專利名稱：可組合移動(dòng)機(jī)器人的自適應(yīng)對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)械結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域的對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)構(gòu)，具體是一種可組合移動(dòng)機(jī)器人的自適應(yīng)對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
兩臺(tái)或多臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人組合成一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人整體，可以增加移動(dòng)機(jī)器人的地形適應(yīng)能力，以及完成單體所不能完成的任務(wù)，如救援、樣品采集和探測(cè)等任務(wù)。而一套結(jié)構(gòu)緊湊、對(duì)接與解鎖操作靈活、可靠性高的對(duì)接機(jī)構(gòu)是保證該類機(jī)器人完美對(duì)接的基礎(chǔ)。特別是對(duì)于在非結(jié)構(gòu)環(huán)境中執(zhí)行探測(cè)任務(wù)的無人值守移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行多體組合時(shí)，需要克服環(huán)境的影響，正確對(duì)接。機(jī)械手爪在機(jī)械臂的帶動(dòng)下，具有較大的工作空間及多功能性，已被應(yīng)用于一些可重構(gòu)的機(jī)器人的對(duì)接操作中。但利用機(jī)械手爪作為對(duì)接機(jī)構(gòu)，其操作控制較復(fù)雜，且對(duì)于無人值守的全地形移動(dòng)機(jī)器人欲完成對(duì)接任務(wù)而言，該機(jī)構(gòu)的使用可行性具有一定的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可組合移動(dòng)機(jī)器人的自適應(yīng)對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)構(gòu)，以解決可組合移動(dòng)機(jī)器人在工作過程中，特別是在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下對(duì)接難度大、鎖緊不可靠及釋放操作不靈活的問題。本發(fā)明的構(gòu)思是一種可組合移動(dòng)機(jī)器人的自適應(yīng)對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)構(gòu)，它由對(duì)接頭和對(duì)接座組成，所述的對(duì)接頭包括接觸頭、彈簧、球副、壓蓋和凹圓臺(tái)座；所述的接觸頭與球副固連，所述球副通過壓蓋與凹圓臺(tái)座配合，且所述接觸頭通過彈簧與凹圓臺(tái)座相連接；所述的對(duì)接座包括對(duì)接納入口、拉緊鉤、滾動(dòng)、滑槽、螺母、螺桿、軸承支座、軸承壓蓋、傳動(dòng)齒輪、電機(jī)組件和對(duì)接導(dǎo)向槽；所述電機(jī)組件與傳動(dòng)齒輪固連且與另一齒輪相嚙合，且所述嚙合齒輪與螺桿固連，所述螺桿與螺母以螺旋配合，且所述螺母與移動(dòng)機(jī)器人底盤以移動(dòng)副相連，且所述螺母與拉緊鉤鉸接，所述拉緊鉤上安裝有滾輪，且所述滾輪與滑槽相接觸，所述螺桿的兩端通過軸承分別與軸承支座和軸承壓蓋及對(duì)接導(dǎo)向槽配合，且所述對(duì)接導(dǎo)向槽同對(duì)接納入口固連，所述對(duì)接納入口處安裝有傳感器組件。根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種可組合移動(dòng)機(jī)器人的自適應(yīng)對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)構(gòu)，由對(duì)接頭和對(duì)接座組成，其特征在于所述對(duì)接頭上有一個(gè)帶凸緣的接觸頭；所述對(duì)接座上有一個(gè)錐碗型對(duì)接納入口和兩個(gè)相對(duì)開合的拉緊鉤。所述對(duì)接頭的接觸頭能在對(duì)接座的對(duì)接納入口引導(dǎo)下插入對(duì)接座中而由拉緊鉤鉤扣住實(shí)現(xiàn)對(duì)接。所述對(duì)接頭的結(jié)構(gòu)是所述接觸頭與球副固連，所述球副通過一個(gè)壓蓋與一個(gè)凹圓臺(tái)座配合，且所述接觸頭通過彈簧與凹圓臺(tái)座相連接。所述對(duì)接座的結(jié)構(gòu)是一個(gè)電機(jī)組件與一個(gè)主動(dòng)齒輪固連，所述主動(dòng)齒輪與一個(gè)從動(dòng)齒輪相嚙合，且所述從動(dòng)齒輪與螺桿固連，所述螺桿與一個(gè)螺母螺旋配合，且所述螺母
3與移動(dòng)機(jī)器人底盤以移動(dòng)副相連，且所述螺母與所述兩個(gè)拉緊鉤鉸接，所述兩個(gè)拉緊鉤上各安裝有一個(gè)滾輪，且所述兩個(gè)滾輪與分別與兩滑槽相滑動(dòng)接觸，所述螺桿的兩端通過軸承分別與軸承支座和一個(gè)對(duì)接導(dǎo)向槽配合，且所述對(duì)接導(dǎo)向槽同對(duì)接納入口固連，所述對(duì)接納入口處安裝有兩個(gè)傳感器組件。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比較，具有如下突出的顯著優(yōu)點(diǎn)(1)針對(duì)不同地形下的移動(dòng)機(jī)器人間對(duì)接，本對(duì)接機(jī)構(gòu)具有較好的地形自適應(yīng)性。本發(fā)明的對(duì)接納入口為錐面，有利于引導(dǎo)接觸頭伸入到對(duì)接導(dǎo)向槽中，且對(duì)接頭上的接觸頭在彈簧的作用下，擴(kuò)大了對(duì)接頭的工作空間，進(jìn)一步增強(qiáng)了本發(fā)明對(duì)接機(jī)構(gòu)對(duì)移動(dòng)機(jī)器人對(duì)接環(huán)境的適應(yīng)性能；( 對(duì)接機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈活，對(duì)接可靠性高。本發(fā)明利用一套電機(jī)組件作為動(dòng)力源，即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)接頭的拉緊與鎖定，又可以順利完成解鎖動(dòng)作，同時(shí)，對(duì)接座上的對(duì)接納入口與對(duì)接頭上的凹圓臺(tái)座緊密配合，保證對(duì)接的可靠性，提高多臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人組合后整體的穩(wěn)定性。


圖1是本發(fā)明的可組合移動(dòng)機(jī)器人的自適應(yīng)對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)構(gòu)對(duì)接前的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)構(gòu)對(duì)接后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明優(yōu)先實(shí)施例結(jié)合

如下 實(shí)施例一
結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施例，本可組合移動(dòng)機(jī)器人的自適應(yīng)對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)構(gòu)，由對(duì)接頭01和對(duì)接座02組成，其特征在于所述對(duì)接頭01上有一個(gè)帶凸緣的接觸頭14 ；所述對(duì)接座02上有一個(gè)錐碗型對(duì)接納入口 1和兩個(gè)相對(duì)開合的拉緊鉤2，所述對(duì)接頭01的接觸頭14能在對(duì)接座02的對(duì)接納入口 1引導(dǎo)下插入對(duì)接座02中而由拉緊鉤2鉤扣住實(shí)現(xiàn)對(duì)接。實(shí)施例二
本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處如下
結(jié)合圖1和圖2，所述對(duì)接頭01的結(jié)構(gòu)是所述接觸頭14與球副16固連，所述球副16 通過壓蓋17與凹圓臺(tái)座18配合，且所述接觸頭14通過彈簧15與圓臺(tái)座18相連接；所述對(duì)接座02的結(jié)構(gòu)是電機(jī)組件11與主動(dòng)齒輪10固連，所述齒輪10與從動(dòng)齒輪9相嚙合， 且所述齒輪9與螺桿6固連，所述螺桿6與螺母5螺旋配合，且所述螺母5與所述兩個(gè)拉緊鉤2鉸接，所述拉緊鉤2上各安裝有一個(gè)滾輪3，且所述兩個(gè)滾輪3與分別與兩滑槽4滑動(dòng)接觸，所述螺桿6的兩端通過軸承分別與一個(gè)軸承支座7和一個(gè)對(duì)接導(dǎo)向槽12配合，且所述對(duì)接導(dǎo)向槽12同對(duì)接納入口 1固連，所述對(duì)接納入口 1處安裝有兩個(gè)傳感器組件13。所述的對(duì)接納入口 1、滑槽4、軸承支座7及電機(jī)組件11均與移動(dòng)機(jī)器人的底盤相固連。對(duì)于兩臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人對(duì)接，對(duì)接頭01和對(duì)接座02分別安裝于兩臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人；對(duì)于多臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人對(duì)接，每臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人的均安裝對(duì)接頭01和對(duì)接座02。實(shí)施例三結(jié)合圖1和2說明本實(shí)施例，本實(shí)施例的螺桿6與螺母5通過自鎖螺紋配合，確保對(duì)接的緊密性與可靠性。其它組成和連接關(guān)系與實(shí)施例一相同。
實(shí)施例四結(jié)合圖1說明本實(shí)施例，本實(shí)施例的對(duì)接導(dǎo)向槽12為圓柱形，且在面向拉緊鉤2 —側(cè)的表面開有長(zhǎng)方形的空口，以保證對(duì)接頭14順利進(jìn)入對(duì)接導(dǎo)向槽12內(nèi)，且確保拉緊鉤2與對(duì)接頭14接觸。實(shí)施例五結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施例，本實(shí)施例的滑槽4相對(duì)于對(duì)接納入口 1 的軸線對(duì)稱排列，且滑槽4的外形的軸線由相對(duì)于對(duì)接納入口 1的軸線傾斜一定角度向與其平行過度，使得滾輪3與配合順暢，且?guī)?dòng)拉緊鉤2在一個(gè)動(dòng)力源的作用下完成收納對(duì)接頭并拉緊對(duì)接頭的動(dòng)作，確保對(duì)接過程的平順性。同時(shí)，釋放對(duì)接頭時(shí)，保證釋放的平穩(wěn)性。 其它組成和連接關(guān)系與實(shí)施例一相同。實(shí)施例六結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施例，本實(shí)施例的凹圓臺(tái)座18的側(cè)面同對(duì)接納入口 1的內(nèi)側(cè)面在完成對(duì)接后可完全貼合，確保兩移動(dòng)機(jī)器人對(duì)接的可靠性與緊密性， 以形成穩(wěn)定的工作平臺(tái)。其它組成和連接關(guān)系與實(shí)施例一相同。實(shí)施例七結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施例，本實(shí)施例的傳感器組件13的軸線與對(duì)接納入口 1圓錐面垂直，以實(shí)現(xiàn)為電機(jī)組件提供啟停的電信號(hào)的功能，且保證圓臺(tái)座18在進(jìn)入對(duì)接納入口1時(shí)不會(huì)出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象。工作原理(參見圖1和圖2)，本可組合移動(dòng)機(jī)器人的自適應(yīng)對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)構(gòu)主要由對(duì)接頭01和對(duì)接座02組成。對(duì)于兩臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人對(duì)接，對(duì)接頭01和對(duì)接座02分別安裝于兩臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人；對(duì)于多臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人對(duì)接，每臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人的均安裝有對(duì)接頭 01和對(duì)接座02。在移動(dòng)機(jī)器人的帶動(dòng)下，對(duì)接頭01中的接觸頭14與對(duì)接納入口 1的圓錐面接觸，對(duì)接納入口 1的圓錐面降低了對(duì)機(jī)器人位姿的嚴(yán)格要求，確保了在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下對(duì)接方式的自適應(yīng)性。當(dāng)凹圓臺(tái)座18與傳感器組件13接觸時(shí)，對(duì)接頭14已伸入對(duì)接導(dǎo)向槽12中，且此時(shí)傳感器13向電機(jī)組件11傳遞信號(hào)，啟動(dòng)電機(jī)組件11，并帶動(dòng)嚙合主動(dòng)齒輪 10和從動(dòng)齒輪9，使螺桿6旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)螺母5向下移動(dòng)，同時(shí)使?jié)L輪3在滑槽4內(nèi)移動(dòng)，使拉緊鉤2的鉤頭首先向中心靠攏，然后以豎直向下的方向運(yùn)動(dòng)，以確保拉緊伸入到對(duì)接導(dǎo)向槽12中的接觸頭，并以此帶動(dòng)凹圓臺(tái)座18繼續(xù)向?qū)蛹{入口 1接近，當(dāng)凹圓臺(tái)座18與對(duì)接導(dǎo)向槽完全接觸時(shí)，傳感器組件13向電機(jī)組件11發(fā)現(xiàn)停止的信號(hào)，以完成對(duì)接過程。此對(duì)接過程可克服非結(jié)構(gòu)環(huán)境的影響，具有較好的對(duì)接自適應(yīng)性，并確保了對(duì)接的可靠性與整體工作的穩(wěn)定性。當(dāng)需要釋放移動(dòng)機(jī)器人時(shí)，由移動(dòng)機(jī)器人向電機(jī)組件11發(fā)出與上述過程反向轉(zhuǎn)動(dòng)的信號(hào)，以帶動(dòng)嚙合主動(dòng)齒輪10和從動(dòng)齒輪9、螺桿6的轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)螺母5向上運(yùn)動(dòng)，以此帶動(dòng)拉緊鉤2釋放對(duì)接觸頭1的拉緊，當(dāng)拉緊鉤2張開至預(yù)先計(jì)算出的最大位置時(shí)，移動(dòng)機(jī)器人向電機(jī)組件11發(fā)出停止的信號(hào)，以此完成移動(dòng)機(jī)器人的釋放功能。
權(quán)利要求
1.一種可組合移動(dòng)機(jī)器人的自適應(yīng)對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)構(gòu)，由對(duì)接頭(01)和對(duì)接座 (02)組成，其特征在于所述對(duì)接頭(01)上有一個(gè)帶凸緣的接觸頭(14)；所述對(duì)接座(02) 上有一個(gè)錐碗型對(duì)接納入口(1)和兩個(gè)相對(duì)開合的拉緊鉤O)；所述對(duì)接頭(01)的接觸頭(14)能在對(duì)接座(0 的對(duì)接納入口(1)引導(dǎo)下插入對(duì)接座(02)中而由拉緊鉤(2)鉤扣住實(shí)現(xiàn)對(duì)接。
2.如權(quán)利要求1所述的可組合移動(dòng)機(jī)器人的自適應(yīng)對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)構(gòu)，其特征在于所述對(duì)接頭(01)的結(jié)構(gòu)是所述接觸頭(14)與球副(16)固連，所述球副(16)通過一個(gè)壓蓋(17)與一個(gè)凹圓臺(tái)座(18)配合，且所述接觸頭(14)通過彈簧(15)與凹圓臺(tái)座(16)相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的可組合移動(dòng)機(jī)器人的自適應(yīng)對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)構(gòu)，其特征在于所述對(duì)接座(0 的結(jié)構(gòu)是一個(gè)電機(jī)組件(11)與一個(gè)主動(dòng)齒輪(10)固連，所述主動(dòng)齒輪 (10)與一個(gè)從動(dòng)齒輪(9)相嚙合，且所述從動(dòng)齒輪(9)與螺桿(6)固連，所述螺桿(6)與一個(gè)螺母( 螺旋配合，且所述螺母( 與移動(dòng)機(jī)器人底盤以移動(dòng)副相連，且所述螺母(5)與所述兩個(gè)拉緊鉤( 鉸接，所述兩個(gè)拉緊鉤( 上各安裝有一個(gè)滾輪(3)，且所述兩個(gè)滾輪 ⑶與分別與兩滑槽⑷相滑動(dòng)接觸，所述螺桿(6)的兩端通過軸承分別與軸承支座(7)和一個(gè)對(duì)接導(dǎo)向槽(1 配合，且所述對(duì)接導(dǎo)向槽(1 同對(duì)接納入口(1)固連，所述對(duì)接納入口(1)處安裝有兩個(gè)傳感器組件(13)。
4.如權(quán)利要求3所述的可組合移動(dòng)機(jī)器人的自適應(yīng)對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)構(gòu)，其特征在于所述螺桿(6)與螺母( 通過自鎖螺紋配合。
5.如權(quán)利要求3所述的可組合移動(dòng)機(jī)器人的自適應(yīng)對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)構(gòu)，其特征在于所述對(duì)接導(dǎo)向槽(12)為圓柱形，且在面向拉緊鉤(2) —側(cè)的表面開有長(zhǎng)方形的空口。
6.如權(quán)利要求3所述的可組合移動(dòng)機(jī)器人的自適應(yīng)對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)構(gòu)，其特征在于所述兩滑槽(4)相對(duì)于對(duì)接納入口(1)的軸線對(duì)稱排列，且滑槽(4)的外形的軸線由相對(duì)于對(duì)接納入口(1)的軸線傾斜一定角度向與其平行過度，保證拉緊鉤( 可有效拉緊與釋放接觸頭(14)。
7.如權(quán)利要求3所述的可組合移動(dòng)機(jī)器人的自適應(yīng)對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)構(gòu)，其特征在于所述傳感器組件(13)的軸線與對(duì)接納入口(1)圓錐面垂直。
8.如權(quán)利要求2和3所述的可組合移動(dòng)機(jī)器人的自適應(yīng)對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)構(gòu)，其特征在于所述凹圓臺(tái)座(18)的側(cè)面同對(duì)接納入口(1)的內(nèi)側(cè)面在完成對(duì)接后可完全貼合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可組合移動(dòng)機(jī)器人的自適應(yīng)對(duì)接鎖緊與釋放機(jī)構(gòu)。它由對(duì)接頭和對(duì)接座組成，所述對(duì)接頭上有一個(gè)帶凸緣的接觸頭；所述對(duì)接座上有一個(gè)錐碗型對(duì)接納入口和兩個(gè)相對(duì)開合的拉緊鉤。所述對(duì)接頭的接觸頭能在對(duì)接座的對(duì)接納入口引導(dǎo)下插入對(duì)接座中而由拉緊鉤鉤扣住實(shí)現(xiàn)對(duì)接。本發(fā)明提高了可組合式移動(dòng)機(jī)器人在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下對(duì)接的可行性，增加了兩移動(dòng)機(jī)器人間對(duì)接位姿變化的自適應(yīng)對(duì)接能力，具有鎖緊與釋放方便、可靠的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B25J17/00GK102161205SQ20111006132
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者劉吉成, 劉樹林, 劉銳, 周曉君, 唐森隆, 翟宇毅, 陳鵬偉 申請(qǐng)人:上海大學(xué)