[发明专利]一种改进的正弦加速度凸轮锁紧机构

说明书

本发明涉及一种改进的正弦加速度凸轮锁紧机构，主要由伺服电机，支撑板，传动轴，凸轮，不完全锥齿轮，十字导轨，导轨支杆，沟槽锥齿轮，连接面等组成。其中,伺服电机作为锁紧机构的源动力装置与传动轴相连,凸轮和不完全锥齿轮同轴安装，为连接面之间的连接断开提供动力。凸轮与十字导轨表面相接触，通过凸轮转动，驱动十字导轨以正弦加速度运动规律向前移动。导轨支杆安装在十字导轨滑槽中，并与滑块相连构成导轨组件，导轨组件可做直线运动。带有正弦形沟槽的沟槽锥齿轮安装在支撑板上，导轨支杆始终与正弦形沟槽相切，沟槽锥齿轮的转动，可带动导轨组件径向移动。连接面通过凸台与支撑板相连，形成与外部连接单元锁紧的连接面结构。

技术领域

本发明涉及一种改进的正弦加速度凸轮锁紧机构。

背景技术

自20世纪90年代以来，自重构细胞机器人在美国和日本得到了迅速发展，多个基于不同连接方式的自重构细胞机器人，相继被提出。主要的连接方式为销孔式、钩爪式和尼龙搭扣式。销孔式依靠锥孔和锥销的相互嵌套卡入，实现两个连接面的连接分离；钩爪式依靠微型电机带动钩爪移动，实现连接面的锁紧连接；尼龙搭扣式依靠转动的摇臂形搭扣与前一单元的尾部实现粘连。但这种三种连接方式的主被动连接面互换性较差，且加工复杂，不利于细胞机器人的自重构。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的正弦加速度凸轮锁紧机构。

基本技术方案是：改进的正弦加速度凸轮锁紧机构由伺服电机，L型板，支撑板，传动轴，凸轮，不完全锥齿轮，十字导轨，滑块，导轨支杆，弹簧，沟槽锥齿轮，连接面，凸台组成。伺服电机借助L型板与支撑板相连，作为锁紧机构的源动力装置。传动轴与伺服电机相连，凸轮和不完全锥齿轮同轴安装，通过改变伺服电机的通电相序，为连接面之间的连接断开提供动力。凸轮与十字导轨表面相接触，凸轮遵循改进的正弦加速度运动规律，通过凸轮转动，驱动十字导轨向前移动。滑块与导轨支杆相连构成导轨组件，导轨支杆安装在十字导轨滑槽中，十字导轨可带动导轨组件做直线运动。弹簧安装在支撑板与十字导轨之间，在导轨组件运动中起限位阻尼的作用。沟槽锥齿轮安装在支撑板上，借助沟槽锥齿轮上的正弦形沟槽，导轨支杆始终与正弦形沟槽相切，通过沟槽锥齿轮的转动，可带动导轨组件径向移动。连接面通过凸台与支撑板相连，形成与外部连接单元锁紧的连接面结构。

本发明的有益效果是：

1 .本机构所采用的连接方式为纯机械式连接，连接强度和刚度较大，受环境影响较小，适用于复杂的空间环境下工作。

2 .本机构所设计的凸轮运动规律为改进的正弦加速度，此种运动规律最大速度和最大加速度的值都有所减小，即所受的冲击力可以降到最低，非常适用于自重构机器人的连接锁紧。

3 .本机构沟槽锥齿轮上的槽沟为正弦曲线式，且在槽沟的起点和终点处导轨支杆与槽沟的切线方向垂直，具有一定的自锁能力，保证了连接的可靠性。

附图说明

下面结合附图对本机构进一步说明。

附图1：凸轮锁紧机构整体示意图

附图2：凸轮锁紧机构局部放大图

附图3：凸轮锁紧机构锁紧位置图

图中：1伺服电机，2 L型板，3支撑板，4传动轴，5凸轮，6不完全锥齿轮，7十字导轨，8滑块，9导轨支杆，10弹簧，11沟槽锥齿轮，12连接面，13凸台。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的具体结构及实施方式。