[发明专利]主被动对接锁紧式连接细胞机器人单元及其使用方法

权利要求书

1.一种主被动对接锁紧式连接细胞机器人单元，其特征在于：设有主动连接机构、被动连接机构以及支撑机构，所述支撑机构由六块等大的面板环绕连接组成一个中空的正六面体，其中六块等大的面板中包含主动面板（9）与被动面板（18）；所述主动连接机构设置在主动面板（9）上，被动连接机构设置在被动面板（18）上；

所述主动连接机构包括外导锥（1）、锁紧块（2）、锁紧块销轴（3）、锁紧芯轴（4）、锁紧螺柱（5）、内六角螺钉一（6）、电机固定座一（7）、电机一（8）以及主动面板（9），其中电机固定座一（7）及电机一（8）均置于正六面体内，主动面板（9）上开设通孔，电机一（8）经电机固定座一（7）通过螺钉与主动面板（9）连接，且电机一（8）的输入轴穿过主动面板（9）上的通孔后嵌入锁紧螺柱（5）后端内并通过内六角螺钉一（6）进行紧固连接； 锁紧螺柱（5）还设有外螺纹，并通过外螺纹与设有内螺纹的锁紧芯轴（4）进行螺纹配合；所述锁紧芯轴（4）位于主动面板（9）外侧，且锁芯芯轴（4）前端外壁上开设凹槽，所述锁紧块（2）一端嵌入锁紧芯轴（4）的外部凹槽内；另一端通过锁紧块销轴（3）连接在外导锥（1）上，使锁紧块（2）绕锁紧块销轴（3）进行定轴转动实现锁紧块（2）的上升和下降；所述外导锥（1）通过螺钉固定连接在主动面板（9）外侧；

所述被动连接机构包括电机固定座二（10）、电机二（11）、主动齿轮（12）、齿轮套（13）、轴承（14）、轴承座（15）、轴承紧固块（16）、内六角螺钉二（17）以及被动面板（18），其中被动面板（18）中央开设通孔，所述电机二（11）经电机固定座二（10）通过螺钉固定连接在被动面板（18）内侧；所述电机二（11）输入轴与主动齿轮（12）通过键连接；所述主动齿轮（12）与齿轮套（13）啮合；所述轴承座（15）通过螺钉固定在被动面板（18）的通孔处；所述轴承（14）外圈表面与轴承座（15）内表面贴合；所述齿轮套（13）外表面与轴承（14）内圈贴合，并利用齿轮套（13）的轴肩定位；所述轴承紧固块（16）一部分与轴承（14）内圈贴紧，另外一半通过内六角螺钉二（17）与齿轮套（13）进行紧固连接。

2.根据权利要求1所述一种主被动对接锁紧式连接细胞机器人单元，其特征在于锁紧螺柱（5）的后端设有夹紧块，夹紧块中央开设通孔，且夹紧块上设有贯通通孔的切缝，夹紧块由切缝分隔为左夹紧块和右夹紧块，左夹紧块或右夹紧块上开设螺钉孔，螺钉孔内设置内六角螺钉一（6），当电机一（8）的输入轴穿过主动面板（9）上的通孔伸入锁紧螺柱（5）后端夹紧块上的通孔内时，通过内六角螺钉一（6）完成锁紧固定。

3.根据权利要求1所述一种主被动对接锁紧式连接细胞机器人单元，其特征在于所述锁紧芯轴（4）呈具有一端端盖的套筒状，且锁紧芯轴（4）端盖中央开设通孔，锁芯芯轴（4）靠近端盖的一端开设贯通套筒状侧壁的凹槽，凹槽呈环形或由环形槽以及与环形槽相连通的沿锁紧芯轴（4）长度方向延伸的条形槽组成；锁紧螺柱（5）由锁紧芯轴（4）后端伸入并与锁紧芯轴（4）的内螺纹配合。

4.根据权利要求1所述一种主被动对接锁紧式连接细胞机器人单元，其特征在于所述外导锥（1）表面开有三角形凹槽和T型凹槽，便于装入锁紧块（2）和锁紧块销轴（3），同时外导锥（1）采用中空结构，减轻整体重量；而且外导锥（1）外表面加工成锥形，保证两个相邻细胞单元对接时具有良好的导向性和容错能力；所述锁紧芯轴（4）外表面与外导锥（1）内表面留有间隙，且锁紧芯轴（4）的外表面也开有凹槽，锁紧块（2）一端嵌入凹槽内部，进行装配时，要使外导锥凹槽与锁紧芯轴凹槽对齐。

5.根据权利要求1所述一种主被动对接锁紧式连接细胞机器人单元，其特征在于所述齿轮套（13）采用阶梯结构，有齿部分直径大于光轴部分直径，采用齿轮套轴肩定位，齿轮套与轴承内圈通过轴承紧固块和内六角螺钉二进行紧固连接，防止齿轮套与轴承内圈产生相对滑动。

6.根据权利要求1所述一种主被动对接锁紧式连接细胞机器人单元，其特征在于所述电机一、电机一的减速装置均集成在电机内部，使整体结构紧凑；所述锁紧螺柱为细牙螺纹；电机一、电机二和锁紧螺柱都具有很好的自锁性，保证连接的可靠性。

7.一种如权利要求1-6中任意一项所述主被动对接锁紧式连接细胞机器人单元的使用方法，其特征在于主被动对接锁紧式连接细胞机器人单元中任意一个的主动连接机构利用外导锥的导向作用插入第二个主被动对接锁紧式连接细胞机器人单元被动连接机构的齿轮套中，电机一输入轴通过内六角螺钉一与锁紧螺柱固定连接，电机一带动锁紧螺柱进行旋转运动，锁紧螺柱旋入锁紧芯轴内部，构成丝杠丝母传动，锁紧螺柱带动锁紧芯轴进行轴向进给往复运动，锁紧块一端嵌入锁紧芯轴内部，一端通过锁紧块销轴连接在外导锥上作定轴转动，锁紧芯轴带动嵌入它内部的锁紧块绕着锁紧块芯轴进行定轴转动，从而实现锁紧块的上升和下降，当锁紧块上升的时候会与齿轮套的锥形面接触，最终压紧齿轮套，从而实现与被动连接机构的锁紧；锁紧完成之后，电机二带动主动齿轮旋转，主动齿轮与齿轮套啮合，从而带动齿轮套旋转，因为两个相邻细胞单元的主、被动连接机构已经锁紧，随着齿轮套的旋转，实现两个相邻细胞单元的相对转动，增加了一个旋转的自由度；最终实现两个相邻细胞单元的连接。