本发明属于机械臂对接技术领域，具体涉及一种机械臂模块化关节快速机电对接装置。
背景技术：
对接机构是实现两个机械臂模块或其他部件之间连接、分离的装置，具有对接时连接稳固，分离时动作简单，可快速分离两个被连接件的特点。基于此对接机构可以实现不同机器臂间以及其它部件间的组装。然而，目前对接机构的连接稳固性、对接简易性不足。
目前各式各样的对接机构设计方案包括磁吸式对接机构、勾爪式对接机构等。磁吸式对接机构优点是连接灵活快速，但仅靠电磁吸引来连接部件存在连接强度低及稳定性差的缺点。传统勾爪式对接机构因勾爪设计复杂，需要驱动及传动机构，成本高、重量大，且对接时因勾爪不到位导致对接锁紧失败。因此，现有的对接机构在连接稳定性、简易化及轻量化上无法满足要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种机械臂模块化关节快速机电对接装置，以实现不同机械臂之间的稳定连接、快速分离，用以提高扩展机械臂的通用化、模块化。
本发明为一种对接稳固，分离动作简单、快速并能有效改善上述缺陷的对接装置。本发明也可以连接其他可安装此对接机构的机械模块。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
机械臂模块化关节快速机电对接装置，包括分别安装在两个机械臂两端的第一连接模块及第二连接模块，所述第一连接模块与第二连接模块两者配合实现两个机械臂之间的连接和断开。
进一步的是，所述第一连接模块包括第一对接模块本体、电气连接触点、勾座及两个磁吸座；所述第一对接模块本体上设有四个贯通其厚度的凹槽一，四个所述凹槽一相对于第一对接模块本体中心对称设置，所述勾座与第一对接模块本体一侧面固定连接，勾座上设有四个爪，所述四个爪穿出四个凹槽一，第一对接模块本体的另一侧面中心固定有凸出的电气连接触点，所述两个磁吸座均内凹于第一对接模块本体所述另一侧面并固定在第一对接模块本体上；
所述第二连接模块包括控制板、第二对接模块本体、固定座、十字支撑架、凸轮、电气连接弹簧触点、两个电磁铁、四个勾爪、四个扭簧、四根立柱、两根记忆金属丝、多个大导轮和多个小导轮；所述第二对接模块本体一侧面的中部设有内凹的电气连接弹簧触点，第二对接模块本体上设有四个贯通其厚度的凹槽二，四个所述凹槽二相对于第二对接模块本体中心对称设置，每个凹槽二内通过销轴转动连接有一个勾爪，所述两个电磁铁均凸出并固定在第二对接模块本体所述一侧面上，每个勾爪位于第二对接模块本体另一侧面的一端固定有扭簧，所述扭簧两端分别与勾爪及第二对接模块本体固定连接，所述固定座与第二对接模块本体相对设置，所述四根立柱垂直固定在第二对接模块本体与固定座之间，所述十字支撑架通过十字顶端的四个通孔安装固定在四根立柱上，所述凸轮通过其中心轴与十字支撑架中部固定连接，每根立柱上固定套装有多个大导轮和多个小导轮，所述多个大导轮和多个小导轮依次交替设置，四根立柱上的多个大导轮均一一相对应，四根立柱上的多个小导轮均一一相对应，其中一根所述记忆金属丝按顺时针方向依次缠绕在大导轮上，另一根所述记忆金属丝按逆时针方向依次缠绕在小导轮上，所述两根记忆金属丝两端分别固定在凸轮和固定座上，两根记忆金属丝均与固定在固定座上的控制板相连接；
当第一连接模块与第二连接模块靠近时，第二连接模块中的电磁铁通电与磁吸座吸合；逆时针缠绕在小导轮上的记忆金属丝通电收缩，拉动凸轮逆时针旋转，凸轮与勾爪接触，使勾爪绕销轴旋转，勾入第一连接模块中的勾座中，随着记忆金属丝的收缩，凸轮逆时针旋转，达到凸轮的上止点时停止，勾爪紧紧勾住第一连接模块中的爪，同时第一连接模块中的电气连接触点与第二连接模块中的电气连接弹簧触点接触，实现电气同步连接，至此完成两个机械臂的连接；
当两个机械臂要分离时，顺时针缠绕在大导轮上的记忆金属丝通电收缩，拉动凸轮顺时针旋转，由于复位扭簧使勾爪绕销轴旋转，松开第一连接模块中的爪，第二连接模块中电磁铁断电与磁吸座分开，同时第一连接模块中的电气连接触点与第二连接模块中的电气连接弹簧触点分开，实现电气同步断开，至此完成两个机械臂的断开。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
1、通过两个电磁铁磁吸快速连接并导向，避免出现因勾爪错位及不到位导致的对接失败。
2、本发明中对接锁紧是通过控制一根记忆金属丝的收缩，经过大导轮来驱动凸轮进行转动，当转动到顶点限位时，四个勾爪达到自锁效果，使第一连接模块和第二连接模块稳固的连接在一起。当需要分离时控制另一根记忆金属丝的收缩，经过小导轮来驱动凸轮进行反方向转动，同时勾爪上的扭簧将勾爪恢复到打开的状态。
3、本发明中采用凸轮驱动，结构简单，体积小、重量轻，可靠性高。
4、本发明中第一连接模块与第二连接模块对接过程中，电气连接弹簧触点与电气连接触点接触实现电气同步连接，电气连接弹簧触点具有一定的预紧力可提供一个稳固的连接状态。
综上，将本发明机械臂模块化关节快速机电对接装置与两个机械臂端部固定连接或置于其他部件之间，并与其他部件固定连接，第一连接模块中磁吸座与第二连接模块的电磁铁吸合，同时控制一根记忆金属丝收缩，经过导轮，拉动位于第二连接模块中的凸轮，带动四只勾爪，在到达凸轮最高点时将第一连接模块的爪抓紧并锁死，实现两个机械臂机械连接。当第二连接模块中的四只勾爪锁紧第一连接模块时，第二连接模块中的电气连接弹簧触点与第一连接模块中的电气连接触点接触实现电气连接。本发明体积小，重量轻，可使机械臂快速连接或分离。
附图说明
图1是本发明的机械臂模块化关节快速机电对接装置的结构示意图；
图2是第一连接模块的结构示意图；
图3是第二连接模块的结构示意图；
图4是第一连接模块与第二连接模块对接状态示意图；
图5是图4的a-a截面的剖视图；
图6是第一连接模块与第二连接模块松脱状态示意图；
图7是图6的b-b截面的剖视图；
图8是图1的c处局部放大图；
图9是图1的d处局部放大图；
图10是图3的e处局部放大图；
图11是图4的f处局部放大图；
图12是图4的g处局部放大图；
图13是图5的h处局部放大图；
图14是图6的j处局部放大图；
图15是图7的k处局部放大图。
上述附图中涉及到的部件名称及标号如下：
机械臂1、第二连接模块2、第二对接模块本体201、电磁铁202、勾爪203、扭簧204、十字支撑架205、大导轮206、固定座207、立柱208、记忆金属丝209、凸轮210、电气连接弹簧触点211、小导轮212、第一连接模块3、第一对接模块本体301、电气连接触点302、爪303、磁吸座304。
具体实施方式
具体实施方式一：如图1、图8及图9所示，本实施方式披露了一种机械臂模块化关节快速机电对接装置，包括分别安装在两个机械臂1两端的第一连接模块3及第二连接模块2，所述第一连接模块3与第二连接模块2两者配合实现两个机械臂1之间的连接和断开。
进一步的是：如图1-图15所示，所述第一连接模块3包括第一对接模块本体301(为圆形)、电气连接触点302、勾座及两个磁吸座304；所述第一对接模块本体301上设有四个贯通其厚度的凹槽一，四个所述凹槽一相对于第一对接模块本体301中心对称设置，所述勾座与第一对接模块本体301一侧面固定连接，勾座上设有四个爪303，所述四个爪303穿出四个凹槽一，第一对接模块本体301的另一侧面中心固定有凸出的电气连接触点302，所述两个磁吸座304均内凹于第一对接模块本体301所述另一侧面并固定在第一对接模块本体301上；
所述第二连接模块2包括控制板、第二对接模块本体201(为圆形)、固定座207、十字支撑架205、凸轮210、电气连接弹簧触点211、两个电磁铁202、四个勾爪203、四个扭簧204、四根立柱208、两根记忆金属丝209、多个大导轮206和多个小导轮212；所述第二对接模块本体201一侧面的中部设有内凹的电气连接弹簧触点211，第二对接模块本体201上设有四个贯通其厚度的凹槽二，四个所述凹槽二相对于第二对接模块本体201中心对称设置，每个凹槽二内通过销轴转动连接有一个勾爪203，所述两个电磁铁202均凸出并固定在第二对接模块本体201所述一侧面上，每个勾爪203位于第二对接模块本体201另一侧面的一端固定有扭簧204，所述扭簧204两端分别与勾爪203及第二对接模块本体201固定连接，所述固定座207与第二对接模块本体201相对设置，所述四根立柱208垂直固定在第二对接模块本体201与固定座207之间，所述十字支撑架205通过十字顶端的四个通孔安装固定在四根立柱208上，所述凸轮210通过其中心轴与十字支撑架205中部固定连接(凸轮210可在有限的范围内旋转)，每根立柱208上固定套装有多个大导轮206和多个小导轮212，所述多个大导轮206和多个小导轮212依次交替设置，四根立柱208上的多个大导轮206均一一相对应，四根立柱208上的多个小导轮212均一一相对应，其中一根所述记忆金属丝209按顺时针方向依次缠绕在大导轮206上，另一根所述记忆金属丝209按逆时针方向依次缠绕在小导轮212上，所述两根记忆金属丝209两端分别固定在凸轮210和固定座207上，两根记忆金属丝209均与固定在固定座207上的控制板(控制板的作用是给记忆金属丝209通电)相连接；
当第一连接模块3与第二连接模块2靠近时，第二连接模块2中的电磁铁202通电与磁吸座304吸合；逆时针缠绕在小导轮212上的记忆金属丝209通电收缩，拉动凸轮210逆时针旋转，凸轮210与勾爪203接触，使勾爪203绕销轴旋转，勾入第一连接模块3中的勾座303中，随着记忆金属丝209的收缩，凸轮210逆时针旋转，达到凸轮210的上止点时停止，勾爪203紧紧勾住第一连接模块3中的爪303，同时第一连接模块3中的电气连接触点302与第二连接模块2中的电气连接弹簧触点211接触，实现电气同步连接(由于电气连接弹簧触点211具有预紧力，可保证两者可靠的接触)，至此完成两个机械臂1的连接；
当两个机械臂1要分离时，顺时针缠绕在大导轮206上的记忆金属丝209通电收缩，拉动凸轮210顺时针旋转，由于复位扭簧204使勾爪203绕销轴旋转，松开第一连接模块3中的爪303，第二连接模块2中电磁铁202断电与磁吸座304分开，同时第一连接模块3中的电气连接触点302与第二连接模块2中的电气连接弹簧触点211分开，实现电气同步断开，至此完成两个机械臂1的断开。
进一步的是，如图3、图10所示，每个所述立柱208上依次交替设置有三个大导轮206和三个小导轮212。
进一步的是，如图2所示，相邻两个爪303呈90°布置。
进一步的是，如图2所示，所述两个磁吸座304相对于第一对接模块本体301的中心对称设置并分别位于相邻两个爪303之间。
进一步的是，如图3所示，相邻两个勾爪203呈90°布置。
进一步的是，如图3所示，所述两个电磁铁202相对于第二对接模块本体201的中心对称设置并分别位于相邻两个勾爪203之间。
进一步的是，如图3所示，所述四根立柱208垂直且均布固定在第二对接模块本体201与固定座207之间。
以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围，并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
1.一种机械臂模块化关节快速机电对接装置，其特征在于：包括分别安装在两个机械臂(1)两端的第一连接模块(3)及第二连接模块(2)，所述第一连接模块(3)与第二连接模块(2)两者配合实现两个机械臂(1)之间的连接和断开。
2.根据权利要求1所述的机械臂模块化关节快速机电对接装置，其特征在于：所述第一连接模块(3)包括第一对接模块本体(301)、电气连接触点(302)、勾座及两个磁吸座(304)；所述第一对接模块本体(301)上设有四个贯通其厚度的凹槽一，四个所述凹槽一相对于第一对接模块本体(301)中心对称设置，所述勾座与第一对接模块本体(301)一侧面固定连接，勾座上设有四个爪(303)，所述四个爪(303)穿出四个凹槽一，第一对接模块本体(301)的另一侧面中心固定有凸出的电气连接触点(302)，所述两个磁吸座(304)均内凹于第一对接模块本体(301)所述另一侧面并固定在第一对接模块本体(301)上；
所述第二连接模块(2)包括控制板、第二对接模块本体(201)、固定座(207)、十字支撑架(205)、凸轮(210)、电气连接弹簧触点(211)、两个电磁铁(202)、四个勾爪(203)、四个扭簧(204)、四根立柱(208)、两根记忆金属丝(209)、多个大导轮(206)和多个小导轮(212)；所述第二对接模块本体(201)一侧面的中部设有内凹的电气连接弹簧触点(211)，第二对接模块本体(201)上设有四个贯通其厚度的凹槽二，四个所述凹槽二相对于第二对接模块本体(201)中心对称设置，每个凹槽二内通过销轴转动连接有一个勾爪(203)，所述两个电磁铁(202)均凸出并固定在第二对接模块本体(201)所述一侧面上，每个勾爪(203)位于第二对接模块本体(201)另一侧面的一端固定有扭簧(204)，所述扭簧(204)两端分别与勾爪(203)及第二对接模块本体(201)固定连接，所述固定座(207)与第二对接模块本体(201)相对设置，所述四根立柱(208)垂直固定在第二对接模块本体(201)与固定座(207)之间，所述十字支撑架(205)通过十字顶端的四个通孔安装固定在四根立柱(208)上，所述凸轮(210)通过其中心轴与十字支撑架(205)中部固定连接，每根立柱(208)上固定套装有多个大导轮(206)和多个小导轮(212)，所述多个大导轮(206)和多个小导轮(212)依次交替设置，四根立柱(208)上的多个大导轮(206)均一一相对应，四根立柱(208)上的多个小导轮(212)均一一相对应，其中一根所述记忆金属丝(209)按顺时针方向依次缠绕在大导轮(206)上，另一根所述记忆金属丝(209)按逆时针方向依次缠绕在小导轮(212)上，所述两根记忆金属丝(209)两端分别固定在凸轮(210)和固定座(207)上，两根记忆金属丝(209)均与固定在固定座(207)上的控制板相连接；
当第一连接模块(3)与第二连接模块(2)靠近时，第二连接模块(2)中的电磁铁(202)通电与磁吸座(304)吸合；逆时针缠绕在小导轮(212)上的记忆金属丝(209)通电收缩，拉动凸轮(210)逆时针旋转，凸轮(210)与勾爪(203)接触，使勾爪(203)绕销轴旋转，勾入第一连接模块(3)中的勾座(303)中，随着记忆金属丝(209)的收缩，凸轮(210)逆时针旋转，达到凸轮(210)的上止点时停止，勾爪(203)紧紧勾住第一连接模块(3)中的爪(303)，同时第一连接模块(3)中的电气连接触点(302)与第二连接模块(2)中的电气连接弹簧触点(211)接触，实现电气同步连接，至此完成两个机械臂(1)的连接；
当两个机械臂(1)要分离时，顺时针缠绕在大导轮(206)上的记忆金属丝(209)通电收缩，拉动凸轮(210)顺时针旋转，由于复位扭簧(204)使勾爪(203)绕销轴旋转，松开第一连接模块(3)中的爪(303)，第二连接模块(2)中电磁铁(202)断电与磁吸座(304)分开，同时第一连接模块(3)中的电气连接触点(302)与第二连接模块(2)中的电气连接弹簧触点(211)分开，实现电气同步断开，至此完成两个机械臂(1)的断开。
3.根据权利要求2所述的机械臂模块化关节快速机电对接装置，其特征在于：每个所述立柱(208)上依次交替设置有三个大导轮(206)和三个小导轮(212)。
4.根据权利要求2所述的机械臂模块化关节快速机电对接装置，其特征在于：相邻两个爪(303)呈90°布置。
5.根据权利要求2所述的机械臂模块化关节快速机电对接装置，其特征在于：所述两个磁吸座(304)相对于第一对接模块本体(301)的中心对称设置并分别位于相邻两个爪(303)之间。
6.根据权利要求2所述的机械臂模块化关节快速机电对接装置，其特征在于：相邻两个勾爪(203)呈90°布置。
7.根据权利要求2所述的机械臂模块化关节快速机电对接装置，其特征在于：所述两个电磁铁(202)相对于第二对接模块本体(201)的中心对称设置并分别位于相邻两个勾爪(203)之间。
8.根据权利要求2所述的机械臂模块化关节快速机电对接装置，其特征在于：所述四根立柱(208)垂直且均布固定在第二对接模块本体(201)与固定座(207)之间。
技术总结