CN211308786U

CN211308786U - 一种弹簧式机器人腿部组件连接结构

Info

Publication number: CN211308786U
Application number: CN201922477153.6U
Authority: CN
Inventors: 张雅晨; 孙天奇; 崔艳鸿; 亢振华; 谭清华
Original assignee: Vincross China Co ltd
Current assignee: Vincross China Co ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2020-08-21
Anticipated expiration: 2029-12-31

Abstract

本实用新型属于机器人技术领域，为了解决现有多足机器人的腿部组件无法快速拆装的问题，公开了一种弹簧式机器人腿部组件连接结构。在机器人的基体设有第一连接孔并在第一连接孔中设有快拆按键和第一弹性件，在腿部设有第一安装孔并在第一安装孔中设有锁定件和第二弹性件，快拆按键在第一弹性件作用下处于第一连接孔中，锁定件在第二弹性件的作用下一端伸出第一安装孔。借助第二弹性件对锁定件的作用力，使锁定件插装至第一连接孔中，实现腿部与基体的连接，通过反向按压快拆按键克服第一弹性件的作用力，从而克服第二弹性件对锁定件的作用力，将锁定件推出至第一连接孔外部，解除锁定件与第一连接孔的插装连接，实现腿部与基体的快速拆离。

Description

一种弹簧式机器人腿部组件连接结构

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种针对多足机器人的弹簧式机器人腿部组件连接结构。

背景技术

步行机器人是一种由计算机控制的用足机构推进的地面移动装置，通常足数多于或等于四的步行机器人称为多足步行机器人。鉴于多足步行运动特征，相对于轮式机器人而言，多足步行机器人在非结构化、存在不确定性的环境内工作具有绝对的优势。

然而，在现有的消费类多足机器人中，机器人的腿部组件通常与机器人的基体部分采用的是不可拆卸式的连接结构。这样，不仅会导致整个机器人的包装和运输体积庞大，不利于运输和存储，而且对于多足机器人来说，腿部组件是其运动过程中最容易损坏的部件，不可拆卸式的连接结构导致无法对其实现快速拆装更换，增加其维护使用成本，大大影响整个多足机器人的使用效果。

实用新型内容

为了解决现有多足机器人的腿部组件无法快速拆卸所带来的上述问题，本实用新型提出了一种弹簧式机器人腿部组件连接结构。该弹簧式机器人腿部组件连接结构，用于机器人中基体和腿部的连接，包括快拆按键、第一弹性件、锁定件和第二弹性件；

所述基体上设有第一连接孔，所述快拆按键位于所述第一连接孔中，所述第一弹性件位于所述基体与所述快拆按键之间；当所述第一弹性件处于自然状态时，所述第一弹性件将所述快拆按键压至远离所述基体的连接端面；沿所述第一连接孔的轴线方向对所述快拆按键施加作用力时，可以克服所述第一弹性件将所述快拆按键压至所述基体的连接端面；

所述腿部上设有第一安装孔，所述锁定件位于所述第一安装孔中，所述第二弹性件位于所述腿部与所述锁定件之间；当所述第二弹性件处于自然状态时，所述第二弹性件将所述锁定件的端部压出至所述第一安装孔；沿所述第一安装孔的轴线方向对所述锁定件施加作用力时，可以克服所述第二弹性件将所述锁定件压至所述第一安装孔中；

所述锁定件在所述第二弹性件的作用下可以伸至所述第一连接孔中，所述快拆按键克服所述第一弹性件移动至所述第一连接孔的孔口时可以将所述锁定件压回至所述第一安装孔中。

优选的，所述基体上设有固定柱；所述固定柱与所述第一连接孔平行设置，用于套设安装所述第一弹性件。

进一步优选的，所述快拆按键为十字形结构，包括竖直端和水平端；其中，所述水平端设有沿轴向开设的导向孔，所述水平端通过所述导向孔套设在所述固定柱上，并且与所述第一弹性件接触。

优选的，所述基体上设有限位槽，所述限位槽沿所述第一连接孔的轴线方向开设；所述快拆按键上设有沿所述第一连接孔径向的限位台；所述限位台位于所述限位槽内，用于限制所述快拆按键沿所述连接孔往复移动的位置。

进一步优选的，所述限位台与所述快拆按键采用活动式连接。

优选的，所述第一安装孔内设有定位柱；所述定位柱与所述第一安装孔同轴设置，用于套设安装所述第二弹性件和所述锁定件。

优选的，所述快拆按键和所述锁定件上分别设有电连接件；所述锁定件与所述第一连接孔连接时，所述快拆按键和所述锁定件上的电连接件形成接触连接。

优选的，所述基体上设有定位轨道，所述腿部上设有定位台，并且所述定位轨道位于所述第一连接孔周围，所述第一安装孔位于所述定位台上；所述定位台可以沿所述定位轨道进行往复滑动，形成所述第一安装孔和所述第一连接孔的快速对齐。

优选的，所述第一连接孔采用通孔结构形式。

优选的，所述基体上还设有第二连接孔，所述腿部还设有第二安装孔；所述第二连接孔与所述第一连接孔分别位于所述基体的上连接端和下连接端，并且所述第二连接孔中设有与所述第一连接孔中相同结构以及安装关系的快拆按键和第一弹性件；所述第二安装孔与所述第一安装孔分别位于所述腿部的上安装面和下安装面，并且所述第二安装孔中设有与所述第一安装孔中相同结构以及安装关系的锁定件和第二弹性件。

在本实用新型中，通过在机器人的基体部分开设第一连接孔并在第一连接孔中设置快拆按键和第一弹性件，在腿部开设第一安装孔并在第一安装孔中设置锁定件和第二弹性件，同时，快拆按键在第一弹性件作用下处于第一连接孔中，锁定件在第二弹性件的作用下处于伸出第一安装孔的位置。此时，将第一连接孔与第一安装孔对齐后，借助自然状态下第二弹性件对锁定件的作用力，就可以使锁定件与第一连接孔保持常态插装连接关系，实现腿部与基体的快速连接，同时，通过第一连接孔反向按压快拆按键而克服第一弹性件的作用力，从而与锁定件接触并克服第二弹性件的作用力，将锁定件推出至第一连接孔外部，解除锁定件与第一连接孔之间的插装连接，实现对腿部与基体的快速拆离。这样，不仅可以大大减小整个机器人的包装尺寸，提高运输和存储的便捷性，而且还可以在使用过程中对腿部进行快速拆装更换，保证机器人的可靠性和使用效果。

附图说明

图1为实施例机器人中基体与一个腿部组件连接的爆炸示意图；

图2为实施例机器人中基体外形结构示意；

图3为实施例机器人中基体的局部截面结构示意图；

图4为实施例机器人中腿部组件的局部外形结构示意图；

图5为实施例机器人中腿部组件的局部截面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细介绍。

结合图1至图5所示，本实施例连接式机器人腿部组件连接结构，用于机器人中基体1和腿部2的连接，包括快拆按键3、第一弹性件4、锁定件5和第二弹性件6。

基体1上设有多个上连接端11和多个下连接端12。多个上连接端11和多个下连接端12分别沿圆周方向均布，并且沿轴向一一对应。这样，借助多组沿轴向一一对应的上连接端和下连接端，就可以实现基体与多个腿部的连接固定。

上连接端11设有第一连接孔111，并且沿轴向贯穿上连接端11。快拆按键3位于第一连接孔111中，并且可以沿第一连接孔111进行轴向往复移动。第一弹性件4位于上连接端11的本体与快拆按键3之间，形成对快拆按键3向上的作用力，即将该快拆按键3保持在第一连接孔111中。

下连接端12设有第二连接孔121，并且沿轴向贯穿下连接端12。在第二连接孔121中同样设有快拆按键3和第一弹性件4，其中该快拆按键3可以沿第二连接孔121进行轴向往复移动，第一弹性件4位于下连接端12的本体与快拆按键3之间，形成对快拆按键3向下的作用力，即将该快拆按键3保持在第二连接孔121内。

腿部2上设有上连接面21和下连接面22。上连接面21和下连接面22位于同一轴线上，并且保持平行关系。

上连接面21设有第一安装孔211，并且第二弹性件6和锁定件5位于第一安装孔211中。锁定件5可以沿第一安装孔211进行轴向往复移动，第二弹性件6的一端与第一安装孔211的孔底接触，另一端与锁定件5接触，形成对锁定件5的轴向作用力，从而使锁定件5的一端位于第一安装孔211内，一端位于第一安装孔211外。

下连接面22设有第二安装孔221，并且第二安装孔221中同样设有第二弹性件6和锁定件5。其中，该锁定件5可以沿第二安装孔221进行轴向往复移动，第二弹性件6的一端与第二安装孔221的孔底接触，另一端与锁定件5接触，形成对锁定件5的轴向作用力，从而使锁定件5的一端位于第二安装孔221内，另一端位于第二安装孔221外。

同时，第一连接孔111和第二连接孔121的孔径尺寸与锁定件5的外径尺寸相对应，即锁定件5可以沿轴向伸入至第一连接孔111和第二连接孔121中。

结合图2至图5所示，本实施例中机器人的基体和腿部组件进行拆装操作的具体过程为：

在基体1与腿部2进行连接之前，第一弹性件4和第二弹性件6均处于自然状态。此时，两个第一弹性件4分别将位于上连接端11的快拆按键3压至第一连接孔111中以及将位于下连接端12的快拆按键3压至第二连接孔121中，两个第二弹性件6则分别将上连接面21和下连接面22的锁定件5推出至第一安装孔211和第二安装孔221。

在进行基体1与腿部2之间的连接时，首先，将腿部2置于上连接端11和下连接端12之间，此时位于上连接面21和下连接面22的锁定件5在上连接端11和下连接端12的轴向挤压作用下，分别克服对应第二弹簧件6的作用力后回收至第一安装孔211和第二安装孔221中，接着，沿水平方向向基体方向推动腿部，待推至两个锁定件5分别与第一连接孔111和第二连接孔121沿轴向对齐时，两个锁定件5在各自对应第二弹性件6的作用下分别伸出第一安装孔211至第一连接孔111中以及伸出第二安装孔221至第二连接孔121中，从而实现腿部2与基体1的快速插装固定连接。

在进行基体1与腿部2之间的拆卸时，分别通过第一连接孔111和第二连接孔121对两个快拆按键3进行轴向推压，使两个快拆按键3分别克服对应第一弹性件4的作用力后，对锁定件5产生轴向推力并克服第二弹性件6对锁定件5的作用力，从而将锁定件5推出至第一连接孔111和第二连接孔121的外部，解除锁定件5对基体1和腿部2之间的连接固定，完成对腿部的快速拆卸。

其中，在本实施例中，第一弹性件4和第二弹性件6采用螺旋弹簧结构形式。同样，在其他实施例中，根据设计要求，第一弹性件4和第二弹性件6也可以采用其他结构形式的弹性件对快拆按键3和锁定件5形成预压力。例如，选用蝶形弹簧。

结合图2和图3所示，在本实施例中，基体1的上连接端11位置设有两个固定柱7。其中，两个固定柱7分布在第一连接孔111的两侧，并且与第一连接孔111保持平行设置，用于套设安装第一弹性件4。这样，利用固定柱可以对第一弹性件的位置和压缩方向进行固定，从而避免发生偏移而无法对快拆按键形成稳定准确的预压力，保证快拆按键位置的准确性。同样，在基体1的下连接端12位置处也设有两个固定柱7，用于对相应的第一弹性件4进行套设安装，对该第一弹性件的位置和压缩方向进行固定。

进一步，结合图1和图3所示，在本实施例中，快拆按键3采用为十字形结构，包括竖直端和水平端，并且在水平端上设有沿轴向开设的导向孔。此时，水平端通过导向孔套设在固定柱上，沿固定柱进行往复移动，并且与第一弹性件接触。这样，借助固定柱与水平端之间的导向作用，可以提高竖直端进行轴向往复移动的精度，避免快拆按键移动过程发生卡顿，保证快拆按键可以对锁定件产生及时准确的推力，提高对快拆按键操作的可靠性和灵活性。

结合图3所示，在本实施例中，在基体1的下连接端12处还设有限位槽122，并且沿第二连接孔121的轴线方向开设。同时，在快拆按键3上设有沿第二连接孔径向的限位台31。此时，将限位台置于限位槽内，不仅可以实现快拆按键与基体之间的连接，而且还可以对快拆按键相对于基体的往复移动位置进行限位，提高对快拆按键往复移动控制的精准度和快捷性。例如，借助限位槽就可以直接将快拆按键推到底正好将锁定件推出第一连接孔，而不会导致快拆按键进入腿部的第一安装孔，避免快拆按键与第一安装孔发生再次插装连接，从而达到快速解除锁定件与第一连接孔的连接。同样，在基体的上连接端也设有限位槽，用于对位于上连接端处的快拆按键进行导向定位。

进一步，限位台与快拆按键的本体之间采用活动式连接，例如采用雨伞卡扣式结构或者插销式结构。这样，就可以实现限位台与限位槽的快速连接，即实现快拆按键的快拆拆装，提高装配和维护的便捷性。

结合图5所示，在本实施例中，第一安装孔211内设有定位柱8，并且定位柱8与第一安装孔211同轴设置，用于套设安装第二弹性件6和锁定件5。这样，借助定位柱对第二弹性件和锁定件的导向固定作用，可以提高锁定件在第一安装孔内往复移动的位置精准度，进而保证基体与腿部之间拆装的灵活性。同样，在第二安装孔内也设有一个定位柱，用于套设安装相应的第二弹性件和锁定件，保证基体与腿部之间拆装的灵活性。

结合图1至图5所示，在本实施例的快拆按键3和锁定件5上还分别设有电连接件9，例如pogopin内芯，并且在完成锁定件5与第一连接孔111的连接时，快拆按键3和锁定件5上的电连接件9形成接触连接。此时，借助电连接件就可以替代线路进行基体与腿部之间电信号和控制信号的传送，实现对腿部动作的控制，这样不仅可以避免对额外线路的布设使用，优化机器人的线路结构，而且还可以伴随着腿部与基体之间的连接和断开直接完成信号传送线路的通断连接，省去对线路通断连接的额外操作，提高操作的便捷性。

结合图2至图5所示，在本实施例的基体1的上连接端11上设有定位轨道13，在腿部2的上连接面21上设有定位台23。其中，定位导轨13为三边定位结构并且位于第一连接孔111的周围，而第一安装孔211位于定位台23上。此时，进行腿部2与基体1之间的连接时，就可以借助定位台23沿定位轨道13的往复滑动，快速完成第一安装孔211和第一连接孔111之间的定位对齐，提高安装的快速便捷性。同样，在基体的下连接端和腿部的下连接面也分别设有定位导轨和定位台，辅助基体的下连接端和腿部的下连接面之间的快速定位安装。

另外，在本实施例中，第一连接孔和第二连接孔均采用的是通孔结构形式，这样操作人员通过第一连接孔和第二连接孔就可以直接推动快速按键进行轴向移动，完成对锁定件与第一连接孔和第二连接孔的插装连接解除。同样，在其他实施例中，根据机器人基体的结构形式和设计要求，第一连接孔和第二连接孔也可以采用其他结构形式，例如在第一连接孔和第二连接孔的侧边开设轴向滑槽，并且通过滑槽安装与快速按键连接的连杆，通过对连杆沿滑槽的带动也可以实现对锁定件与第一连接孔和第二连接孔的插装连接解除。

此外，在本实施例中，针对设有上连接端和下连接端的机器人，通过在基体的上连接端和下连接端分别设置连接孔和快拆按键，同时在相应的腿部上连接面和下连接面也分别设置了安装孔和锁定件，从而实现基体中上连接端和下连接端分别与腿部的上连接面和下连接面的同时快速拆装连接。同样，在其他实施例中，针对工况和设计要求的不同，也可以只在基体的下连接端和腿部的下连接面进行上述结构形式的快速拆装连接，而在基体的上连接端和腿部的上连接面之间采用销轴结构形式的插装连接。

Claims

1.一种弹簧式机器人腿部组件连接结构，用于机器人中基体和腿部之间的连接，其特征在于，包括快拆按键、第一弹性件、锁定件和第二弹性件；

所述锁定件在所述第二弹性件的作用下可以伸至所述第一连接孔中，所述快拆按键克服所述第一弹性件并移动至所述第一连接孔的孔口时可以将所述锁定件压回至所述第一安装孔中。

2.根据权利要求1所述的弹簧式机器人腿部组件连接结构，其特征在于，所述基体上设有固定柱；所述固定柱与所述第一连接孔平行设置，用于套设安装所述第一弹性件。

3.根据权利要求2所述的弹簧式机器人腿部组件连接结构，其特征在于，所述快拆按键为十字形结构，包括竖直端和水平端；其中，所述水平端设有沿轴向开设的导向孔，所述水平端通过所述导向孔套设在所述固定柱上，并且与所述第一弹性件接触。

4.根据权利要求1所述的弹簧式机器人腿部组件连接结构，其特征在于，所述基体上设有限位槽，所述限位槽沿所述第一连接孔的轴线方向开设；所述快拆按键上设有沿所述第一连接孔径向的限位台；所述限位台位于所述限位槽内，用于限制所述快拆按键沿所述连接孔往复移动的位置。

5.根据权利要求4所述的弹簧式机器人腿部组件连接结构，其特征在于，所述限位台与所述快拆按键采用活动式连接。

6.根据权利要求1所述的弹簧式机器人腿部组件连接结构，其特征在于，所述第一安装孔内设有定位柱；所述定位柱与所述第一安装孔同轴设置，用于套设安装所述第二弹性件和所述锁定件。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的弹簧式机器人腿部组件连接结构，其特征在于，所述快拆按键和所述锁定件上分别设有电连接件；所述锁定件与所述第一连接孔连接时，所述快拆按键和所述锁定件上的电连接件形成接触连接。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的弹簧式机器人腿部组件连接结构，其特征在于，所述基体上设有定位轨道，所述腿部上设有定位台，并且所述定位轨道位于所述第一连接孔周围，所述第一安装孔位于所述定位台上；所述定位台可以沿所述定位轨道进行往复滑动，形成所述第一安装孔和所述第一连接孔的快速对齐。

9.根据权利要求1-6中任意一项所述的弹簧式机器人腿部组件连接结构，其特征在于，所述第一连接孔采用通孔结构形式。

10.根据权利要求1-6中任意一项所述的弹簧式机器人腿部组件连接结构，其特征在于，所述基体上还设有第二连接孔，所述腿部还设有第二安装孔；所述第二连接孔与所述第一连接孔分别位于所述基体的上连接端和下连接端，并且所述第二连接孔中设有与所述第一连接孔中相同结构以及安装关系的快拆按键和第一弹性件；所述第二安装孔与所述第一安装孔分别位于所述腿部的上安装面和下安装面，并且所述第二安装孔中设有与所述第一安装孔中相同结构以及安装关系的锁定件和第二弹性件。