專利名稱：一種自動連接件的制作方法
技術領域：
本發明屬于模塊化機器人技術領域，具體涉及ー種自動連接件，具體為ー種自動對接并穩定機械連接的裝置。
背景技術：
機器人技術的發展使得機器人的能力不斷提高，機器人應用的領域和范圍正在不斷擴展，人們希望機器人能完成更加復雜的任務，通過對其進行重新編程，機器人能很容易地完成許多不同的任務。然而一臺機器人能完成任務的范圍受到其自身機械結構的限制，對于給定住務，可以根據任務要求選擇機器人的最佳結構。、
而在特定環境下重構機器人要實現無人的對接就要求有自動連接裝置使機器人可以在無人條件下實現自動的對接。

發明內容
針對現有技術中存在的問題，本發明提出ー種自動連接件，用于實現兩個模塊間的相互對接，該自動連接件包括兩部分，分別為上部套接卡環和下部彈銷基座。所述的上部套接卡環包括上下順次同軸連接兩個中空圓柱結構，上中空圓柱A的內壁面為圓錐面，所述的上中空圓柱A的內壁面圓錐面為向下中空圓柱B方向收縮的圓錐面，下中空圓柱B的內壁面為圓錐面，該圓錐面為向上中空圓柱A方向收縮的圓錐面，該圓錐面母線與中心軸線之間的夾角為β ;所述的下部彈銷基座包括中心彈銷、基座和電機部件，基座包括順次同軸連接的上中空圓錐C和下中空圓柱D，上中空圓錐C的內徑與下中空圓柱D的內徑相等，上中空圓錐C的側壁上設置三個以上的通孔，用于安裝中心彈銷。下中空圓柱D的內壁為螺紋結構，且下中空圓柱D的底部同軸連接有內螺紋中空圓柱Ε，下中空圓柱D和內螺紋中空圓柱E的內部連接有電機部件，該電機部件包括頂尖和電機兩部分，頂尖分為上下一體同軸的圓錐F (該圓錐面母線與其中心線夾角為ζ )和圓柱G兩部分，圓錐F外表面為光滑表面，圓柱G外表面為外螺紋表面，圓柱G的下方同軸連接有電機，且電機出軸與頂尖周向固定，電機部件通過圓柱G的外螺紋連接于中空圓柱E和下中空圓柱D的內螺紋結構中，在電機驅動下，使圓柱G在下中空圓柱D和中空圓柱E的內螺紋中行迸，進而帶動頂尖沿中心軸線軸向運動；中心彈銷為兩端均為圓錐面的圓柱結構，其一端圓錐面的角度與頂尖的圓錐F圓錐面相配合，另一端圓錐面的角度與上中空圓柱A的內圓錐面角度相配合，使中心彈銷位于上中空圓錐C側壁的通孔中，中心彈銷在電機驅動的頂尖作用下，在上中空圓錐C的通孔中運動；所述的上中空圓錐C表面設置有導電滑道，下中空圓柱B的表面設置有彈簧觸點，通過導電滑道與彈簧觸點的穩定接觸，實現電磁連接。本發明具有的優點在于I、本發明提出ー種自動連接件，其可允許的配合誤差較大，具有魯棒特性。在軸向施力的情況下，即使存在配合誤差也可以成功連接。2、本發明提出一種自動連接件，可進行有效地電氣連接，采用巧妙的滑道與彈簧觸點的接觸傳遞控制電信號和電能傳遞3、本發明提出一種自動連接件，連接為機械連接，而非通常自動連接所使用的電磁連接，連接更加穩定可靠，而且有電磁連接所不具備的抗剪力擾動4、本發明提出一種自動連接件，可實現自動分離，從而可實現機械的自拼裝。


圖I :本發明提出一種自動連接件的結構示意圖；圖2 :本發明提出一種自動連接件無電機結構時的結構示意圖；圖3 :本發明中上部套接卡環的空間結構示意圖；圖4 :本發明中上部套接卡環的主視圖；圖5 :本發明中上部套接卡環的截面圖；圖6是本發明中下部彈銷基座的基座的結構不意圖；圖7 :本發明中下部彈銷基座的電機部件結構示意圖；圖8 :本發明中電機座結構示意圖；圖9 :本發明中電機座結構示意圖；圖10 :本發明中下部彈銷基座的中心彈銷結構示意圖。圖中i-上部套接卡環； 2-下部彈銷基座； 3-上中空圓柱A;4-下中空圓柱B ; 5-中心彈銷；6-基座；7-電機部件；8-上中空圓錐C ; 9-下中空圓柱D ;10-頂尖；11-電機；12-圓錐 F ;13-圓柱G ;14-中空圓柱E ;15-電機座。
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明進行詳細說明本發明提出一種自動連接件，如圖I和圖2所示，包括上部套接卡環I和下部彈銷基座2 ;如圖3、圖4所示，所述的上部套接卡環I包括上下順次同軸連接兩個中空圓柱結構，上中空圓柱A3的外徑小于下中空圓柱B4的外徑，下中空圓柱B4的邊緣通過螺釘與外部需連接的連接件連接。上中空圓柱A3的內壁面為圓錐面，該圓錐面為向下中空圓柱B4方向收縮的圓錐面，如圖5所示，且圓錐面母線與中心軸線之間的夾角為α，α >45°，下中空圓柱Β4的內壁面為圓錐面，如圖5所示，該圓錐面為向上中空圓柱A3方向收縮的圓錐、面，該圓錐面母線與中心軸線之間的夾角為β。如圖6所示，所述的下部彈銷基座2包括中心彈銷5、基座6和電機部件7，基座6包括順次同軸連接的上中空圓錐C8和下中空圓柱D9，上中空圓錐C8的內徑與下中空圓柱D9的內徑相等，上中空圓錐C8的底面外徑小于下中空圓柱D9的底面外徑，且下中空圓柱D9的底面外徑大于上部套接卡環I的下中空圓柱Β4底面內徑，且上中空圓錐C3的圓錐面母線與中心軸線的夾角為Y，優選為Y = β，上中空圓錐CS的側壁上設置三個以上的通孔，用于安裝中心彈銷5。下中空圓柱D9的內壁為螺紋結構，且下中空圓柱D9的底部同軸連接有內螺紋中空圓柱E14，下中空圓柱D9和內螺紋中空圓柱E14的內部連接有電機部件7，該電機部件7包括頂尖10和電機11兩部分，如圖7所示，頂尖10分為上下一體同軸的圓錐F12和圓柱G13兩部分，圓錐F12外表面為光滑表面，圓錐的圓錐面母線與其中心線的夾角為ζ，圓柱G13外表面為外螺紋表面，圓柱G13的下方同軸連接有電機11，且電機11出軸與頂尖10周向固定，電機部件通過圓柱G13的外螺紋連接于中空圓柱Ε14和下中空圓柱D9的內螺紋結構中。在電機11驅動下，使圓柱G13在下中空圓柱D9和中空圓柱Ε14的內螺紋中行進，進而帶動頂尖10沿中心軸線軸向運動。電機11通過電機座15固定于下中空圓柱D9的底部，如圖8和圖9所示，使電機座15與基座固定連接。如圖10所示，中心彈銷5為兩端均為圓錐面的圓柱結構，其一端圓錐面的角度與頂尖10的圓錐F12圓錐面相配合，該端圓錐面母線與中心線的夾角為δ，優選的δ + ζ =90°，中心彈銷5另一端圓錐面的角度與上中空圓柱A的內圓錐面角度相配合，該端圓錐面母線與中心線夾角為Θ，優選的θ+α =90°，中心彈銷5位于上中空圓錐C8側壁的通孔中，中心彈銷5在電機11驅動的頂尖10作用下，在上中空圓錐CS的通孔中運動。電機11帶動螺紋頂尖10軸向運動，推動中心彈銷5彈出，中心彈銷5與上中空圓柱Β4的內圓錐面配合，將上部套接卡環I和下 部彈銷基座2卡緊。所述的上中空圓錐C表面設置有導電滑道，下中空圓柱Β4的表面設置有彈簧觸點，通過導電滑道與彈簧觸點的穩定接觸，從而進行有效的電磁連接。當上部套接卡環I和下部彈銷基座2連接后，自動連接件的彈銷自動鎖緊連接，并使導電滑道和彈簧觸點連通，使分別與上部套接卡環I、下部彈銷基座2連接的主動連接件、被動連接件實現電氣連接，當主動連接件、被動連接件需要分離時，通過主動連接件和被動連接件的電信號控制部套接卡環和下部彈銷基座分離。
權利要求
1.一種自動連接件，其特征在于包括上部套接卡環和下部彈銷基座；所述的上部套接卡環包括上下順次同軸連接兩個中空圓柱結構，上中空圓柱A的內壁面為圓錐面，所述的上中空圓柱A的內壁面圓錐面為向下中空圓柱B方向收縮的圓錐面，下中空圓柱B的內壁面為圓錐面，該圓錐面為向上中空圓柱A方向收縮的圓錐面，該圓錐面母線與中心軸線之間的夾角為3 ; 所述的下部彈銷基座包括中心彈銷、基座和電機部件，基座包括順次同軸連接的上中空圓錐C和下中空圓柱D，上中空圓錐C的內徑與下中空圓柱D的內徑相等，上中空圓錐C的側壁上設置三個以上的通孔，用于安裝中心彈銷，下中空圓柱D的內壁為螺紋結構，且下中空圓柱D的底部同軸連接有內螺紋中空圓柱E，下中空圓柱D和內螺紋中空圓柱E的內部連接有電機部件，該電機部件包括頂尖和電機兩部分，頂尖分為上下一體同軸的圓錐F和圓柱G兩部分，圓錐F外表面為光滑表面，圓柱G外表面為外螺紋表面，圓柱G的下方同軸連接有電機，且電機出軸與頂尖周向固定，電機部件通過圓柱G的外螺紋連接于中空圓柱E和下中空圓柱D的內螺紋結構中，在電機驅動下，使圓柱G在下中空圓柱D和中空圓柱E的內螺紋中行進，進而帶動頂尖沿中心軸線軸向運動；中心彈銷為兩端均為圓錐面的圓柱結構，其一端圓錐面的角度與頂尖的圓錐F圓錐面相配合，該端圓錐面母線與中心線的夾角為S，另一端圓錐面的角度與上中空圓柱A的內圓錐面角度相配合，該端圓錐面母線與中心線夾角為9 ;中心彈銷位于上中空圓錐C側壁的通孔中，中心彈銷在電機驅動的頂尖作用下，在上中空圓錐C的通孔中運動； 所述的上中空圓錐C表面設置有導電滑道，下中空圓柱B的表面設置有彈簧觸點，通過導電滑道與彈簧觸點的穩定接觸，實現電磁連接。
2.根據權利要求I所述的一種自動連接件，其特征在于所述的電機通過電機座固定于下中空圓柱D的底部，使電機座與基座固定連接。
3.根據權利要求I所述的一種自動連接件，其特征在于所述的上中空圓柱A的外徑小于下中空圓柱B的外徑，下中空圓柱B的邊緣通過螺釘與外部件連接。
4.根據權利要求I所述的一種自動連接件，其特征在于所述的上中空圓柱A的內壁面圓錐面母線與中心軸線之間的夾角為a，a >45°。
5.根據權利要求I所述的一種自動連接件，其特征在于所述的上中空圓錐C的底面外徑小于下中空圓柱D的底面外徑，且下中空圓柱D的底面外徑大于上部套接卡環的下中空圓柱B底面內徑，且上中空圓錐C的圓錐面母線與中心軸線的夾角為Y，Y =運。
6.根據權利要求I所述的一種自動連接件，其特征在于所述的中心彈銷與頂尖的圓錐F接觸一端的圓錐面母線與中心線夾角S滿足S+ 4 =90°。
7.根據權利要求I所述的一種自動連接件，其特征在于所述的中心彈銷與上中空圓柱A接觸一端的圓錐面母線與中心線夾角0滿足0+a =90°。
全文摘要
本發明提出一種自動連接件，屬于模塊化機器人技術領域，具體為一種自動對接并穩定機械連接的裝置。該自動連接件包括上部套接卡環和下部彈銷基座；上部套接卡環包括上下順次同軸連接兩個中空圓柱結構；下部彈銷基座包括中心彈銷、基座和電機部件；中心彈銷在電機驅動的頂尖作用下，在基座的上中空圓錐C的通孔中運動。本發明的連接件的可允許的配合誤差較大，具有魯棒特性。在軸向施力的情況下，即使存在配合誤差也可以成功連接。并可進行有效地電氣連接，采用滑道與彈簧觸點的接觸傳遞控制電信號和電能傳遞，連接穩定可靠，而且有電磁連接所不具備的抗剪力擾動。
文檔編號B25J19/00GK102632510SQ20121009640
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月1日 優先權日2012年4月1日
發明者葉祥深, 楊健勃, 洪葳, 王子劍, 王少萍, 高杰 申請人:北京航空航天大學