本發明涉及一種自重構機器人的連接裝置，屬于自重構機器人領域。

背景技術：

自重構這一概念源于20世紀80年代，屬于機器人領域的新興研究方向。自重構機器人是由諸多模塊組成的，它的每一個模塊都是一個“五臟俱全”的簡單機器人，包含著機器人系統應有的部分：執行機構、傳感器、主機以及電源。此外，每個模塊還可以同其他模塊以及主動連接機構通訊，從而可以與相鄰模塊進行對接和脫離，這使得機器人系統可以改變自身機構以及整個機構或組織的功能。在復雜惡劣的環境里，自重構機器人可以改變它們的結構，從而可以更好地適應工作環境，更好地完成一些特殊任務。自重構機器人具有較強的適應性以及魯棒性。

自重構機器人的接頭性能在很大程度上影響整個機器人的性能。比如，接頭的強度將決定模塊的最大數量，接頭的連接和脫離速度將影響機器人自重構的速度，所以接頭的設計是自重構機器人硬件設計的重要組成部分。目前的自重構機器人接頭主要有電磁接頭、機械接頭和靜電力接頭等形式。

電磁接頭以電磁力為連接力，其連接速度快，對中性好，但接頭強度有限。最簡單的電磁接頭就是在兩模塊上安裝極性相異的永磁鐵，但這不易實現脫離，一般要加裝一個脫離機構。不過，加裝脫離機構又會使結構更復雜，使連接、脫離過程耗時。

機械接頭最大的優點是連接可靠，不過其結構設計復雜，占用空間大，對中性不好。早期的自重構機器人的機械接頭是銷-鎖結構。

靜電力接頭是指利用正負電荷的吸引力作為連接力的接頭，這是最近才提出來的連接方式。兩模塊的接合面充有異性電荷，它們靠近時，電荷的吸力即連接力，其接頭就如一個大容量平板電容一樣。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種結構簡單、體積小的用于自重構機器人的連接裝置。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了一種自重構機器人的連接裝置，其特征在于，包括相互連接的內支架與外支架，外支架的一個端面為陽極連接面，外支架位于陽極連接面兩側的兩個側面分別為陰極連接面，在內支架上設有對接板，內支架與外支架連接后，陽極連接面與對接板相對設置；

陽極連接面包括陽極對接面，在陽極對接面上形成有至少三條滑槽，在每條滑槽中設有一個滑塊，由驅動機構驅動所有滑塊沿滑槽收攏或張開；

陰極連接面上設有與滑塊數量相同的卡槽，當前連接裝置上的滑塊一一對應地卡入相鄰連接裝置上的卡槽內，每條卡槽的端部為大端，滑塊收攏后通過大端卡入或離開相應的卡槽內，卡入卡槽的滑塊張開后同時沿相對應的卡槽移動，離開卡槽的大端卡入卡槽的縮頸段內。

優選地，所述驅動機構包括數量與所述滑塊相等的連桿，連桿的一端分別與一個所述滑塊鉸接，另一端與曲柄鉸接，由電機驅動機構驅動曲柄轉動，從而帶動所有滑塊沿滑槽收攏或張開。

優選地，還包括角度測量機構，該角度測量機構包括與所述曲柄同步轉動的齒輪一，齒輪二與齒輪一相嚙合，角度傳感器與齒輪二同軸布置。

優選地，所述電機驅動機構包括減速電機及與減速電機相聯結的蝸桿渦輪機構，在所述曲柄的軸心設有開有外螺紋的軸，蝸桿渦輪機構的渦輪與軸相嚙合。

本發明具有以下優點：1、滑塊及卡槽的設計使得連接更為牢固；2、以曲柄滑塊為基礎的對接系統體積小，結構簡單；3、對接完成后實現自鎖，無需對對接系統的驅動器持續供電，從而在一定程度上降低了能量的消耗。

附圖說明

圖1為本發明提供的一種自重構機器人的連接裝置的內部結構示意圖；

圖2為本發明提供的一種自重構機器人的連接裝置的外部示意圖；

圖3為本發明的陰極連接面示意圖。

具體實施方式

為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

針對現有自重構機器人的連接裝置的不足，本發明的目的在于對自重構機器人的連接裝置進行改進，以提高自重構機器人連接裝置的穩定性，減小連接裝置的體積，高效、經濟地實現自重構機器人的連接與脫離。

為此，本發明提出了一種自重構機器人的連接裝置。結合圖1至圖3，發明提供的連接裝置的框架由兩個U型支架(外支架8及內支架10)、一個正方形對接板9組成。

外支架8的正面為陽極連接面，兩個側面為陰極連接面。內支架10起連接作用，連接外支架8與正方形對接板9，正方形對接板9為陰極連接面。

陽極連接面包括陽極對接面，在陽極對接面上形成有四條交叉的滑槽，在每條滑槽中有一個滑塊3，由驅動機構驅動滑塊3在滑槽中滑動，使得所有滑塊3沿滑槽收攏或張開。

驅動機構包括減速電機1，減速電機1與蝸桿渦輪機構2相聯結，在曲柄5的軸心設有開有外螺紋的軸，蝸桿渦輪機構2的渦輪與軸相嚙合，從而使得減速電機1通過蝸桿渦輪機構2驅動曲柄5轉動。驅動機構還包括數量與滑塊3相等的連桿4，連桿4的一端分別與一個滑塊3鉸接，另一端與曲柄5鉸接。在曲柄5轉動過程中，由連桿4帶動滑塊3沿滑槽收攏或張開。

為了獲得曲柄5的轉動角度，從而對滑塊3收攏或張開的幅度進行控制，本發明還包括角度測量機構。該角度測量機構包括與曲柄5同步轉動的齒輪一6，齒輪二7與齒輪一6相嚙合，角度傳感器與齒輪二7同軸布置。

而本發明的陰極連接面上設有與滑塊3數量相同的卡槽，當前連接裝置上的滑塊3一一對應地卡入相鄰連接裝置上的卡槽內，每條卡槽的端部為大端，滑塊3收攏后通過大端卡入或離開相應的卡槽內，卡入卡槽的滑塊3張開后同時沿相對應的卡槽移動，離開卡槽的大端卡入卡槽的縮頸段內。

當兩個模塊需要連接時，將四個滑塊3收縮至中間，然后使得陽極連接面與陰極連接面對接，而滑塊3則可以卡在陰極連接面的卡槽中。然后驅動減速電機1，通過蝸桿渦輪2、曲柄5、連桿4使得滑塊3滑向外側，如圖2中的狀態，滑塊3滑向外側后可增加連接的牢固性。當兩個連接的模塊需要脫離時，則與連接時的動作相反，驅動減速電機1，通過蝸桿渦輪2、曲柄5、連桿4使得滑塊3滑向中間，然后兩個連接面脫離即可。

對本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬于本發明權利要求的保護范圍之內。