[发明专利]一种滑槽式空间自重构细胞机器人的连接单元

说明书

本发明涉及一种滑槽式空间自重构细胞机器人的连接单元，其特征在于：所述连接单元的外形为正六面体，包括六个连接面、两组主动连接盘、连接块、四组随机被动连接盘、导轨支撑架和主动连接机构，其中：所述两组主动连接盘分别设置于所述六个连接面的其中一组相对连接面上，并分别通过沿圆周均匀布置的四组长方体连接块依靠螺钉固连；所述四组随机被动连接盘设置在除主动连接盘占用的一组相对连接面以外的四个连接面上，根据连接需要用螺钉固连或拆除；本发明具备两个相对方向的主动连接功能，并且在连接过程中互不影响，增强了连接单元的功能适应性，主动连接机构的连接强度大，接口脱离是接口连接的逆运动，节省了自重构时间。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及到一种自重构机械结构，具体的，涉及一种滑槽式空间自重构细胞机器人的连接单元。

背景技术

空间自重构机器人也是一种空间细胞机器人，是将细胞分裂、分化、组合的原理应用于机器人技术之中的产物。经过细胞、组织、器官及机器人等不同层次的重构，使得机器人能够自动改变自身的形状，尺寸及功能以适应任务和环境形势的变化。空间自重构机器人的这种特点是依靠机器人模块之间的连接性和互换性，以及模块传感器感知到的周围环境信息，通过大量模块之间的相互操作和运动来实现的，也因此使空间自重构机器人具有适应性、多样性、可靠性、扩展性、经济性等优点，能充分适应未来航天任务中操作对象大型化、复杂化、非合作化的趋势。

空间自重构机器人与传统机器人相比，不再受特定结构、功能和运动形式的限制，各模块可以具有不同的功能和结构，但具有统一的机械、电气接口，功能有限的单个模块通过数量的累加大大扩展了机器人的任务和环境适应性；与模块化可重构机器人相比，其模块选择、构型搭建无需人工参与，可以自主变换构型和功能，使宇航员避免处于危险的太空环境中。

自重构细胞机器人连接机构的性能在很大程度上影响整个机器人的工作性能。例如，连接机构的强度将决定模块的最大数量，接口处的连接和脱离速度将影响机器人自重构的速度。在目前已有的几种连接机构中，电磁式连接机构靠电磁力连接，其对接速度快，对中性好，但接头强度有限，脱离过程复杂费时，且连接模块之间易产生干扰；静电力式连接机构依靠正负电荷的吸引力连接，也具有接头强度较低，脱离过程缓慢的缺点；机械式连接机构包括销孔式，钩爪式及尼龙搭扣式等多种形式，连接可靠，连接和脱离过程迅速，但结构设计复杂，占用空间大，对中性不好。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种连接可靠，节约能源，对中性良好，连接与脱离过程迅速的滑槽式空间自重构细胞机器人的连接单元。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种滑槽式空间自重构细胞机器人的连接单元，其特征在于：所述连接单元的外形为正六面体，包括六个连接面、两组主动连接盘、连接块、四组随机被动连接盘、导轨支撑架和主动连接机构，其中：所述两组主动连接盘分别设置于所述六个连接面的其中一组相对连接面上，并分别通过沿圆周均匀布置的四组长方体连接块依靠螺钉固连；所述四组随机被动连接盘设置在除主动连接盘占用的一组相对连接面以外的四个连接面上，根据连接需要用螺钉固连或拆除；所述主动连接机构设置在连接单元的中心位置，依靠所述连接面和所述导轨支撑架进行支撑。

本发明中所述的两组主动连接盘分别包括：前板、隔离柱和后板，其中：所述前板是圆形薄板，沿圆周方向均匀开有四组径向滑槽，并将中心位置全部镂空；所述后板是和前板等直径的圆形薄板，沿圆周方向均匀开有四组径向滑槽，中心位置不镂空；所述隔离柱是短圆柱体，设置在前板和后板之间，多个隔离柱依靠螺栓固定连接前板和后板。

本发明中所述的四组随机被动连接盘分别包括：内板和外壳，其中：所述内板的结构与主动连接盘的前板结构完全相同；所述外壳是凹槽式结构，与内板和所述连接单元的连接面分别通过螺栓固连。