[实用新型]模块化可重构机器人的伸缩关节模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及模块化可重构机器人装置，具体地说是一种模块化可重构机器人的伸缩关节模块。

背景技术

模块化可重构机器人是由一系列具有不同尺寸和功能特征的关节、连杆等模块组成的，能以搭积木的方式通过模块之间简单、快速的组装和拆卸来改变整体结构，重新组合构型的机器人。相对于传统的固定构型机器人而言，模块化可重构机器人可实现“一套构件、多种构型”，能根据任务要求选择最佳的机器人结构，因而对复杂环境的适应性和作业能力更强。

现有的用于模块化可重构机器人的各种关节模块大多为转动关节模块，如德国Schunk公司的PowerCube系列PW旋转模块和PR回转模块、上海广茂达公司的AsMrobotE系列一自由度和二自由度关节模块等，而体现伸缩运动特性的伸缩关节模块则相对较少。究其原因，一方面，由于电机采用轴的高速旋转作为其运动输出形式，必须经过特殊的传动设计才能转换成沿某一轴线的往复伸缩运动，因而伸缩关节模块的结构一般都比较复杂；另一方面，由于受轴向行程的影响，伸缩关节模块一般都难以保证有较好的刚度，因而对整个机器人的刚度也会产生不良影响。上述设计难点是影响伸缩关节模块广泛使用的重要因素，因而也大大降低了模块化可重构机器人可实现构型的种类和数量。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、精度高、使用安全可靠的模块化可重构机器人的伸缩关节模块。该伸缩关节模块集机构、驱动、控制、感知、通信等于一体。

本实用新型的次一目的在于提供一种刚度好的模块化可重构机器人的伸缩关节模块。

本实用新型的另一目的在于提供一种内走线的模块化可重构机器人的伸缩关节模块。

本实用新型的再一目的在于提供一种安装定位方便的模块化可重构机器人的伸缩关节模块。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括上端盖、下端盖、支架、上导向伸缩座、下导向伸缩座、丝杠支撑座、压盖、丝母、滚珠丝杠及直流无刷电机，其中丝杠支撑座安装在支架的内部，直流无刷电机通过电机安装座与丝杠支撑座相连接，滚珠丝杠通过丝杠轴承座安装在丝杠支撑座上、并通过联轴器与直流无刷电机的前输出轴相连接；所述上、下导向伸缩座相连接，在上导向伸缩座内安装有丝母，该丝母与滚珠丝杠螺纹连接，通过丝母与滚珠丝杠的螺旋副转换为上、下导向伸缩座的上下移动；所述支架的底部设有下端盖，顶部安装有供上导向伸缩座伸出的压盖，上导向伸缩座上设有上端盖。

其中：所述支架为中空的笼形支架，支架壁上沿轴向开有多个方形孔；在支架内设有第一凸台，该第一凸台下方的支架沿径向向内延伸、形成第二凸台；丝杠支撑座通过支撑板安装在第一凸台上，在丝杠支撑座上设有供内部走线的走线管；第二凸台上设有半环压片，所述支架内均布有多个光轴，每个光轴的一端安装在压盖上，另一端安装在半环压片上；所述上、下导向伸缩座的外表面上分别均布有与光轴数量相同的连接套，连接套内设有直线轴承，上、下导向伸缩座通过连接套及直线轴承与光轴相连，沿光轴往复运动；所述支架上设有制动器安装座，电磁制动器安装在制动器安装座上、并与直流无刷电机的后输出轴相连接；所述制动器安装座上设有码盘安装座，增量式码盘安装在码盘安装座上、并与直流无刷电机的后输出轴相连接；码盘安装座上通过螺柱分层设有DSP控制器、驱动电路及电源转换电路；所述上、下端盖均为带有定位止口和定位销孔的法兰，上、下端盖上分别设有D型连接器；所述上、下导向伸缩座的外表面上分别设有磁块，所述支架的内表面设有与磁块相对应的霍尔传感器，磁块与霍尔传感器组成电气限位；所述压盖由内压盖及外压盖组成，外压盖通过定位止口与支架相连，内压盖通过定位止口安装在外压盖上，所述上导向伸缩座可由内压盖伸出；所述支架的外表面设有安装在下端盖上的外罩。

本实用新型的优点与积极效果为：

1.本实用新型采用由支架和上、下导向伸缩座构成的内外套筒结构，并通过螺旋副将电机输出轴的旋转运动转换成丝母沿滚珠丝杠的轴向往复运动，结构简单、精度高。

2.伸缩运动的轴向导向是利用安装在上、下导向伸缩座上的直线轴承沿光轴的滑动实现的，由于采用的光轴数量多、刚度高，因此使得伸缩关节模块具有很好的刚度。

3.上、下端盖作为伸缩关节模块的输出、输入接口，均采用带定位止口和定位销孔的法兰式设计，因此在组装机器人的过程中，模块连接和定位十分准确、方便。