CN110744534B - 一种自主分离机器人关节模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自主分离机器人关节模块，包括关节Ⅰ、关节Ⅱ和连接于所述关节Ⅰ与关节Ⅱ之间的分离模块；所述分离模块至少包括连接于所述关节Ⅰ的卡槽体、连接于所述关节Ⅱ的形状记忆合金卡勾以及用于对所述形状记忆合金卡勾进行加热的加热体；所述形状记忆合金卡勾在未受热时可与所述卡槽体配合实现卡接，其在受热时可变形至与所述卡槽体分离；本发明的关节模块当机器人关节受到外界物体挤压无法继续工作时，加热体对形状记忆合金卡勾进行加热，使卡勾发生变形并与卡槽体分离，最终实现关节的自主分离。

Description

一种自主分离机器人关节模块
技术领域
本发明属于机器人领域，具体涉及一种自主分离机器人关节模块。
背景技术
随着科学技术的不断发展，机器人及人工智能技术被越来越多的应用到我们的日常生活中，开始代替人类完成很多类型的工作，其中就包括一些高危工作。由于智能机器人与人类相比，其本身的结构功能相对比较强大，很多关键性技术在抢险救灾工作中可以发挥非常重要的作用(在工作过程中它不仅帮助我们提升抢险救灾工作的工作效率，而且还能有效降低抢险救灾工作人员的伤亡率)，所以在抢险救灾领域智能机器人的应用似乎已经成为一种必然趋势。
由于抢险救灾机器人在高危环境中作业，因此对其结构与功能提出了更高的要求。机器人在抢险救灾作业中，关节可能受到外力挤压或其他不可抗因素导致关节不能移动或者关节断裂，而要求机器人在此条件下还能实现继续作业。因此，需要一种自主分离机器人关节模块，当关节受到挤压时机器人能自主实现关节分离，或者在机器人关节断裂后还能实现机器人的正常运动和工作。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是旨在提供一种可自主实现关节分离的自主分离机器人关节模块。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
一种自主分离机器人关节模块，包括：关节Ⅰ、关节Ⅱ和连接于所述关节Ⅰ与关节Ⅱ之间的分离模块；所述分离模块至少包括连接于所述关节Ⅰ的卡槽体、连接于所述关节Ⅱ的形状记忆合金卡勾以及用于对所述形状记忆合金卡勾进行加热的加热体；所述形状记忆合金卡勾在未受热时可与所述卡槽体配合实现卡接，其在受热时可变形至与所述卡槽体分离。
进一步，所述卡槽体设有卡槽，所述形状记忆合金卡勾常温下为U型结构，并穿过所述卡槽实现卡接；所述形状记忆合金在受热时将变形为L型结构，并可从所述卡槽中脱离。
进一步，所述分离模块还包括固定于所述关节体前端面的支架；所述形状记忆合金卡勾通过螺钉固定连接于所述支架前端面；所述加热体为设置于所述支架前端面的电阻。
进一步，常温下保持U型结构的所述形状记忆合金卡勾的自由端与所述支架相接触，使形状记忆合金卡勾与支架共同形成闭环结构。
进一步，所述关节Ⅰ包括支座Ⅰ、固定于所述支座Ⅰ前端面的舵机Ⅰ以及固定连接于所述舵机Ⅰ转轴上的舵盘Ⅰ；所述卡槽体固定于所述支座Ⅰ后端面。
进一步，所述关节Ⅱ包括支座Ⅱ、通过连接件固定于所述支座Ⅱ侧面的关节体、固定于所述支座Ⅱ前端面的舵机Ⅱ以及固定连接于所述舵机Ⅱ转轴上的舵盘Ⅱ；所述舵机Ⅰ和舵机Ⅱ的转轴轴线相互垂直。
本发明的有益效果为：本发明的自主分离机器人关节模块，在两关节之间设置分离模块，分离模块至少包括卡槽体、形状记忆合金卡勾和用于对卡勾进行加热的加热体，形状记忆合金卡勾在常温下与卡槽体配合实现卡接；当机器人关节受到外界物体挤压无法继续工作时，加热体对形状记忆合金卡勾进行加热，使卡勾发生变形并与卡槽体分离，最终实现关节的自主分离。
附图说明
本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的关节Ⅰ的结构示意图；
图3为本发明的分离模块的结构示意图
图4为本发明的关节Ⅱ的结构示意图。
1-关节Ⅰ；2-分离模块；3-关节Ⅱ；2-1-支座Ⅰ；2-2-舵盘Ⅰ；2-3-舵机Ⅰ；3-1-电阻；3-2-支架；3-3-螺钉；3-4-1-卡勾；3-4-2-卡槽体；3-5-关节体；4-1-舵盘Ⅱ；4-2-舵机Ⅱ；4-3-支座Ⅱ；4-4-连接件。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
本实施例的一种自主分离机器人关节模块，如图1所示，包括：关节Ⅰ1、关节Ⅱ3和连接于所述关节Ⅰ1与关节Ⅱ3之间的分离模块2；所述分离模块2至少包括连接于所述关节Ⅰ1的卡槽体3-4-2、连接于所述关节Ⅱ3的形状记忆合金卡勾3-4-1以及用于对所述形状记忆合金卡勾3-4-1进行加热的加热体；所述形状记忆合金卡勾3-4-1在未受热时可与所述卡槽体3-4-2配合实现卡接，其在受热时可变形至与所述卡槽体3-4-2分离；加热体可采用现有一切能够发热的元件实现，形状记忆合金卡勾3-4-1在常温下的形态可以可靠的卡入卡槽体3-4-2中；当分离模块2需要分离时，加热体发热，形状记忆合金受热后发生相变，使卡勾3-4-1发生整体变形，并可从卡槽体3-4-2中脱出，最终实现分离。
本实施例中，所述卡槽体3-4-2设有方孔结构的卡槽，所述形状记忆合金卡勾3-4-1常温下为U型结构，并穿过所述卡槽实现卡接，如图3所示为卡勾3-4-1在常温下的形态；所述形状记忆合金在受热时将变形为L型结构，并可从所述卡槽中脱离，U型结构的卡勾3-4-1可可靠的与卡槽体实现锁扣，卡勾3-4-1变形为L型后，其可从卡槽中脱出实现关节的分离，卡勾3-4-1的横截面为矩形，其可嵌入到同样为矩形的卡槽内，卡勾3-4-1变形在常温下，U型结构的内侧宽度与卡槽体的宽度一致，因此，U型结构卡勾3-4-1与卡槽体相互配合具有足够的约束力，有利于机器人关节在运动过程中的旋转和翻转运动，同时也有利于增加关节的运动精度和降低功耗。
本实施例中，所述分离模块2还包括固定于所述关节体3-5前端面的支架3-2；所述卡勾3-4-1通过螺钉3-3固定连接于所述支架3-2前端面，为了使卡勾3-4-1与支架3-2有效连接，卡勾3-4-1的固定端应具有一折弯后形成的连接段，在该连接段上设置螺钉安装孔；所述加热体为设置于所述支架3-2前端面的电阻3-1。
本实施例中，常温下保持U型结构的所述形状记忆合金卡勾3-4-1的自由端与所述支架相接触，使形状记忆合金卡勾3-4-1与支架共同形成闭环结构，如图3所示，常温下，U型的卡勾3-4-1将与支架共同形成闭环结构，确保其不会从卡槽体中脱出，提高了连接的可靠性。
本实施例中，所述关节Ⅰ1包括支座Ⅰ2-1、固定于所述支座Ⅰ2-1前端面的舵机Ⅰ2-3以及固定连接于所述舵机Ⅰ2-3转轴上的舵盘Ⅰ2-2；所述卡槽体3-4-2固定于所述支座Ⅰ2-1后端面；如图2所示，支座Ⅰ2-1为箱体结构，表面分布有减重孔，舵机Ⅰ2-3固定安装于其前端面，舵机Ⅰ2-3转轴上固定安装用于与上一关节连接的舵盘Ⅰ2-2；利用舵机Ⅰ2-3可以实现关节沿Y轴(舵机Ⅰ2-3转轴轴向)旋转。
本实施例中，所述关节Ⅱ3包括支座Ⅱ4-3、通过连接件4-4固定于所述支座Ⅱ4-3侧面的关节体3-5、固定于所述支座Ⅱ4-3前端面的舵机Ⅱ4-2以及固定连接于所述舵机Ⅱ4-2转轴上的舵盘Ⅱ4-1；所述舵机Ⅰ2-3和舵机Ⅱ4-2的转轴轴线相互垂直；舵盘Ⅱ4-1用于与下一关节连接；利用舵机Ⅱ4-2可以实现关节沿X轴(舵机Ⅱ4-2转轴轴向)旋转。
以上具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种自主分离机器人关节模块，其特征在于：包括关节Ⅰ、关节Ⅱ和连接于所述关节Ⅰ与关节Ⅱ之间的分离模块；所述分离模块至少包括连接于所述关节Ⅰ的卡槽体、连接于所述关节Ⅱ的形状记忆合金卡勾以及用于对所述形状记忆合金卡勾进行加热的加热体；所述形状记忆合金卡勾在未受热时可与所述卡槽体配合实现卡接，其在受热时可变形至与所述卡槽体分离；
所述卡槽体设有卡槽，所述形状记忆合金卡勾常温下为U型结构，并穿过所述卡槽实现卡接；所述形状记忆合金在受热时将变形为L型结构，并可从所述卡槽中脱离；
所述分离模块还包括固定于关节体前端面的支架；所述形状记忆合金卡勾通过螺钉固定连接于所述支架前端面；所述加热体为设置于所述支架前端面的电阻；
常温下保持U型结构的所述形状记忆合金卡勾的自由端与所述支架相接触，使形状记忆合金卡勾与支架共同形成闭环结构。
2.根据权利要求1所述的自主分离机器人关节模块，其特征在于：所述关节Ⅰ包括支座Ⅰ、固定于所述支座Ⅰ前端面的舵机Ⅰ以及固定连接于所述舵机Ⅰ转轴上的舵盘Ⅰ；所述卡槽体固定于所述支座Ⅰ后端面。
3.根据权利要求2所述的自主分离机器人关节模块，其特征在于：所述关节Ⅱ包括支座Ⅱ、通过连接件固定于所述支座Ⅱ前端面的关节体、固定于所述支座Ⅱ后端面的舵机Ⅱ以及固定连接于所述舵机Ⅱ转轴上的舵盘Ⅱ；所述舵机Ⅰ和舵机Ⅱ的转轴轴线相互垂直。
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