CN109227594B - 一种卡环式机器人连接组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卡环式机器人连接组件,包括第一关节、第二关节、卡环、定位销及螺钉。第一关节与第二关节的连接端设有定位孔及连接凸台；卡环整体上为具有一缺口的环状部件，在缺口处设有两个锁紧凸台，卡环内表面设有连接用卡槽。第一关节与第二关节的连接端通过两个定位销实现关节间的周向定位，然后使用卡环及螺钉实现关节间的锁紧就可以实现机器人关节间的连接。本发明只需通过两个定位销、卡环及螺钉即可实现机器人关节间的快速、可靠且高精度的连接，因此可以很好的满足机器人关节间需快速拆装的要求。本发明还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。

Description

一种卡环式机器人连接组件

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种卡环式机器人连接组件。

背景技术

在现有的机器人关节连接技术中，机器人关节与关节之间的连接通常是使用螺钉周向固定连接。这就需要在机器人关节处设有连接法兰，然而由于法兰的存在将严重影响机器人的外观；另一种方式是连接法兰设置在机器人关节的内部，但这又将导致拆装不方便。

在这种通过均布螺钉的连接方式中，通常会采用较多的螺钉来保证连接的强度。因此在安装时需要考虑每个螺钉的预紧力，在拆卸时又要将多个螺钉全部拆解，在拆装过程中都需要花费很多的时间。

随着社会的进步，机器人的使用越来越多，对机器人的要求也越来越高。比如要求机器人能快速拆装、快速修复、可重构等。因此，现有技术需要进一步改进和完善。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单的卡环式机器人连接组件。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种卡环式机器人连接组件，该连接组件主要包括设置在关节连接处的卡环、定位销、锁紧凸台、螺钉、连接环、以及连接凸台。

具体的，所述连接环固定设置在关节的端面上，其外径小于关节外径，且与关节一体成型。所述连接凸台设置在连接环的外表面上，径向凸出于连接环的外表面。所述定位销设置在连接环的端面上，与连接环固定连接。所述连接环的端面还设有定位孔，所述定位孔与定位销等间距间隔设置。

具体的，所述卡环上设有一缺口，所述锁紧凸台设置在缺口两侧，与卡环一体设计。一个所述锁紧凸台上设有用于连接的通孔，另一个锁紧凸台上设有螺纹孔。所述螺钉穿过通孔后与螺纹孔紧固连接。所述卡环内壁还设有用于锁紧连接凸台的卡槽。所述卡槽的槽宽不小于两倍的连接环宽度。所述卡环套设在关节的连接环上，通过卡槽将连接凸台锁紧，通过定位销与定位孔的配合限制关节的径向旋转，实现关节之间的连接和固定。

作为本发明的优选方案，为了提高关节之间的连接强度，使关节之间连接更牢固，本发明所述连接凸台的横截面采用直角梯形结构，其斜边所构成的面设为第一斜面。所述卡槽的两侧面向外倾斜并设为第二斜面。所述第二斜面将第一斜面压紧，实现关节之间的定位和锁紧。

作为本发明的优选方案，为了进一步提高关节之间的连接效果，本发明所述第一斜面和第二斜面的倾斜角度一致，取值范围为15度至60度之间。

作为本发明的优选方案，为了限制关节之间的径向移动和转动，本发明所述定位销和定位孔的数量一致，并至少设置2个且间隔设置。

作为本发明的优选方案，为了使关节之间连接后更美观，其外形轮廓更平滑，本发明所述连接环距离关节外表面的高度与卡环的厚度一致。

进一步的，为了使关节之间连接更紧密，本发明所述连接组件还包括加强卡环锁紧效果的加强筋。所述加强筋的横截面采用直角三角形设计，其一直角边所构成的平面与锁紧凸台背面一体成型，另一直角边所构成的平面与卡环外侧面一体成型。

本发明的工作过程和原理是：在机器人关节连接时，首先选择好需要连接的机器人关节，然后在其中的一个关节连接端面的定位孔中***两个定位销，接着将卡环套装在插有定位销的机器人关节的连接凸台处，再将另一个机器人关节的连接端面与插有定位销的关节连接端面对接并保证定位销***两者的定位孔中，同时保证两个关节连接凸台都处于卡环的卡槽中，最后通过螺钉在卡环锁紧凸台处将卡环锁紧即两机器人关节锁紧以实现机器人关节间的连接。如需要进行拆卸作业时只需按安装的顺序从后开始执行就可以轻松完成拆卸。本发明还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。

与现有技术相比，本发明还具有以下优点：

(1)本发明所提供的卡环式机器人连接组件只需使用卡环及螺钉就可以将两个带有相应连接凸台的机器人关节固接起来，极大地简化了结构，从而可以降低机器人关节连接组件的成本，提高结构的稳定性。

(2)本发明所提供的卡环式机器人连接组件只需通过一个螺钉就可以将两个机器人关节牢固的连接起来，松开螺钉就可以将机器人关节拆下，因此本发明可以实现机器人快速、便捷的拆装。

(3)本发明所提供的卡环式机器人连接组件由于关节连接处的对称性设计，因此机器人关节间的配合有多种方式，这也提高了连接组件的适应性从而提高了机器人的可重构性。

附图说明

图1是本发明所提供的卡环式机器人连接组件的整体结构示意图。

图2是本发明所提供的卡环式机器人连接组件的连接原理示意图。

图3是本发明所提供的卡环式机器人连接组件的局部结构示意图。

图4是本发明所提供的卡环式机器人连接组件的卡环结构示意图。

上述附图中的标号说明：

1-第一关节，2-第二关节，3-卡环，4-定位销，5-锁紧凸台，6-螺钉，7-通孔，8-螺纹孔，9-卡槽,10-定位孔，11-连接凸台。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1至图4所示，本实施例公开了一种卡环式机器人连接组件,包括第一关节1、第二关节2、卡环3、定位销4及螺钉6。所述第一关节1与第二关节2的连接端设有定位孔10及连接凸台11；所述卡环3整体上为具有一缺口的环状部件，在缺口处设有两个锁紧凸台5，在两个锁紧凸台5处有通孔7及螺纹孔8。所述第一关节1与第二关节2的连接端面固接；所述定位销4固接于关节端面定位孔10；所述卡环3通过螺钉6固接于关节端面连接凸台11。

进一步的，所述第一关节1与第二关节2的连接端设有连接凸台11，凸台的截面形状为单斜面的直角梯形，整个连接凸台11在关节连接端面成圆周形分布组成连接凸环。在关节的连接端面设有四个均匀分布的定位孔10。

进一步的，所述卡环3整体上为具有一缺口的环状部件，在缺口处设有两个锁紧凸台5，在两个锁紧凸台5处有通孔7及螺纹孔8，卡环3内表面设有连接用卡槽9。所述卡环3具有一缺口，此缺口间有少许间隙。在缺口处的两个锁紧凸台5往外凸出，其中一个凸台设有通孔7而另一个凸台设有螺纹孔8。所述卡环3内表面设有连接用卡槽9，卡槽9的两侧面为斜面。

进一步的，所述第一关节1与第二关节2通过定位销4及定位孔10实现周向定位，所述卡环3中的卡槽9与关节连接端面连接凸台11配合并通过螺钉6实现关节间的锁紧。

实施例2：

如图1至图4所示，本实施例公开了一种卡环式机器人连接组件,包括第一关节1、第二关节2、卡环3、定位销4及螺钉6。所述第一关节1与第二关节2的连接端设有定位孔10及连接凸台11，所述第一关节1与第二关节2的连接端实际上是完全一样的，为了便于表述特区分为第一关节1与第二关节2。所述卡环3整体上为具有一缺口的环状部件，在缺口处设有两个锁紧凸台5，在两个锁紧凸台5处有通孔7及螺纹孔8。所述第一关节1与第二关节2的连接端面固接，所述定位销4固接于关节端面定位孔10，所述卡环3通过螺钉6固接于关节端面连接凸台11。

在本发明的具体技术方案中，所述第一关节1与第二关节2的连接端设有连接凸台11，连接凸台11的截面形状为单斜面的直角梯形，整个连接凸台11在关节连接端面成圆周形分布组成连接凸环。通过采用斜面设计，可以利用结构的自适应性实现关节及卡环3间的自动对齐。圆形连接接口不仅最大程度上与圆形关节契合，同时也利用了圆形的自适应性保证卡环3在开口处能够自适应把整个连接凸环都能够锁紧。在关节的连接端面设有四个均匀分布的定位孔10，实际使用时只需选择其中相对的两个就可以实现关节间的周向定位。考虑到本发明两个关节间有四种连接方位，因此设计有均布的四个定位孔10可根据实际需要选择使用其中两个。

在本发明的具体技术方案中，所述卡环3整体上为具有一缺口的环状部件，在缺口处设有两个锁紧凸台5，在两个锁紧凸台5处有通孔7及螺纹孔8，卡环3内表面设有连接用卡槽9。所述卡环3具有一缺口，此缺口间有少许间隙。通过此缺口的设计使得卡环3可以在一定程度上变形，在安装时先将卡环3缺口往外扩以将卡环3套装在两关节连接凸台11间，在锁紧时又可以往里变形以使卡环3牢固的锁紧两个关节。在缺口处的两个锁紧凸台5往外凸出，其中一个凸台设有通孔7而另一个凸台设有螺纹孔8。所述卡环3内表面设有连接用卡槽9，卡槽9的两侧面为斜面，卡槽9的斜面正好与关节连接端的连接凸台11斜面配合。通过采用斜面设计将螺钉6提供给卡环3的径向力转化为锁紧关节间的轴向力。所述锁紧凸台5设有螺纹孔8，不仅可以减少零件的数量，而且可以使结构更加紧凑。

在本发明的具体技术方案中，所述第一关节1与第二关节2通过定位销4及定位孔10实现周向定位，所述卡环3中的卡槽9与关节连接端面连接凸台11配合并通过螺钉6实现关节间的锁紧。通过一个拧紧一个螺钉6就可以实现关节间的连接，连接方便快捷。

参照图1至图4，需要进一步说明的是，一种卡环式机器人连接组件,包括第一关节1、第二关节2、卡环3、定位销4及螺钉6。第一关节1与第二关节2的连接端设有定位孔10及连接凸台11；卡环3整体上为具有一缺口的环状部件，在缺口处设有两个锁紧凸台5，卡环3内表面设有连接用卡槽9。第一关节1与第二关节2的连接端通过两个定位销4实现关节间的周向定位，然后使用卡环3及螺钉6实现关节间的锁紧就可以实现机器人关节间的连接。本发明只需通过两个定位销4、卡环3及螺钉6就可以保证机器人关节间高精度、高质量的连接，因此可以很好的满足机器人关节间需快速拆装的要求。

实际工作时，该连接组件主要应用在机器人关节中。在机器人关节连接时，首先选择好需要连接的机器人关节，然后在其中的一个关节连接端面的定位孔10中***两个定位销4，接着将卡环3套装在插有定位销4的机器人关节的连接凸台11处，再将另一个机器人关节的连接端面与插有定位销4的关节连接端面对接并保证定位销4***两者的定位孔10中，同时保证两个关节连接凸台11都处于卡环3的卡槽9中，最后通过螺钉6在卡环3锁紧凸台5处将卡环3锁紧即两机器人关节锁紧以实现机器人关节间的连接。如需要进行拆卸作业时只需按安装的顺序从后开始执行就可以轻松完成拆卸。

需要进一步说明的是，在本实施例的技术方案中，由于关节连接处的对称性设计，因此机器人关节间的配合有四种方式，这也提高了连接组件的适应性从而提高了机器人的可重构性通过现有的机器人关节组合成不同构型及不同自由度的机器人。

在设计时，需注意的是，本文中采用的卡环3形状不应局限于圆形，其他弧形也是可行的，考虑到机器人关节的受力情况及结构紧凑型，实施例中的圆形是比较合适的；在本文中诸如第一和第二之类的关系术语仅仅是用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际关系或者顺序；同时本发明也不一定限定为机器人关节，其它管状类的结构连接也可适用。

需要说明的是，图1至图4所示的实施例只是本发明所介绍的一个优选实施例，本领域技术人员在此基础上，完全可以设计出更多的实施例。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽范围。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种卡环式机器人连接组件，其特征在于，包括设置在关节连接处的卡环、定位销、锁紧凸台、螺钉、连接环、以及连接凸台；

所述连接环固定设置在关节的端面上，其外径小于关节外径，且与关节一体成型；所述连接凸台设置在连接环的外表面上，径向凸出于连接环的外表面；所述定位销设置在连接环的端面上，与连接环固定连接；所述连接环的端面还设有定位孔，所述定位孔与定位销等间距间隔设置；

所述卡环上设有一缺口，所述锁紧凸台设置在缺口两侧，与卡环一体设计；一个所述锁紧凸台上设有用于连接的通孔，另一个锁紧凸台上设有螺纹孔；所述螺钉穿过通孔后与螺纹孔紧固连接；所述卡环内壁还设有用于锁紧连接凸台的卡槽；所述卡槽的槽宽不小于两倍的连接环宽度；所述卡环套设在关节的连接环上，通过卡槽将连接凸台锁紧，通过定位销与定位孔的配合限制关节的径向旋转，实现关节之间的连接和固定；

所述连接凸台的横截面采用直角梯形结构，其斜边所构成的面设为第一斜面；所述卡槽的两侧面向外倾斜并设为第二斜面；所述第二斜面将第一斜面压紧，实现关节之间的定位和锁紧；

所述连接环距离关节外表面的高度与卡环的厚度一致。

2.根据权利要求1所述的卡环式机器人连接组件，其特征在于，所述第一斜面和第二斜面的倾斜角度一致，取值范围为15度至60度之间。

3.根据权利要求1所述的卡环式机器人连接组件，其特征在于，所述定位销和定位孔的数量一致，并至少设置2个且间隔设置。

4.根据权利要求1所述的卡环式机器人连接组件，其特征在于，所述连接组件还包括加强卡环锁紧效果的加强筋，所述加强筋的横截面采用直角三角形设计，其一直角边所构成的平面与锁紧凸台背面一体成型，另一直角边所构成的平面与卡环外侧面一体成型。