CN101085505B - 自动安全夹子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于保持在一接收机构中的可更换工具，该工具包括：安全装置，用于防止工具从接收机构中意外脱落，并且该安全装置具有一工具释放位置和一工具锁定位置；可激发的致动装置，用于操作安全装置；和激发装置，用于激发致动装置，以及涉及一种从接收机构中更换这样的工具的方法。

Description

自动安全夹子

技术领域

本发明涉及一种保持在一接收机构中的可更换工具，该工具包括：一用于防止该工具从接收机构中意外脱落的安全装置，该安全装置具有一工具释放位置和一工具锁定位置。

背景技术

例如，这样的装置可以从欧洲专利号0 494 714中获知。依照该出版物，工具设置有一安全构件，该安全构件从工具表面突出并接合在接收机构的空腔中。当移走接收机构的夹紧力时，该安全构件可阻止该工具脱落。仅在操作按钮后，安全构件才缩回，该工具才能从接收机构中沿着基本上正交于接收机构长度的方向取出。如权利要求所述的执行构件，可具体化为一按钮。然而，执行构件并不能将能量转化为缩回安全构件的运动。

当自动更换工具时，使用操作装置将工具从接收机构中取出，并将工具布置在所述接收机构中。对于现有技术中具有安全装置的工具，必须操作该安全装置，以便能够沿着基本上正交于接收机构长度的方向取出该工具。因此，该操作装置必须设置一夹具，该夹具不仅夹紧和保持工具，而且还操作安全装置。

已知的几种夹具采用与人工操作者所采取的方式一样，机械地操作安全装置。这种夹具的缺点在于，在操作不同类型的工具时，其灵活性较差。这种夹具仅仅能够操作将按钮设置在已知位置的工具。例如，一小型工具仅仅具有一个按钮，而大型且较长的工具则往往具有至少两个按钮。已有的这样的夹具仅仅能够操作这两种工具之一。为了能够更换这两种工具，机器手就不得不更换这些夹具，以便能够更换另一种工具。

发明内容

本发明的目的是提供一种可更换的工具，使其具有较好的灵活性，并使一自动更换系统能够在仅使用一个夹具的情况下更换多种工具。

本发明的该目的是通过一种可更换的工具来实现的，其特征在于：用于致动安全装置的致动装置；用于激发致动装置的激发装置。通过在可更换工具上设置致动装置，操作装置的夹具不再需要一种特殊的设备来致动例如工具上的按钮。这些致动装置通过激发装置进行激发，以将能量转化为运动，该运动从工具释放位置向工具锁定位置推动安全装置，或者从工具释放位置推动到工具锁定位置，以将工具锁定在接收机构中。

在本发明的工具的优选实施例中，致动装置包括一电动机，用于驱动安全装置从工具锁定位置到工具释放位置，以将工具从接收机构中取出，或者从工具释放位置到工具锁定位置，以将工具锁定在接收机构中。在此实施例中，激发装置提供一电流给电动机。该电流的提供比较容易实现，例如由操作装置的夹具提供或者由接收机构提供。

优选地，致动装置包括一由电动机驱动的螺旋轴，该螺旋轴与安全装置相连。该螺旋轴能够将电动机的旋转运动转化为直线运动，这对例如使用按钮的工具是有利的。

在本发明的工具的另一实施例中，致动装置包括一电磁铁，用于驱动安全装置从工具锁定位置到工具释放位置，以将工具从接收机构中取出；或者驱动安全装置从工具释放位置到工具锁定位置，以将工具锁定到接收机构中。

在本发明的又一实施例中，操作部件包括一传动机构，用于将致动装置的驱动力重新设置一角度，例如正交方向。由于工具及接收机构的形状原因，往往不可能将致动装置的操作方向与安全装置运动的所需方向设置在一条直线上。例如通过使用楔块，能够将致动装置的方向转换为另一方向。这使得致动装置能够设置在工具的不同部位。传动机构的其他例子有：齿轮齿条传动机构，连杆传动机构和齿轮传动机构。

优选地，激发装置包括一连接件，该连接件与致动装置连接，以接受能量并向致动装置传递能量。例如，能量来源于机器手的夹具在夹住工具之后产生的能量，以使致动装置将安全装置设置在工具释放位置，以便操作装置能够从接收机构中缩回工具。

在本发明的工具的另一优选实施例中，致动装置包括一连接于安全装置的气缸或液压缸。液压或气压通常可用于接收机构，并且也能够用于通过致动装置对安全装置进行操作。

优选地，激发装置包括一连接件，该连接件用于给缸提供压缩气体或液压流体以激发致动装置。例如，夹具具有气动线路，该气动线路连接于工具，通过该气动线路可以操作安全装置。因此，只有在将夹具与工具连接后，安全装置才能被操作，从而增加了安全性。

在本发明的工具的另一优选实施例中，激发装置和致动装置包括弹簧装置。优选地，弹簧装置在工具插入接收机构时张紧以储存能量，并在接收机构中释放弹簧能量以操作安全装置。在将工具插入接收机构中时，操作装置将力施加到工具上。该力的一部分能够以能量形式被储存在弹簧装置中，并在后续步骤中用于操作安全装置。弹簧能量的释放可以通过控制部件进行控制，例如一由夹具执行的机械动作或者通过将微电流施加到类似压力元件的微电致动器。

更进一步地，本发明涉及一种从接收机构中更换工具的方法，包括：

-提供一种本发明的可更换工具；

-夹持该可更换工具；

-通过激发装置，激发可激发的致动装置，以将安全装置移动到工具释放位置；

-从接收机构中将可更换工具取出。

本发明还涉及一种将工具插入到接收机构中的方法，包括：

-提供一种本发明的可更换工具；

-将工具沿着与接收机构的长度方向基本上正交的方向，插入到接收机构中；

-通过激发装置，激发可激发的致动装置，以将安全装置移动到工具锁定位置。

更优选的是，激发装置提供电流或加压流体或弹簧能量，以激发可激发的致动装置。

本发明的上述特征及其他特征在此将结合附图作进一步阐释。

附图说明

图1是具有安全装置和接收机构的工具的示意图。

图2是本发明第一实施例的工具在第一位置的剖视图。

图3和4是图2中的装置在两个不同位置的视图。

图5和6是在两个不同位置的工具的本发明第二实施例。

图7是本发明工具的第三实施例。

图8是第四实施例的剖视图。

图9是第五实施例的剖视图。

具体实施方式

如图1所示，工具1具有接收端部2。该接收端部2插入到接收机构3中，该接收机构3将保持工具1。安全构件4从工具1上突出并接合到接收机构3的空腔5中。这样使得工具1在夹紧力释放时，不会从接收机构3中脱落。仅仅在致动安全构件4以便使安全构件4缩回到接收端部2中之后，工具1才能从接收机构3中取出。

图2是本发明第一实施例的工具10的局部剖视图。工具10同样具有接收端部2和安全构件4，并且安全构件4能够插入到接收机构3中，并接合在空腔5中。

工具10进一步设置有包括弹簧11的执行和激发装置，弹簧11能够被推杆12压缩。弹簧11的底部被凸轮13保持在适当位置，凸轮13与压力元件14连接。

当工具10插入到接收机构3中时(如图3所示)，推杆12移动到工具10的接收端部2内，进而压缩弹簧11并储存能量。弹簧11的弹簧能量储存并在后续步骤中用于致动安全构件4。

图4中，工具10从接收构件3中取出。首先，撤去接收机构3的夹紧力，然后压力元件14被电流激活，以便凸轮13缩回，并且弹簧11的弹簧能量被释放。弹簧能量向下驱动楔块15，楔块15与安全构件4的楔形面16相互作用。弹簧11将安全构件4缩回到工具10的接收端部2中，使得工具10能够从接收机构3中取出。当工具10从接收机构3中取出时，推杆12将能够向上移动，使弹簧11处于非张紧状态。弹簧17直接作用于安全构件4上，在工具10从接收机构3中取出后，弹簧17将再次向外推动安全构件4，向上驱动楔块15，并且通过去激活压电元件14，工具10回到如图2所示的原始状态。

该安全构件同样可具体化为一可转动的安全构件，通过转动安全构件，而并非移动安全构件，该可转动的安全构件就可以从工具锁定位置移动到工具释放位置。

图5和6是本发明第二实施例的工具20。图5是处于工具锁定位置的安全构件4，而图6是处于工具释放位置的安全构件4。

工具20具有设置有活塞22的缸21。该活塞22连接到安全构件4上。活塞22具有连接到缸21上的开口23。

当工具20必须从接收机构3中取出时，管24插入到开口23中(如图6所示)。在管24插入之后，压缩气体被输送给缸21，以推动活塞22并将安全构件4从工具锁定位置移动到工具释放位置。

图7是本发明第三实施例的工具30。该工具30具有缸31，在缸31中，部分安全构件4作为活塞32进行工作。在工具30的主体36内设有连接部件37，利用该连接部件37可以夹持和保持工具30。例如，杆33可螺旋拧入连接部件37中，以夹持和保持工具30。杆33具有通道34，通道34与通道35相连，通道35进而与缸31相连。再次通过供给压缩气体或液压流体，活塞32将安全构件4从工具锁定位置移动到工具释放位置。

缸31内也可以具有热膨胀聚合体。通过在通道35内膨胀聚合体，激活安全构件。可以利用例如热量或电流，使聚合体膨胀。

图8是本发明第四实施例的工具40。工具40同样具有安全构件4。进一步地，工具还具有电动机41，电动机41驱动螺旋轴42，该螺旋轴42与安全构件4相连。通过驱动电动机41，安全构件4能够在工具锁定位置和工具释放位置之间移动。

图9所示的是本发明第五实施例的工具50。工具50在其接收端部2内具有电磁铁51，电磁铁51驱动楔形元件52。该楔形元件与安全构件4中所具有的倾斜表面53相接合。

当电磁铁51被激励时，楔形元件被向外推动，并与倾斜表面53相接合。该楔块传动机构(wedge transmission)将电磁铁51的垂直运动转换成水平运动，从而使得安全构件4从工具锁定位置向工具释放位置移动。

在所示的实施例中，安全构件从工具的接收端部的一侧表面突出。在本发明中，只要安全构件能被操作，安全构件同样也可以设置在工具的顶部或者其他部分。

结合本发明，安全构件此外也可以具有用于手动操作安全构件的按钮。

Claims (16)

1.一种用于保持在接收机构(3)中的可更换工具(10；20；30；40；50)，该可更换工具(10；20；30；40；50)包括：

-安全装置(4)，用于防止可更换工具(10；20；30；40；50)从接收机构(3)中意外脱落，该安全装置(4)具有一工具释放位置和一工具锁定位置；和

-致动装置，用于将安全装置(4)从工具释放位置驱动到工具锁定位置，以便将可更换工具(10；20；30；40；50)锁定到接收机构(3)中；

其特征在于：

-致动装置被电、气动或液压激发，并且进一步布置成用于将安全装置(4)从工具锁定位置驱动到工具释放位置，以便使可更换工具(10；20；30；40；50)从接收机构(3)中取出；和

-可更换工具(10；20；30；40；50)包括用于激发致动装置的电、气动或液压激发装置，该激发装置包括连接到致动装置的连接件，该连接件用于接收电、气动或液压能量并且将能量传递至致动装置。

2.根据权利要求1所述的工具(40)，其特征在于：致动装置被电激发并且包括一电动机(41)。

3.根据权利要求2所述的工具(40)，其特征在于：致动装置包括一由电动机(41)驱动的螺旋轴(42)，该螺旋轴(42)与安全装置(4)相连。

4.根据权利要求1所述的工具(50)，其特征在于：致动装置被电激发并且包括一电磁铁(51)。

5.根据权利要求1所述的工具(30)，其特征在于：致动装置被电激发并且包括一可膨胀聚合体。

6.根据权利要求1所述的工具(10；20；30；40；50)，其特征在于：致动装置被电激发并且包括一机构。

7.根据权利要求2-6中任一所述的工具(10；50)，其特征在于：致动装置包括一传动机构(15，16；52，53)，用于将致动装置的驱动力重新设置一角度。

8.根据权利要求7所述的工具(10；50)，其特征在于：该角度为正交方 向。

9.根据权利要求1所述的工具(20；30)，其特征在于：致动装置被气动或液压激发并且包括

一与安全装置(4)相连的气缸或液压缸(21；31)。

10.根据权利要求8所述的工具(20；30)，其特征在于：所述连接件向气缸或液压缸(21；31)供给压缩气体或液压流体以激发致动装置。

11.根据权利要求1所述的工具(10)，其特征在于：致动装置包括弹簧装置(11，17)，并且激发装置包括控制装置(13，14)，用于在施加电控制信号时控制弹簧能量的释放。

12.根据权利要求11所述的工具，其特征在于：弹簧装置(11)在可更换工具(10)插入接收机构(3)时张紧以储存能量，并且释放弹簧能量以便驱动安全装置(4)。

13.根据权利要求11或12所述的工具(10)，其特征在于：控制装置(13，14)包括一压电元件(14)，用于移动一凸轮(13)，以释放张紧的弹簧装置(11)。

14.一种从接收机构(3)中更换可更换工具(10；20；30；40；50)的方法，该方法包括：

-提供上述任一权利要求所述的可更换工具(10；20；30；40；50)；

-夹持该可更换工具(10；20；30；40；50)；

-通过激发装置，激发可激发的致动装置，以将安全装置(4)移动到工具释放位置；

-从接收机构(3)中将可更换工具(10；20；30；40；50)取出。

15.一种将可更换工具(10)插入到接收机构(3)中的方法，包括：

-提拱权利要求12或13所述的可更换工具(10)；

-将可更换工具(10)插入到接收机构(3)中；

-通过激发装置，激发可激发的致动装置，以将安全装置(4)移动到工具锁定位置。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于：激发装置提供电流或增压流体或弹簧能量，用以激发可激发的致动装置。 

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