本發明屬于機器人技術領域，尤其是涉及一種用于可重構機械臂的快換接口。

背景技術：

空間在軌服務任務的多樣性和復雜性，促進了可重構機械臂的發展，面對不同的空間在軌任務，使用功能化單一的機械臂無疑會大大增加經濟投入，傳統的機械臂都是基于某一功能研制，模塊與模塊之間無法更換，只能完成單一的在軌任務，成本較高，周期長，對于非合作目標的運動我們只能現場觀測。不同的工作任務需要許多單一功能的機械臂來執行操作。

采用可重構的機械臂通過變換構型來完成不同的工作是一種現實的方法，可重構機械臂的快換接口的設計是空間機械臂重組和更換模塊的關鍵，快換接口的設計是可重構機械臂設計的難點，對拆卸是否方便、接口是否復雜、接口容差、接口剛度都有較高的要求，目前，國內外空間可重構機械臂一般采用電機驅動，需要高昂的電路保護成本，并且結構復雜，維護不便。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題在于：提供一種可重構機械臂的快換接口，具有機械式的結構，結構簡便。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是，提供一種可重構機械臂的快換接口，包括主動連接件、被動連接件、固設于所述主動連接件內的插頭以及固設于所述被動連接件內的插座，所述主動連接件與所述被動連接件可拆卸的連接以使所述插頭與所述插座可拆卸的連接，所述主動連接件上設有環槽，所述被動連接件上對應于所述環槽位置處設有至少3個槽孔，所述環槽與所述槽孔交接處設置有鋼珠，且所述鋼珠可沿所述槽孔移動，以鎖緊或松開所述主動連接件以及被動連接。

作為上述技術方案的進一步改進，所述被動連接件上套設有用于所述槽孔的套筒，所述套筒內側、對應于槽孔位置處設置有凹腔，所述套筒可相對所述被動連接件轉動，以使所述凹腔與所述槽孔位置交錯以鎖定所述快換接口，或使所述凹腔與所述槽孔位置一致以解鎖所述快換接口。

作為上述技術方案的進一步改進，所述被動連接件上、對應于相鄰的兩個槽孔之間固設有兩處機械限位塊，其中一個所述機械限位塊對應于所述槽孔位置設置，其中另一個所述機械限位塊與所述槽孔錯開所述槽孔位置設置，所述套筒向外延伸設有凸塊，所述凸塊設置于兩個所述機械限位塊之間。

作為上述技術方案的進一步改進，所述套筒與所述被動連接件之間還固設有渦卷彈簧，所述渦卷彈簧以一定儲能設置，以推動所述凸塊使所述凸塊緊頂于與所述槽孔位置錯開的所述機械限位塊。

作為上述技術方案的進一步改進，所述套筒一端與所述被動連接件的法蘭面抵持，所述套筒的另一端抵持設有軸用擋圈，所述軸用擋圈與所述被動連接件配合固定所述套筒的軸向位置。

作為上述技術方案的進一步改進，所述被動連接件與所述插座之間固設有拉伸彈簧。

作為上述技術方案的進一步改進，所述主動連接件上固設有鍵，所述被動連接件上對應于所述主動連接件上所述鍵的位置處設置有凹槽，所述主動連接件與所述被動連接件通過所述鍵與所述凹槽定位插接。

作為上述技術方案的進一步改進，所述鍵的插入端以及所述凹槽對應的被插入端設置為斜面，且所述鍵的插入端的兩邊角處以及所述凹槽對應的被插入端的兩邊角處經倒角處理。

作為上述技術方案的進一步改進，所述主動連接件的頭部設置為斜面。

本發明還提供一種可重構空間機械臂，其包括如上所述的可重構空間機械臂的快換接口，還包括第一機械臂以及第二機械臂，所述第一機械臂與所述主動連接件通過螺栓連接，所述第二機械臂與所述被動連接件活動連接，以使所述第二機械臂可相對所述被動連接件轉動。

本發明的有益效果是：

本發明的可重構機械臂的快換接口，通過主動連接件與被動連接件進行可拆卸的連接，同時在主動連接件與被動連接件上分別設置有環槽、槽孔，并在該環槽與槽孔的位置交接處設置有鋼珠，鋼珠可沿槽孔移動，以實現對快換接口進行固定或者脫離，本發明的可重構空間機械臂的快換接口采用機械式的拆卸結構，具有結構簡單、維護方便的優點。

本發明的可重構空間機械臂具有具有拆卸安裝方便、便于維護的優點。

附圖說明

圖1是本發明的快換接口的整體結構結構示意圖；

圖2是本發明的快換接口的拆分結構示意圖；

圖3是本發明的快換接口的主動連接件的結構示意圖；

圖4是本發明的快換接口的被動連接件的結構示意圖；

圖5是本發明的快換接口的套筒的結構示意圖；

圖6是本發明的快換接口自鎖與解決兩個位置的結構示意圖。

具體實施方式

以下將結合實施例和附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本發明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本發明的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本發明的實施例，本領域的技術人員在不付出創造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本發明保護的范圍。另外，專利中涉及到的所有聯接/連接關系，并非單指構件直接相接，而是指可根據具體實施情況，通過添加或減少聯接輔件，來組成更優的聯接結構。本發明創造中的各個技術特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。

請一并參照圖1至圖4所示，本發明的可重構機械臂的快換接口包括主動連接件1、被動連接件2，主動連接件1包括主動定位板10以及主動連接板11，被動連接件2包括被動定位板20以及被動連接板21，其中主動定位板10以及被動定位板20用于分別與相應的機械臂進行固定連接，而主動連接板11與被動連接板21用于主動連接件1與被動連接件2兩者之間相互連接或拆卸，本實施例中，主動連接板11插入被動連接板21中，使被動連接板21套設于主動連接板11外，而實現了兩者之間的連接，在不同的實施例中，也可以將被動連接板21插入主動連接板11之間來實現兩者之間的連接，只需要改變主動連接板11與被動連接板21的直徑大小即可。

主動連接件1與被動連接件2內分別固設有插頭3和插座4，其中，主動定位板10與被動定位板20內分別具有與插頭3和插座4孔徑匹配的圓孔結構，將插頭3對準主動定位板10的圓孔結構，而將插座4對準被動定位板20的圓孔結構，即實現對插頭3和插座4的定位，進一步，插頭3與主動定位板10之間、插座4與被動定位板20之間分別通過螺栓進行固定，以保證插頭3和插座4的位置牢固，需要注意的，此時，插頭3與插座4正好處于對應的位置上，將主動連接件1與被動連接件2連接即可實現插頭3與插座4的插接。

為了方便主動連接件1與被動連接件2之間的插接，主動連接件1與被動連接件2上分別設置有鍵12、凹槽22，以對兩者插接時進行定位，使得插接更加有效且穩固，同時，通過鍵12可以防止主動連接件1與被動連接件2之間發生相對轉動，增加了兩者之間對扭矩的承受力，其中優選的，鍵12的插入端設置為斜面形，且其插入端的兩邊角經倒角處理，對應的，在凹槽22的進入端設置為斜面過渡形式，且其進入端的兩邊角處經倒角處理，以方便兩者順利的實現插接或拆卸，保證了一定量的容差。當然，在不同的實施例中，也可以采用主動連接件1套設于被動連接件2上，其相應的鍵12與凹槽22之間的結構只需要進行適應性的改動即可。

其中，主動連接板11的插入端設置為斜面形，有利于主動連接件1插入被動連接件2之中。

在主動連接件1與被動連接件2之間還設置有鋼珠5，其中，主動連接件1上設置有環槽13，被動連接件2上對應于環槽13的位置處設有有至少3處槽孔23，每個槽孔23與環槽13的交接處均設置有鋼珠5，鋼珠5用于承受該快換接口的軸向受力，以及鎖定主動連接件1與被動連接件2之間的連接，同時鋼珠5可以沿槽孔23方向移動，當鋼珠5脫離槽孔23時，主動連接件1與被動連接件2之間處于可拆卸狀態，需要注意，在不同的實施例中，槽孔23以及鋼珠5的數量也可以為4個、5個、6個或更多，其中以這些鋼珠5以環槽13的圓心中心對稱設置即可。

優選的，如圖2、圖5、圖6所示，被動連接件2上套設有套筒6，且套筒6覆蓋槽孔23設置，以封閉槽孔23，防止鋼珠5脫離槽孔23，套筒6可相對被動連接件2轉動，且在套筒6的內側、與槽孔23對應位置處設置有凹腔60，且凹腔60的數量與槽孔23的數量相同，多個凹腔60能夠同時處于槽孔23的外端，而使鋼珠5可以沿槽孔23移動至凹腔60中，實現快換接口的拆卸，而當凹腔60與槽孔23的位置錯開時，凹腔60可以封閉槽孔23以鎖定該快換接口的固定。

為了使快換接口具有方便的緊死和拆卸的功能，在被動連接件21上固設有兩個機械限位塊24，其中一個機械限位塊24正好處于一個槽孔23對應的位置處，其中另一個機械限位塊24設置于該槽孔以及與該槽孔23位置相鄰的槽孔23的位置之間，同時，套筒6上向外延伸固設有凸塊61，凸塊61設置于兩個機械限位塊24之間，當套筒6轉動以使凸塊61跟與槽孔23位置對應的機械限位塊24緊靠的位置處時，快換接口處于可拆卸狀態，此時，可以實現對快換接口的拆卸，而當套筒6轉動至凸塊61處于其他位置時，快換接口處于鎖緊狀態。

其中優選的，在套筒6與被動連接件2之間設置有渦卷彈簧7，且渦卷彈簧7以一定的儲能設置，以對套筒6施加力，使套筒6轉動至凸塊61跟與槽孔23錯開的該機械限位塊24緊靠的位置處，此時快換接口處于自鎖狀態，可以保證良好的固定狀態，當施加外力時，可以使套筒6轉動直至凸塊61到達與槽孔23對應位置處的機械限位塊24的位置處，此時，快換接口處于解鎖狀態，可以實現對快換接口的拆卸。

套筒6在軸向上通過被動連接件2的法蘭面與軸用擋圈8固定，軸用擋圈8與被動連接件2分別抵靠住套筒6的兩側，使套筒6不會發生軸向上的移動，確保了套筒6的穩定的工作。

為了更好的保證快換接口插接的可靠性，在被動連接件2與插座4之間還固設有拉伸彈簧9，當主動連接件1與被動連接件2插接到一起后，插頭3與插座4實現插接，此時，兩者之間進一步壓縮拉伸彈簧9，以增加預緊力和插拔時的緩沖。

本發明的可重構空間機械臂包括上述的快換接口，還包括第一機械臂（圖中未示出）以及第二機械臂（圖中未示出），其中，第一機械臂與主動連接件1通過螺栓連接，以使第一機械臂與主動連接件1可拆卸的固定連接，第二機械臂與被動連接件2活動連接，使第二機械臂可相對被動連接件2轉動，以使第二機械臂完成工作動作。

以上是對本發明的較佳實施進行了具體說明，但本發明創造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。