[发明专利]电磁型连接装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种机器人技术领域的装置，尤其涉及的是一种电磁型连接装置。

背景技术

在可重构机器人系统中，若干机器人个体可以通过特定的连接装置形成新的构形，从而增强其整体的性能，以适应新的环境与任务要求。因此，连接装置是可重构机器人设计中最为重要的一部分，直接影响可重构机器人的整体性能。目前，应用于可重构机器人领域的连接装置主要有利用形状记忆合金的插销式连接机构、永磁型连接机构、机械连接机构以及电磁型连接机构。但由于这些连接机构尺寸的限制，很难应用到可重构微型机器人领域。

经过对现有技术的检索发现，中国发明专利申请号：200910049401.5，名称为：微型万向连接装置，该装置中，连接器的底座和球形端盖前端上下对接在一起组成一个大于半球的球孔，球形连接杆插入其中组成一个灵活的球形万向节，端盖可以绕底座旋转，通过控制锁紧机构，实现该装置的自动连接/脱离。携带该装置的多个微型机器人可以自动连接在一起，在任意曲率的曲面上运动。该装置只能进行机械连接，无法实现可重构微机器人之间的电气连接。

进一步的检索发现，T.Haga等在《Microsystem Technologies》(微系统技术)2000年4月发表的：Development of microconnector with an automatic connecting/disconnectingmechanism(一种可自动连接/脱离的微型连接装置)，该技术公开了一种机械和电气一体的微型连接装置，其直径和厚度分别为2.5mm和2mm，实现连接/脱离的锁紧机构由电磁铁、永磁体以及螺旋弹簧组成，用于链式微型移动机器人的柔性连接。该连接装置的优点是整体体积较小，可同时实现机械以及电气的连接，但是结构比较复杂，需采用造价昂贵的X射线光刻微细加工技术制作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电磁型连接装置，通过控制电磁铁和永磁体之间产生的吸引和斥力来实现主动件与被动件的连接与脱离，不仅实现了微机器人之间的机械连接，而且同时还实现了它们之间的电气连接。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：接头、对准孔、主动电极、电磁铁、主动底座、对准头、被动电极、插头、永磁体和被动底座，其中：接头设置于主动底座上，对准孔和主动电极分别固定在接头上，电磁铁的一端固定设于接头的中央，另一端上设有线圈，插头设于被动底座上，对准头和被动电极分别固定在插头上，对准头和对准孔的位置相对应，主动电极和被动电极的位置相对应，永磁体固定在插头的中央，插头和接头大小相等。

所述的接头设于主动底座的上表面的圆形凹槽中，所述的插头设于被动底座的上表面的圆形凹槽中。

所述的对准孔和主动电极分别等距离的固定在接头上，对准头和被动电极分别等距离的固定在插头上。

所述的接头、对准孔、主动电极、电磁铁和主动底座构成了主动件。

所述的对准头、被动电极、插头、永磁体和被动底座构成了被动件。

所述的主动电极的顶部是悬臂梁结构，底部延伸至接头的边缘。

所述的被动电极的顶部是长方体凸起，底部延伸至插头的边缘。

所述的永磁体是钐钴合金制成。

所述的主动底座、被动底座、插头和接接头是硅材料制成。

所述的电磁铁是铁镍合金制成。

所述的主动电极和被动电机是铜制成。

主动电极和被动电极以引线方式与外部连接。通过控制电磁铁和永磁体之间产生的吸引和斥力来实现主动件与被动件的连接与脱离。当主动件与被动件进行连接时，利用插座上的对准头与接头上的对准孔进行对准；当主动件与被动件脱离时，对电磁铁上的线圈反向通电，电磁铁就与永磁体产生斥力，从而主动件与被动件实现自动脱离。

本发明人相比现有技术具有以下优点：在保证机械连接的情况下，增加了通道的电气接口，使可重构微机器人之间能够相互通信和共享能源，而且电极之间的弹性接触可以提高该装置电气连接的稳定性；仅在脱离时需要消耗可重构微机器人的能源；对准结构一方面可以降低其连接所需的精度，另一方面可有效地提高其连接后的抗扭能力；结构比较简单，可采用UV-LIGA微细加工工艺制作，加工成本低廉。

附图说明

图1是本发明主动件的结构示意图；

图2是本发明被动件的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。