CN101987455A - 夹具更换装置 - Google Patents

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Abstract

一种夹具更换装置，用于连接一机械臂以及一夹具。该夹具更换装置包括一第一旋转部及一与该第一旋转部活动连接的第二旋转部，第一旋转部固定在机械臂上，第二旋转部装设于夹具上。该第一旋转部包括一第一底座，所述第一底座上朝远离该机械臂的方向延伸有一第一凸缘。所述第二旋转部包括一与所述夹具固接的第二底座，所述第二底座上延伸有一第二凸缘。所述第一凸缘上沿其径向向外延伸有至少一个第一卡接部，所述第二凸缘沿其径向向外延伸有至少一与所述第一卡接部对应的第二卡接部，当该第一旋转部与第二旋转部相对旋转时，该第一卡接部与第二卡接部相对卡合或脱离。

Description

夹具更换装置
技术领域
本发明涉及一种生产装置，尤其涉及一种夹具更换装置。
背景技术
在工业生产中，机械臂越来越多地用来取代工人从事环境恶劣、劳动强度大、高危险性、重复性大的作业，例如钣金折弯或搬运等作业等。机械臂在作业过程中，需要根据作业内容的不同及针对的产品不同而更换夹具。
传统地，给机械臂更换夹具通常是人工使用扳手、螺丝刀等工具将夹具从机械臂上拆卸下来，再安装所需要的夹具。此种方式费时、费力，制约了工业领域的自动化生产，尤其会给流水线生产造成生产停顿，降低了生产效率。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种便于操作的夹具更换装置及使用该夹具更换装置的机械臂。
一种夹具更换装置，用于连接一机械臂以及一夹具。该夹具更换装置包括一第一旋转部及一与该第一旋转部活动连接的第二旋转部，第一旋转部固定在机械臂上，第二旋转部装设于夹具上。该第一旋转部包括一第一底座，所述第一底座上朝远离该机械臂的方向延伸有一第一凸缘。所述第二旋转部包括一与所述夹具固接的第二底座，所述第二底座上延伸有一第二凸缘。所述第一凸缘上沿其径向向外延伸有至少一个第一卡接部，所述第二凸缘沿其径向向外延伸有至少一与所述第一卡接部对应的第二卡接部，当该第一旋转部与第二旋转部相对旋转时，该第一卡接部与第二卡接部相对卡合或脱离。
相较现有技术，本发明通过增加一夹具更换装置，使得所述夹具能够通过该夹具更换装置，活动连接到机械臂上，从而方便使用者更换该夹具。
附图说明
图1是本发明较佳实施方式的夹具更换装置的立体分解图。
图2是图1的夹具更换装置的立体组合图。
图3是图1中夹具更换装置的第一旋转部与第二旋转部的立体分解图。
图4是图1中安装有夹具更换装置的机械臂的控制电路的功能模块图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步的详细描述。
请参考图1至图3，本发明提供的一种机械臂100，其用来控制一夹具200移动。该机械臂100包括一控制轴10，该夹具200通过一夹具更换装置20与该控制轴10活动连接。
所述控制轴10具有一与所述夹具200相对的端部11，所述端部11上形成有多个第一螺孔12。本实施方式中，所述端部11呈圆盘状。
该夹具更换装置20包括一第一旋转部21及一与该第一旋转部21活动连接的第二旋转部23，第一旋转部21固定在机械臂100上，第二旋转部23装设于夹具200上。
该第一旋转部21包括一与所述端部11固定连接的第一底座211。本实施方式中，所述第一底座211呈圆盘状，其尺寸与所述端部11的尺寸大致相同。所述第一底座211上开设有多个第二螺孔211a与所述端部11上的第一螺孔12相对应。通过多个第一螺钉13与所述第一螺孔12以及第二螺孔211a相螺接，能够将所述第一旋转部21固定在所述控制轴10上。
所述第一底座211的中心沿远离所述控制轴10的方向延伸有一第一凸缘213，所述第一凸缘213沿其径向向外延伸有至少一个第一卡接部215。本实施方式中，所述第一卡接部215呈扇形，该第一卡接部215上开设有一个收容槽217，所述收容槽217呈弧形且环绕该第一凸缘213。所述第一卡接部215的数量为两个。
所述第二旋转部23包括一与所述夹具200螺接的第二底座231。本实施方式中，所述第二底座231呈圆盘状。所述夹具200以及第二底座231上分别开设有多个相互对应的第三螺孔25、第四螺孔26，多个第二螺钉27与所述第二螺孔25、第四螺孔26相螺接，从而将所述第二旋转部23固定在所述夹具200上。由于所述第二旋转部23通过螺接方式与所述夹具200结合，仅需要在夹具200上开设多个第二螺孔25即可，避免了夹具200在结构上的较大改变。
所述第二底座231的中心朝向所述第一旋转部21延伸有一第二凸缘233，所述第二凸缘233沿其径向向外延伸有至少一个第二卡接部235与所述第一卡接部215对应卡合。具体的，所述第二卡接部235包括一与所述第二凸缘233一体成型的扇形部235a以及一从所述扇形部235a延伸的插销235b，所述插销235b与所述第一卡接部215的收容槽217正对。所述插销235b的尺寸与所述收容槽217的尺寸大致相同，当所述第一旋转部21以及第二旋转部23相对旋转时，所述插销235b能够收容在所述收容槽217内或从所述收容槽217内脱离。本实施方式中，所述第二卡接部235的数量为两个。
所述第一卡接部215以及第二卡接部235的材料可为具有较大摩擦系数的塑胶或金属，以防止在使用过程中所述第二卡接部235从所述第一卡接部215脱离。该第一旋转部21上还设置弹性柱22，该弹性柱22包括固定在第一底座211上的弹簧221以及固定在弹簧221端部的柱状销223。同时，该第一卡接部215上对应该弹性柱22开设有第一通孔215a(请参阅图1，该第一通孔215a与该收容槽217连通，该柱状销223通过该第一通孔215a部分收容在该收容槽217内。该插销235b上也开设有第二通孔235c，当该插销235b收容至该第一卡接部215的过程中，该柱状销223先被压下然后由于弹簧221恢复而被收容在该第一通孔215a以及第二通孔235c内，从而将第二卡接部235定位在第一卡接部215上。
将该夹具200装设到该机械臂100上时，可先不固定该夹具200的位置，然后通过该夹具200将该第二旋转部23相对所述第一旋转部21旋转，使得该第二卡接部235卡固于该第一卡接部215上。更换夹具200时，将该第二旋转部23沿反方向旋转，该弹性柱22从该第一通孔215a以及第二通孔235c内脱出，使得该夹具200脱离所述机械臂100，此时，可将所述夹具200从机械臂100上取下，并更换所需要的夹具200。另外，也可先固定该夹具200的位置，然后通过控制轴10控制该第一旋转部21相对该第二旋转部23旋转，使得该第一卡接部215卡固于该第二卡接部235上，更换夹具200时，将该第一旋转部21沿反方向旋转即可使得该夹具200脱离所述机械臂100，避免由于夹具200过重而无法进行人工操作。
可以理解，所述第一卡接部215以及第二卡接部235的数量及相对位置可根据具体要求进行设置。例如，可在所述第一凸缘213上设置一个第一卡接部215以及一个第二卡接部235，在所述第二凸缘233上设置一个第二卡接部235以及一个第一卡接部215。当所述第一旋转部21与所述第二旋转部23对正时，所述第二卡接部235与所述第一卡接部215为交错设置，且所述第二卡接部235的插销235b与所述第一卡接部215的收容槽217对正。
请参阅图3，为了使得该机械臂100更加智能化，该第二凸缘233中心设置有光发射器233a，该机械臂100上设置有扫描镜头30以及控制电路40。该第二底座231面向该第一旋转部21的表面上设置有一第一感测元件231a，该第一卡接部215上设置有一第二感测元件215b。本实施方式中，该扫描镜头30安装在该第一凸缘213中心，该第一感测元件231a设置在多个第二卡接部235之间，该第二感测元件215b设置在与该第一通孔215a正对的位置。
该光发射器233a用于发射准直光束。该扫描镜头30用于以第一凸缘213的中心的当前所在位置为坐标原点建立三维坐标系，该三维坐标系分别以水平方向、竖直方向以及与该水平方向、竖直方向同时垂直的方向为坐标轴建立方向。该扫描镜头30在预设的范围内扫描机械臂100周围的景物亮度，该景物亮度包括该准直光束的亮度。
请参阅图4，该控制电路40包括收集模组41、比较模组43以及驱动模组45。该收集模组41用于收集该扫描镜头30扫描到的景物亮度以及与该景物亮度相应的坐标位置。该比较模组43用于比较各个景物亮度值，并得到最大的景物亮度。该驱动模组45用于当该比较模组43得到最大的景物亮度时，驱动该机械臂100朝向该最大的景物亮度对应的坐标位置运动，直到该第一凸缘213中心到达该最大的景物亮度对应的坐标位置为止，从而使得该第一凸缘213中心与第二凸缘233中心对正。本实施方式中，该驱动模组45还包括一计算单元450，该计算单元450用于根据该坐标原点、坐标位置以及预先设定的比例尺计算该机械臂100的三维运动距离，该机械臂100根据该三维运动距离以及坐标方向运动。
当第一凸缘213中心与第二凸缘233中心对正时，该控制电路40控制该机械臂100相对该第二旋转部23旋转，直到该第一感测元件231a与第二感测元件215b对正时，该控制电路40再驱动该机械臂100沿设定方向相对该第二旋转部23旋转预定的角度，使第一卡接部215与第二卡接部235卡接。本实施方式中，第一感测元件231a感测到第二感测元件215b发射的信号时，第一感测元件231a与第二感测元件215b对正。该设定方向为该插销235b相对该第一卡接部215的方向，可根据具体情况来设定该方向。当第一卡接部215与第二卡接部235卡接后，该机械臂100能够控制该夹具200进行生产操作。
本发明通过增加一夹具更换装置20，使得所述夹具200能够通过该夹具更换装置20，活动连接到机械臂100上，从而方便使用者更换夹具200。另外，通过增加光发射器233a、扫描镜头30以及控制电路40、第一感测元件231a与第二感测元件215b，使得该机械臂100能够自动搜寻到该夹具200所在位置，并与夹具200卡接以进行作业，从而更加智能化。
另外，本领域技术人员可在本发明精神内做其它变化，但是，凡依据本发明精神实质所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种夹具更换装置，用于连接一机械臂以及一夹具，其特征在于：该夹具更换装置包括一第一旋转部及一与该第一旋转部活动连接的第二旋转部，第一旋转部固定在机械臂上，第二旋转部装设于夹具上；该第一旋转部包括一第一底座，所述第一底座上朝远离该机械臂的方向延伸有一第一凸缘；所述第二旋转部包括一与所述夹具固接的第二底座，所述第二底座上延伸有一第二凸缘；所述第一凸缘上沿其径向向外延伸有至少一个第一卡接部，所述第二凸缘沿其径向向外延伸有至少一与所述第一卡接部对应的第二卡接部，当该第一旋转部与第二旋转部相对旋转时，该第一卡接部与第二卡接部相对卡合或脱离。
2.如权利要求1所述的夹具更换装置，其特征在于：所述机械臂端面以及所述第一底座上分别开设有多个相互对应的第一螺孔以及第二螺孔，多个第一螺钉与所述第一螺孔以及第二螺孔相螺接；所述夹具以及第二底座上分别开设有多个相互对应的第三螺孔以及第四螺孔，多个第二螺钉与所述第三螺孔以及第四螺孔相螺接。
3.如权利要求1所述的夹具更换装置，其特征在于：所述第一卡接部呈扇形，其上开设有一个收容槽；所述第二卡接部包括一插销，所述插销的尺寸与所述收容槽的尺寸大致相同，所述插销能够在第一旋转部与第二旋转部相对旋转的过程中收容在所述收容槽内或从所述收容槽内脱离。
4.如权利要求1所述的夹具更换装置，其特征在于：所述第二卡接部呈扇形，其上开设有一个收容槽；所述第一卡接部包括一插销，所述插销的尺寸与所述收容槽的尺寸大致相同，所述插销能够在第一旋转部与第二旋转部相对旋转的过程中收容在所述收容槽内或从所述收容槽内脱离。
5.如权利要求3或4所述的夹具更换装置，其特征在于：该第一底座上设置有弹性柱，该第一卡接部上对应开设有第一通孔，该弹性柱部分收容在该第一通孔内；该插销上也开设有第二通孔，当该插销收容至该第一卡接部上时，该弹性柱同时收容在该第一通孔以及第二通孔内。
6.如权利要求5所述的夹具更换装置，其特征在于：该弹性柱包括固定在第一底座上的弹簧以及固定在弹簧端部的柱状销，该柱状销部分收容在该第一通孔内。
7.如权利要求1所述的夹具更换装置，其特征在于：该第二凸缘中心设置有光发射器用于发射准直光束，该机械臂上设置有扫描镜头以及控制电路，该扫描镜头用于以第一凸缘中心当前所在位置为坐标原点建立三维坐标系，并在预设范围内扫描机械臂周围的景物亮度。
8.如权利要求7所述的夹具更换装置，其特征在于：该控制电路包括：
收集模组，用于收集该扫描镜头扫描到的景物亮度及其对应的坐标位置；
比较模组，用于比较各个景物亮度，并得到最大的景物亮度；
驱动模组，用于当得到最大的景物亮度时，驱动该机械臂朝向该最大的景物亮度对应的坐标位置运动，直到该第一凸缘中心到达该最大的景物亮度对应的坐标位置为止。
9.如权利要求8所述的夹具更换装置，其特征在于：该驱动模组包括一计算单元，该计算单元用于根据该坐标原点、坐标位置以及预先设定的比例尺计算该机械臂的三维运动距离，该机械臂根据该三维运动距离以及坐标方向运动。
10.如权利要求9所述的夹具更换装置，其特征在于：该第二底座面向该第一旋转部的表面上设置有一第一感测元件，该第一卡接部上设置有一第二感测元件，当该第一凸缘中心到达该最大的景物亮度对应的坐标位置时，该驱动模组驱动该机械臂相对该第二旋转部旋转，直到该第一感测元件与第二感测元件对正时，再驱动该机械臂沿设定方向相对该第二旋转部旋转预定的角度，使第一卡接部与第二卡接部卡接。
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