[发明专利]增加扭转刚度并减少窜动的机器人工具更换器耦合机构

权利要求书

1.一种机器人工具更换器，其特征在于包括：

工具组件，其包括轴承座圈；

主组件，其包括多个孔以及驱动机构，每个孔配置为包含滚动构件，所述驱动机构配置为使所述滚动构件抵靠所述轴承座圈以使所述主组件和所述工具组件耦合，并允许所述滚动构件缩回以拆开所述主组件和所述工具组件；

其中，在每个孔的内表面和所述轴承座圈上的多个位置中的至少一个包括交叉接触凹部，该交叉接触凹部被配置为当所述主组件和所述工具组件耦合时收纳滚动构件；

其中，每个交叉接触凹部包括尺寸和形状适于容纳滚动构件的凹部和与所述滚动构件不接触的中心空隙，使得所述交叉接触凹部在两个接触区域与所述滚动构件接触，在所述中心空隙的两侧各有一个接触区域。

2.根据权利要求1所述的机器人工具更换器，其中，所述滚动构件为球形，并且其中每个交叉接触凹部包括半径与相应的滚动构件基本相同的相应圆柱形或球形凹部，所述圆柱形或球形凹部具有中心空隙。

3.根据权利要求1所述的机器人工具更换器，其中，所述滚动构件为球形，并且其中每个交叉接触凹部包括比相应的滚动构件半径深的凹部或沟道，使得所述滚动构件在两个点与所述凹部或沟道接触，这两个点分别在所述中心空隙的两侧。

4.根据权利要求1所述的机器人工具更换器，其中，每个孔的内表面和所述轴承座圈上的相应的多个位置都包括交叉接触凹部。

5.根据权利要求1所述的机器人工具更换器，其中，当所述主组件和所述工具组件耦合时，一起收纳每个滚动构件的两个交叉接触凹部对该滚动构件施加四个力，这四个力都指向该滚动构件的中心。

6.一种使机器人工具更换器的主组件和工具组件耦合的方法，其特征在于包括：

移动所述主组件，使其与所述工具组件抵接；

移动设置在所述主组件中的孔中的多个滚动构件，使其与所述工具组件中的轴承座圈接触；以及

将每个滚动构件收纳在每个孔的内表面和所述轴承座圈上的多个相应位置中的至少一个中形成的交叉接触凹部中；

其中，每个交叉接触凹部包括尺寸和形状适于容纳滚动构件的凹部和与所述滚动构件不接触的中心空隙，使得所述交叉接触凹部在两个接触区域与所述滚动构件接触，这两个接触区域分别在所述中心空隙的两侧。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述滚动构件为球形，并且其中每个交叉接触凹部包括半径与相应的滚动构件基本相同的相应的圆柱形或球形凹部，所述圆柱形或球形凹部具有中心空隙。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述滚动构件为球形，并且其中每个交叉接触凹部包括比相应的滚动构件半径深的凹部或沟道，使得所述滚动构件在两个点与所述凹槽或沟道接触，这两个点分别在所述中心空隙的两侧。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，收纳每个滚动构件包括：将每个滚动构件收纳在由每个孔的内表面和所述轴承座圈的耦合面上的多个相应位置形成的交叉接触凹部中。

10.根据权利要求6所述的方法，其中，当所述主组件和所述工具组件耦合时，一起收纳每个滚动构件的两个交叉接触凹部对该滚动构件施加四个力，这四个力都指向该滚动构件的中心。