【技术实现步骤摘要】
本申请涉及自动连接机构，具体而言，本申请涉及一种模块化自动连接机构及其连接方法。
技术介绍
1、随着生产技术的快速发展，工业制造领域对连接机构的可靠性、定位精度及自动化程度要求越来越高。众所周知，模块间的连接是模块化机器人的关键技术，从系统功能上可以分为结构、传感、控制、能源连接等。从连接形式上看机械连接在机器人模块中应用十分广泛，从结构连接中常用的螺纹、榫卯、插销、弹性卡扣等结构，到传感控制信号有线传输和电源供给等电子接口，以及气动连接中常用的快插接头等。机械连接具有较高可靠性和连接强度，但是拆卸相对较为复杂。
2、现有模块间使用的常规连接机构，多采用螺栓组连接的方式，需要手动拧紧螺栓，难以实现对类似标准节的模块的快速自动拆装，此外该结构仅有螺栓单层连接锁定，安全系数较低。专利文献cn105983864a提供的无动力零点定位系统与专利文献cn106799609a提供的夹紧定位机构，多采用液压和气动驱动方式，实现自动定位和夹紧的维护成本较高，且定位精度相对电机驱动低，难以在精度要求较高的场合应用，且如上所述的机构均不具备锁定到位自检功能，安全可靠性有待提高。因此磁吸式连接被应用于机器人模块之间的结构连接。磁吸式连接包括永磁铁连接或者电磁铁连接，前者为被动吸附，后者能够实现自主的吸附和分离，但是也需要额外的能源供给和控制。磁吸式连接具有对接、分离方便的优点，但是其连接可靠性和强度相对较差，不能普遍推广使用。
3、综上所述，现有技术中自动连接机构存在定位精度低、拿取拆卸繁琐、连接可靠性和强度相对较差的技术问题
技术实现思路
1、本申请针对现有方式的缺点，提出一种模块化自动连接机构及其连接方法，用以解决现有技术存在的定位精度低、拿取拆卸繁琐、连接可靠性和强度相对较差的技术问题。
2、本申请实施例提供了一种模块化自动连接机构及其连接方法，具体包括：
3、本申请实施例提供了一种模块化自动连接机构，包括主动吸附组件；
4、其中，所述主动吸附组件包括连接接触板、一级磁极单元、安装套筒、旋转外齿件、旋转基座、驱动电机组；
5、所述连接接触板具有多个第一槽口，所述一级磁极单元的第一端嵌入所述第一槽口中；
6、所述安装套筒具有多个第二槽口，所述一级磁极单元的第二端嵌入所述第二槽口中；
7、所述旋转外齿件至少部分套设于所述旋转基座的外侧，所述旋转基座与所述安装套筒连接；
8、所述旋转基座包括二级磁极单元，所述驱动电机组通过所述旋转外齿件与所述二级磁极单元传动连接。
9、在本申请的一些实施例中，所述一级磁极单元包括导磁柱体和第一永磁体，两个所述导磁柱体相互平行间隔排布，所述第一永磁体的两端通过榫卯结构分别与两个所述导磁柱体连接。
10、在本申请的一些实施例中，所述旋转外齿件包括主旋转齿轮、滚子轴承以及固定圈，所述主旋转齿轮的内外圆周分布有啮合锯齿，所述主旋转齿轮的内外圆周分别与所述驱动电机组、所述二级磁极单元啮合，所述主旋转齿轮的侧面通过所述滚子轴承与所述固定圈连接。
11、在本申请的一些实施例中，所述旋转基座还包括中心齿轮、基座底、连接铝柱和基座支撑，所述二级磁极单元和所述中心齿轮连接于所述基座底的第一侧，所述基座支撑连接于所述基座底的第二侧，所述基座底通过所述连接铝柱与所述安装套筒连接。
12、在本申请的一些实施例中，所述二级磁极单元包括子旋转齿轮和第二永磁体，所述子旋转齿轮分别与所述中心齿轮、所述主旋转齿轮啮合，所述第二永磁体嵌合于所述子旋转齿轮远离所述基座底的一侧。
13、在本申请的一些实施例中，所述驱动电机组包括驱动齿轮、紧固螺母和驱动电机，所述驱动电机通过所述紧固螺母与所述基座底固定连接，所述驱动齿轮与所述驱动电机的输出轴传动连接且与所述主旋转齿轮啮合。
14、在本申请的一些实施例中，还包括导磁锁紧组件，所述导磁锁紧组件包括对接套筒、滑移锁紧导磁板和外端盖，所述对接套筒与所述安装套筒相匹配，所述外端盖与所述对接套筒远离所述安装套筒的一侧螺栓连接，所述滑移锁紧导磁板分别与所述对接套筒、所述连接接触板连接。
15、在本申请的一些实施例中，所述滑移锁紧导磁板包括导磁板、锁紧夹具和连杆组，所述连接接触板还具有第三槽口，所述对接套筒具有呈圆周分布的导向槽，所述导磁板嵌入所述第三槽口中，所述锁紧夹具通过所述连杆组与所述导磁板连接，所述锁紧夹具位于所述导向槽的凹陷处。
16、本申请实施例还提供了一种模块化自动连接机构的连接方法，采用如第一方面中任一实施例所述的模块化自动连接机构，包括以下步骤：
17、主动吸附组件初步接触第一目标模块，二级磁极单元处于初始位置，一级磁极单元与所述第一目标模块产生弱牵引作用；
18、所述主动吸附组件靠近所述第一目标模块并定位，所述二级磁极单元转动，所述一级磁极单元与所述第一目标单元产生强吸附贴合。
19、在本申请的一些实施例中，所述连接方法包括：
20、导磁锁紧组件安装于所述第一目标模块，所述主动吸附组件安装于第二目标模块；
21、所述导磁锁紧组件与所述主动吸附组件初步接触并第一次矫正位置，所述二级磁极单元处于初始位置，所述一级磁极单元与所述导磁锁紧组件产生弱牵引作用；
22、所述导磁锁紧组件的导磁板靠近所述主动吸附组件的连接接触板并第二次矫正位置，所述二级磁极单元转动，所述导磁锁紧组件与所述一级磁极单元产生强吸附锁合。
23、本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：本申请实施例通过提供一种主动吸附组件，可以在一定范围内实现自动吸附连接并自行锁定，本实施例通过调整一级磁极单元与二级磁极单元之间的相对位置，从而调整一级磁极单元外磁场变化，实现解锁状态、弱锁合状态与强锁合状态之间相互转换，易于实现自动化操作，可重复使用；弱锁合状态作为过渡状态，可以矫正主动吸附组件的位置，提高定位精度，强锁合状态下连接稳固，安全可靠；本实施例中在面向钢制导磁环境时，可完成调控使其吸附或脱离，使得作业人员、机械设备等在任意位置吸附或脱离时得到一个缓冲时段，进而避免了作业人员、机械设备等动作过大导致的碰撞磨损，延长使用寿命。本实施例结构简单，成本较低，易于推广，并且应用场景广泛，安全稳定。
24、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
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1.一种模块化自动连接机构，其特征在于，包括主动吸附组件；
2.根据权利要求1所述的模块化自动连接机构，其特征在于，所述一级磁极单元包括导磁柱体和第一永磁体，两个所述导磁柱体相互平行间隔排布，所述第一永磁体的两端通过榫卯结构分别与两个所述导磁柱体连接。
3.根据权利要求1所述的模块化自动连接机构，其特征在于，所述旋转外齿件包括主旋转齿轮、滚子轴承以及固定圈，所述主旋转齿轮的内外圆周分布有啮合锯齿，所述主旋转齿轮的内外圆周分别与所述驱动电机组、所述二级磁极单元啮合，所述主旋转齿轮的侧面通过所述滚子轴承与所述固定圈连接。
4.根据权利要求3所述的模块化自动连接机构，其特征在于，所述旋转基座还包括中心齿轮、基座底、连接铝柱和基座支撑，所述二级磁极单元和所述中心齿轮连接于所述基座底的第一侧，所述基座支撑连接于所述基座底的第二侧，所述基座底通过所述连接铝柱与所述安装套筒连接。
5.根据权利要求4所述的模块化自动连接机构，其特征在于，所述二级磁极单元包括子旋转齿轮和第二永磁体，所述子旋转齿轮分别与所述中心齿轮、所述主旋转齿轮啮合，所述第二永磁体
6.根据权利要求4所述的模块化自动连接机构，其特征在于，所述驱动电机组包括驱动齿轮、紧固螺母和驱动电机，所述驱动电机通过所述紧固螺母与所述基座底固定连接，所述驱动齿轮与所述驱动电机的输出轴传动连接且与所述主旋转齿轮啮合。
7.根据权利要求1所述的模块化自动连接机构，其特征在于，还包括导磁锁紧组件，所述导磁锁紧组件包括对接套筒、滑移锁紧导磁板和外端盖，所述对接套筒与所述安装套筒相匹配，所述外端盖与所述对接套筒远离所述安装套筒的一侧螺栓连接，所述滑移锁紧导磁板分别与所述对接套筒、所述连接接触板连接。
8.根据权利要求7所述的模块化自动连接机构，其特征在于，所述滑移锁紧导磁板包括导磁板、锁紧夹具和连杆组，所述连接接触板还具有第三槽口，所述对接套筒具有呈圆周分布的导向槽，所述导磁板嵌入所述第三槽口中，所述锁紧夹具通过所述连杆组与所述导磁板连接，所述锁紧夹具位于所述导向槽的凹陷处。
9.一种模块化自动连接机构的连接方法，其特征在于，采用如权利要求1～8中任一项所述的模块化自动连接机构，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的模块化自动连接机构的连接方法，其特征在于，所述连接方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种模块化自动连接机构，其特征在于，包括主动吸附组件；
2.根据权利要求1所述的模块化自动连接机构，其特征在于，所述一级磁极单元包括导磁柱体和第一永磁体，两个所述导磁柱体相互平行间隔排布，所述第一永磁体的两端通过榫卯结构分别与两个所述导磁柱体连接。
3.根据权利要求1所述的模块化自动连接机构，其特征在于，所述旋转外齿件包括主旋转齿轮、滚子轴承以及固定圈，所述主旋转齿轮的内外圆周分布有啮合锯齿，所述主旋转齿轮的内外圆周分别与所述驱动电机组、所述二级磁极单元啮合，所述主旋转齿轮的侧面通过所述滚子轴承与所述固定圈连接。
4.根据权利要求3所述的模块化自动连接机构，其特征在于，所述旋转基座还包括中心齿轮、基座底、连接铝柱和基座支撑，所述二级磁极单元和所述中心齿轮连接于所述基座底的第一侧，所述基座支撑连接于所述基座底的第二侧，所述基座底通过所述连接铝柱与所述安装套筒连接。
5.根据权利要求4所述的模块化自动连接机构，其特征在于，所述二级磁极单元包括子旋转齿轮和第二永磁体，所述子旋转齿轮分别与所述中心齿轮、所述主旋转齿轮啮合，所述第二永磁体嵌合于所述子旋转齿轮远离所述基座底的一侧。
...【专利技术属性】
技术研发人员：施琦，宋利飞，茅云生，向祖权，郭荣，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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