述第二轮组件构造为伸缩结构以实现所述第三滚轮的升降，所述第二部分还包括固定设置的第四滚轮，在所述第二轮组件的伸张状态下，所述第三滚轮的底端与所述第四滚轮的底端位于同一水平面，在所述第二轮组件的收缩状态下，所述第三滚轮的底端高于所述第四滚轮的底端。

8.根据权利要求7所述的分体式机器人的快拆快连机构，其特征在于，所述快拆快连机构还包括状态检测装置，用于检测所述第一轮组件和/或所述第二轮组件的伸缩状态。

9.根据权利要求8所述的分体式机器人的快拆快连机构，其特征在于，所述状态检测装置包括固定设置的磁环开关以及设置于所述活动部上的磁铁；所述磁环开关的位置可调。

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