CN113290575A - 一种智能机器人快锁装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器人技术领域，特别涉及一种智能机器人快锁装置。包括第一连接件、第二连接件、弹性套及定位销，其中第一连接件和第二连接件上相对应地分别设有第一定位孔和第二定位孔；定位销插设于第一定位孔和第二定位孔内；弹性套设置于定位销与第一定位孔和第二定位孔之间，弹性套的外侧套设有弹性环；弹性环被定位销涨紧，从而使第一连接件和第二连接件固定连接。本发明能够简捷高效地将第一连接件和第二连接件锁紧和拆除，通过弹性套消除快锁快拆对快锁精密孔的磨损，让系统含有刚度和阻尼的快锁快拆。

Description

一种智能机器人快锁装置

技术领域

本发明属于机器人技术领域，特别涉及一种智能机器人快锁装置。

背景技术

当前智能机器人和自动化行业里会采用到大量的快锁装置，快锁快拆机构的作用在日常生活中显而易见。目前，虽然快锁快拆机构有很多，满足将两个不同的零部件可靠地装配在一起，同时又能够快速拆取的要求，有一定难度。传统被快锁零件的固定方式主要有螺栓连接方式和销孔配合方式两种，螺栓连接方式是将被快锁零件和基座通过螺栓固定，实施时需通过专用工具对螺栓进行拆装；固定螺栓通常以螺栓组方式进行布置，大量拆装增加了操作的繁琐性。销孔配合方式是将快锁销和快锁孔结构分别固定在被快锁零件和基座上，快锁时通过快锁销插入快锁孔进行固定；销孔配合方式要求被快锁零件有较高的重复到位精度，同时销孔配合反复拆装会带来销轴磨损，降低快锁的可靠性。传统被快锁零件的固定方式拆装复杂、操作繁琐、定位精度低、快锁易失效，无法满足被快锁零件可靠快锁的使用需求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种智能机器人快锁装置，以解决传统被快锁零件的固定方式拆装复杂、操作繁琐、定位精度低、快锁易失效，无法满足被快锁零件可靠快锁的使用需求的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明实施例提供的一种智能机器人快锁装置，包括第一连接件、第二连接件、弹性套及定位销，其中第一连接件和第二连接件上相对应地分别设有第一定位孔和第二定位孔；所述定位销插设于第一定位孔和第二定位孔内；

所述弹性套设置于所述定位销与第一定位孔和第二定位孔之间，所述弹性套的外侧套设有弹性环；所述弹性套和所述弹性环被所述定位销涨紧，从而使第一连接件和第二连接件固定连接。

在一种可能的实现方式中，所述第一定位孔和所述第二定位孔相对应的一端分别设有第一弧形槽和第二弧形槽，所述第一弧形槽和第二弧形槽扣合形成弹性环容置槽。

在一种可能的实现方式中，所述弹性环的外圆周直径小于所述第一定位孔和第二定位孔的直径；所述弹性环被所述定位销涨紧弹性变形后容置于所述弹性环容置槽内

在一种可能的实现方式中，所述弹性环与所述弹性环容置槽的内壁之间为椭圆面配合。

在一种可能的实现方式中，所述弹性套为分体结构，包括第一弹性半体和第二弹性半体，所述弹性环套设于第一弹性半体和第二弹性半体的外侧。

在一种可能的实现方式中，所述第一弹性半体和所述第二弹性半体均为圆弧形结构，且一端设有法兰止口Ⅰ。

在一种可能的实现方式中，所述第一弹性半体和所述第二弹性半体的两侧边缘弦向连线的长度小于圆弧直径。

在一种可能的实现方式中，所述第一弹性半体和所述第二弹性半体的外表面上沿周向均设有弹性环定位槽，所述弹性环嵌设于所述弹性环定位槽内。

在一种可能的实现方式中，所述定位销为圆柱形结构，且一端部设有法兰止口Ⅱ，另一端设有倒角。

在一种可能的实现方式中，所述的智能机器人快锁装置还包括智能机器人；所述智能机器人包括依次转动连接的基座、大臂、小臂及末端执行器，所述第一连接件和所述第二连接件分别设置于大臂和小臂上。

本发明的优点及有益效果是：

1.本发明能够简捷高效地将第一连接件和第二连接件锁紧和拆除，由于含有弹性套，消除快锁快拆对快锁精密孔的磨损，让系统含有刚度和阻尼的快锁快拆。

2.本发明利用弹性套的非线性变形，能够形成松不脱结构，由于设置松不脱结构，不仅能够快速地将第一连接件和第二连接件紧固，而且使第一连接件和第二连接件在紧固后更加安全可靠，可靠性好，稳定性高。

3.本发明结构简单，使用方便，应用范围广，而且对第一连接件和第二连接件的结构精度要求小。

4.本发明通过弹性套有效防止精密定位孔的划伤。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种智能机器人快锁装置的轴测图；

图2为本发明实施例中一种智能机器人快锁装置的侧视图；

图3为图2中Ⅰ处放大图；

图4为本发明实施例弹性套的轴测图；

图5为本发明实施例中弹性半体的结构示意图；

图6为本发明实施例中定位销的结构示意图。

图中：1为基座，2为大臂，3为小臂，4为末端执行器，5为弹性套，51为第一弹性半体，52为第二弹性半体，501为法兰止口Ⅰ，502为上定位半环，503为弹性环定位槽，504为下定位半环，6为定位销，601为法兰止口Ⅱ，20为第一连接件，201为第一定位孔，202为第一弧形槽，30为第二连接件，301为第二定位孔，302为第二弧形槽，7为弹性环。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的一种智能机器人快锁装置，具有轻量化、过程柔性补偿、低噪音的优点，能够将两个结构不同的零部件进行组装，锁紧或拆除效率高，可靠性好。参见图1至图3所示，该一种智能机器人快锁装置，包括第一连接件20、第二连接件30、弹性套5及定位销6，其中第一连接件20和第二连接件30上相对应地分别设有第一定位孔201和第二定位孔301，定位销6插设于第一定位孔201和第二定位孔301内；弹性套5设置于定位销6与第一定位孔201和第二定位孔301之间，弹性套5的外侧套设有弹性环7，弹性环7被定位销6涨紧，从而使第一连接件20和第二连接件30固定连接。

本发明能够简捷高效地将第一连接件20和第二连接件30锁紧和拆除，由于含有弹性变形结构，能消除快锁快拆对锁定精密孔的磨损，让系统含有刚度和阻尼的快锁快拆。

参见图1、图2所示，本发明的实施例中，一种智能机器人快锁装置还包括智能机器人；智能机器人包括依次转动连接的基座1、大臂2、小臂3及末端执行器4，第一连接件20和第二连接件30分别设置于大臂2和小臂3上，用于小臂3收缩后的快速锁定。

参见图3所示，本发明的实施例中，第一定位孔201和第二定位孔301均为圆柱形孔，且相对应的一端分别设有第一弧形槽202和第二弧形槽302，第一弧形槽202和第二弧形槽302扣合形成弹性环容置槽。具体地，弹性环容置槽为椭圆形结构。

本发明的实施例中，弹性环7的外圆周直径小于第一定位孔201和第二定位孔301的直径；弹性环7被定位销6涨紧弹性变形后容置于弹性环容置槽内，弹性环7与弹性环容置槽的内壁之间为椭圆面配合，形成松不脱结构。由于设置松不脱结构，不仅能够快速地将第一连接件20和第二连接件30紧固，而且使第一连接件20和第二连接件30在紧固后更加安全可靠，可靠性好，稳定性高。

参见图4、图5所示，本发明的实施例中，通过弹性套5有效防止精密定位孔的划伤。具体地，弹性套5为分体结构，包括第一弹性半体51和第二弹性半体52，弹性环7套设于第一弹性半体51和第二弹性半体52的外侧，第一弹性半体51和第二弹性半体52在被高弹性的弹性环7的回弹力作用下相对定位。

进一步地，第一弹性半体51和第二弹性半体52均为圆弧形结构，且一端设有法兰止口Ⅰ501，法兰止口Ⅰ501用于轴向限位，限定第一弹性半体51和第二弹性半体52同时插入到第一定位孔201和第二定位孔301中的相对高度。第一弹性半体51和第二弹性半体52的两侧边缘弦向连线的长度小于与弹性半体圆弧同心的整圆直径。也就是说，第一弹性半体51和第二弹性半体52为非半圆弧结构，其径向高度小于圆弧半径。

进一步地，第一弹性半体51和第二弹性半体52的外表面上沿周向均设有弹性环定位槽503，弹性环7嵌设于弹性环定位槽503内。弹性环定位槽503的两侧分别为上定位半环502和下定位半环504。当定位销6插入后使第一弹性半体51和第二弹性半体52分离，第一弹性半体51和第二弹性半体52的下定位半环504与第一定位孔201的内壁涨紧贴合，上定位半环502与第二定位孔301的内壁涨紧贴合；同时，弹性环7被涨紧，并且使弹性环7容置于第一定位孔201和第二定位孔301之间的弹性环容置槽内，从而完成第一连接件20和第二连接件30的快速连接。

具体地，弹性套5和弹性环7采用橡胶材质。第一弹性半体51和第二弹性半体52在被高弹性的弹性环7的回弹力作用下相对定位。弹性环的回弹作用于弹性环定位槽503的内凹面。在未使用自然状态下，弹性环7的外直径小于第一定位孔201和第二定位孔301的直径。本实施例中，弹性环7的外直径为20mm，第一定位孔201和第二定位孔301的直径为21mm。

本发明的实施例中，因弹性套5为分体结构，可以分解数量为m块，m为大于等于二的自然数，只要m块保证弹性环7被定位销6涨紧弹性变形的前后，即弹性环7外形变化满足插入及涨紧容置于弹性环容置腔内。需要说明的是，各弹性块上沿轴向也可间隔设置多个弹性环定位槽503，可通过多个弹性环7将多个弹性块定位。相应地，在第一定位孔201和第二定位孔301的内壁上开设多个弹性环容置槽，用于容置相对应的弹性环7，从而进一步提高连接强度。

参见图6所示，本发明的实施例中，定位销6为圆柱形结构，且一端部设有法兰止口Ⅱ601，用于轴向限位；定位销6的另一端设有倒角602，方便插入定位孔内。

当前智能机器人一些精密关节，在运输过程中需要用两个校零孔进行锁定，由于用于锁定的孔是精密孔，本发明提供的智能机器人快锁装置能消除快锁快拆对锁定精密孔的磨损，让系统含有刚度和阻尼的快锁快拆。

本发明提供的一种智能机器人快锁装置，包含如下步骤：

第一步；对位。

大臂2和小臂3运行至第一定位孔201和第二定位孔301同心。

第二步；弹性环节到位

自然收缩组态的第一弹性半体51和第二弹性半体52被高弹性的弹性环7的回弹力所相对定位，从上至下插入到第一定位孔201和第二定位孔301中。法兰止口501锁定第一弹性半体51和第二弹性半体52插入到第一定位孔201和第二定位孔301中的相对高度。

第三步；涨满。

刚性定位销6的倒角602从上至下先插入弹性套5内。

同步产生如下动作；

A)上半圆柱接触。

刚性定位销6的圆柱面从上至下插入弹性套5内。由于弹性套5的弹性变形，定位销6的圆柱面、弹性套5的上定位半环502和第二定位孔301弹性涨紧快锁。

B)弹性环7的椭球面接触变形。

刚性定位销6的圆柱面从上至下插入弹性套5内的弹性接触变形过程中，第一弹性半体51和第二弹性半体52涨开，弹性环7的椭球面接触变形接触到第一弧形槽202和第二弧形槽302，完成定位。

C)下半圆柱接触。

刚性定位销6的圆柱面从上至下插入弹性套5内。由于弹性套5的弹性变形，定位销6的圆柱面、弹性套5的两个下定位半环504和第一定位孔201弹性涨紧快锁。

以上为快锁流程，解锁过程为逆逻辑过程。

本发明提供的智能机器人快锁装置能消除快锁快拆对锁定精密孔的磨损，让系统含有刚度和阻尼的快锁快拆，其能够将两个结构不同的零部件进行组装，锁紧或拆除效率高，可靠性好。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种智能机器人快锁装置，其特征在于，包括第一连接件(20)、第二连接件(30)、弹性套(5)及定位销(6)，其中第一连接件(20)和第二连接件(30)上相对应地分别设有第一定位孔(201)和第二定位孔(301)；

所述定位销(6)插设于第一定位孔(201)和第二定位孔(301)内；

所述弹性套(5)设置于所述定位销(6)与第一定位孔(201)和第二定位孔(301)之间，所述弹性套(5)的外侧套设有弹性环(7)；

所述弹性套(5)和所述弹性环(7)被所述定位销(6)涨紧，从而使第一连接件(20)和第二连接件(30)固定连接。

2.根据权利要求1所述的智能机器人快锁装置，其特征在于，所述第一定位孔(201)和所述第二定位孔(301)相对应的一端分别设有第一弧形槽(202)和第二弧形槽(302)，所述第一弧形槽(202)和第二弧形槽(302)扣合形成弹性环容置槽。

3.根据权利要求2所述的智能机器人快锁装置，其特征在于，所述弹性环(7)的外圆周直径小于所述第一定位孔(201)和第二定位孔(301)的直径；所述弹性环(7)被所述定位销(6)涨紧弹性变形后容置于所述弹性环容置槽内。

4.根据权利要求3所述的智能机器人快锁装置，其特征在于，所述弹性环(7)与所述弹性环容置槽的内壁之间为椭圆面配合。

5.根据权利要求1所述的智能机器人快锁装置，其特征在于，所述弹性套(5)为分体结构，包括第一弹性半体(51)和第二弹性半体(52)，所述弹性环(7)套设于第一弹性半体(51)和第二弹性半体(52)的外侧。

6.根据权利要求5所述的智能机器人快锁装置，其特征在于，所述第一弹性半体(51)和所述第二弹性半体(52)均为圆弧形结构，且一端设有法兰止口Ⅰ(501)。

7.根据权利要求6所述的智能机器人快锁装置，其特征在于，所述第一弹性半体(51)和所述第二弹性半体(52)的两侧边缘弦向连线的长度小于圆弧直径。

8.根据权利要求7所述的智能机器人快锁装置，其特征在于，所述第一弹性半体(51)和所述第二弹性半体(52)的外表面上沿周向均设有弹性环定位槽(503)，所述弹性环(7)嵌设于所述弹性环定位槽(503)内。

9.根据权利要求1所述的智能机器人快锁装置，其特征在于，所述定位销(6)为圆柱形结构，且一端部设有法兰止口Ⅱ(601)，另一端设有倒角(602)。

10.根据权利要求1-9任一项所述的智能机器人快锁装置，其特征在于，还包括智能机器人；

所述智能机器人包括依次转动连接的基座(1)、大臂(2)、小臂(3)及末端执行器(4)，所述第一连接件(20)和所述第二连接件(30)分别设置于大臂(2)和小臂(3)上。

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