[发明专利]一种基于协作机器人的同构式快换接口

说明书

本发明公开了一种用于协作机器人的同构式快换接口，属于机器人技术领域。本发明的用于协作机器人的同构式快换接口包括接口主体以及封合端，封合端与接口主体相匹配形成一中空的圆柱结构，接口主体的轴心位置处固设有插座，插座上周向设置有一对插头以及一对插芯，插头与插芯交错设置，相邻的插头与插芯之间的圆心角为90度，封合端上开设有供插头与插芯穿过的过孔，封合端上还周向设置有一对锁合柱以及一对锁合通孔，一对锁合柱与一对锁合通孔交错设置，且相邻的所述锁合柱与所述锁合通孔之间圆心角为90度，接口主体与封合端之间、对应于锁合通孔位置处设置有锁合机构。本发明的用于协作机器人的同构式快换接口具有结构简单、对接方便的有益效果。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，尤其是涉及一种用于协作机器人的同构式快换接口。

背景技术

机器人技术的发展使得机器人的能力不断提高，机器人应用的领域和范围正在不断扩展，人们希望机器人能完成更加复杂的任务。通过重新编程，机器人可以很容易地完成许多不同的任务，然而一台机器人能完成任务的范围却受其自身的机械结构限制。如喷漆或焊接作业，一般采用垂直关节结构的机械手；而对于高精度的桌面精密装配作业，则采用水平SCARA结构的机械手。所以针对于不断变化的作业环境，机器人的最适结构也不断随之变化，如果对于每种情况都使用不同运动学和动力学特性的机器人来完成作业任务，这就会大大增加运行的成本，耗资巨大，甚至于不可行。例如，空间站上许多工作需要机器人来完成，由于重量的限制，不可能将所有机器人都发射到空间站中，因此，就需要一种能根据任务要求而改变自身构型的机器人来完成不可预知的作业任务。可重构机器人的研究正是此类应用背景下开始的。

可重构机器人是一种能根据任务需要，重新组合构型的机器人，它是在模块化机器人的研究基础上发展起来的，可以利用一些不同尺寸和性能的可互换的连杆和关节模块，象搭积木似的组合成特定构型的机器人，这种组合并不是简单的机械重构，还包括控制系统(子硬件、控制算法、软件等)的重构，因此模块关节本身就是一种集通讯、控制、驱动、传动一体化的单元，利用可重构的模块环单元，可以根据具体任务重新组合装配成具有不同结构和运动特性的机器人，通过改变其控制及运动策略，更好的适应环境，从而提高整个机器人系统的运动能力和使用效率。

可重构机器人在航空领域应用广泛，为满足空间站等大型空间维护平台的长期稳定运行，空间大型机械臂的在轨寿命一般在10年以上，而且机械臂造价以及发射费用及其昂贵，为保证机械臂的长期稳定运行，还需要考虑关节失效的情况下，通过宇航员的出舱活动进行关节更换，这就需要将空间机械臂关节设计为可实现在轨更换的结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于协作机器人的同构式快换接口，其接口轻便、对接方便。

本发明解决上述技术问题所采用的解决方案是：提供一种用于协作机器人的同构式快换接口，包括接口主体以及固设于所述接口主体上的封合端，所述封合端与所述接口主体相匹配形成一中空的圆柱结构，所述接口主体的轴心位置处固设有插座，所述插座上、周向设置有一对插头以及一对插芯，所述插头与所述插芯交错设置，且相邻的所述插头与所述插芯之间的圆心角为90度，所述封合端上开设有供所述插头与所述插芯穿过的过孔，所述封合端上还周向设置有一对锁合柱以及一对锁合通孔，一对锁合柱与一对锁合通孔交错设置，且相邻的所述锁合柱与所述锁合通孔之间圆心角为90度，所述接口主体与所述封合端之间、对应于所述锁合通孔位置处设置有锁合机构，对接时，将两个所述用于协作机器人的同构式快换接口的其中一个旋转90度，使两者的所述插头、插芯相互匹配，且所述锁合柱插入所述锁合通孔内，并通过所述锁合机构将所述锁合柱锁紧。