CN107571276B - 一种双臂协作机器人末端执行器快速更换装置及其控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种双臂协作机器人末端执行器快速更换装置及其控制系统，包括机械臂本体、执行器库和位于所述执行器库内的执行器，所述执行器库包括矩阵排列的容纳腔，所述容纳腔内设有执行器识别装置，本快速更换装置，能够通过将执行器进行坐标定位后，机械臂自行去执行器库更换执行器，且执行器库具有执行器库检测功能，能够有效将执行器库的执行器进行检测，防止相应位置的执行器放置错误，进而导致获取执行器错误，并且执行器的连接方式快捷。
Description
技术领域
本发明涉及只能机器人领域，尤其涉及双臂协作机器人末端执行器快速更换装置及其控制系统。
背景技术
随着社会的发展，生产力的提高，越来越多行业用机器人取代人工，机器人不仅能不眠不休的重复干同一件工作，而且能够在不同的复杂环境下，如高温，腐蚀环境下长时间工作，因此机器人会不断的伸入工业、农业、探险、医疗等行业，人类通过双臂特别适合进行生产制造，双臂协作机器人模拟人类的双臂就是希望使用这种优势，能够做到更加协调的机械臂之间的合作，就像人类一样，可以协调的控制双臂进行工作。
目前工业机器人的末端执行器大都为固定的，无法快速更换，一般需要人工手动更换执行器，这就导致机器人可以抓取或完成的动作受到限制。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种双臂协作机器人末端执行器快速更换装置，包括机械臂本体、执行器库和位于所述执行器库内的执行器，所述执行器库包括矩阵排列的容纳腔，所述容纳腔内设有执行器识别装置；
所述机械臂本体末端设有公端卡合机构，所述执行器上设有与所述公端卡合机构配合的母端卡合机构，所述执行器侧壁设有加固结构；
所述容纳腔为柱形机构，且底部设有电磁铁，所述电磁铁上部设有柔性端子，所述容纳腔底部设有两个电控弹性按钮，所述电控弹性按钮的导电端子接触所述柔性端子用于触发所述电磁铁。
优选的，所述电控弹性按钮包括连接于所述容纳腔底部的第一弹簧，所述第一弹簧上连接有压块，所述压块下部设有导电端子，所述压块和第一弹簧穿过所述导电端子。
优选的，所述执行器识别装置包括与所述导电端子连接的接触端子，所述接触端子位于所述压块顶部并与蜂鸣器电连通。
优选的，所述公端卡合机构包括外螺纹，所述母端卡合机构为内螺纹，所述内螺纹内设有通道，所述通道内设有第二弹簧，所述第二弹簧上压有滚珠，所述滚珠位于所述通道口。
优选的，所述外螺纹上设有用于定位所述滚珠的半球形卡槽。
优选的，所述加固结构包括位于所述容纳腔侧壁的波浪形硅胶层。
一种双臂协作机器人末端执行器快速更换系统，包括控制器，所述控制器连接的存储模块、坐标定位模块、执行器检测模块，
所述坐标定位模块用于对执行器库进行坐标建立，
所述存储模块用于储存坐标定位模块建立的坐标信息，并记录对应坐标的执行器型号，以便控制器读取坐标信息，进而获取正确的执行器；
执行器检测模块用于检测对应坐标的执行器放置是否正确。
本发明提出的双臂协作机器人末端执行器快速更换装置有以下有益效果：本快速更换装置，能够通过将执行器进行坐标定位后，机械臂自行去执行器库更换执行器，且执行器库具有执行器库检测功能，能够有效将执行器库的执行器进行检测，防止相应位置的执行器放置错误，进而导致获取执行器错误，并且执行器的连接方式快捷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明的执行器库的俯视图；
图2为本发明的侧面结构剖视图；
图3为本发明的执行器识别装置系统连通示意图；
图4为本发明的系统控制示意图；
其中，1、机械臂本体；2、执行器库；3、容纳腔；4、公端卡合机构；5、母端卡合机构；6、电磁铁；7、柔性端子；8、第一弹簧；9、压块；10、导电端子；11、接触端子；12、识别电阻；13、执行器的电阻值；14、蜂鸣器；15、外螺纹；16、内螺纹；17、第二弹簧；18、滚珠；19、半球形卡槽；20、波浪形硅胶层；21、控制器；22、存储模块；23、坐标定位模块；24、执行器检测模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1、图2、图3所示，本发明提出了一种双臂协作机器人末端执行器快速更换装置，包括机械臂本体1、执行器库2和位于所述执行器库2内的执行器，所述执行器库2包括矩阵排列的容纳腔3，所述容纳腔3内设有执行器识别装置；机械臂本体1末端设置了公端卡合机构4，所述执行器上设有与所述公端卡合机构4配合的母端卡合机构5，所述公端卡合机构4包括外螺纹15，所述母端卡合机构5为内螺纹16，所述内螺纹16内设有通道，所述通道内设有第二弹簧17，所述第二弹簧17上压有滚珠18，所述滚珠18位于所述通道口，所述外螺纹15上设有用于定位所述滚珠18的半球形卡槽19。机械臂母端转动时，其外螺纹15与母端的内螺纹16啮合，进行固定，同时增设了第二弹簧17和滚珠18的设计，当螺纹啮合至端部时，滚珠18能够伸入半球形卡槽19内进行定位，并且固定，不会造成转动过度，进而导致产品损伤。
由于执行器库2设置为矩阵形结构，内部的容纳腔3其结构为：所述容纳腔3为柱形机构，且底部设有电磁铁6，所述电磁铁6上部设有柔性端子7，所述容纳腔底部设有两个电控弹性按钮，所述电控弹性按钮的导电端子10接触所述柔性端子7用于触发所述电磁铁6。所述电控弹性按钮包括连接于所述容纳腔3底部的第一弹簧8，所述第一弹簧8上连接有压块9，所述压块9下部设有导电端子10，所述压块9和第一弹簧8穿过所述导电端子10。所述执行器识别装置包括与所述导电端子连接的接触端子11，所述接触端子11位于所述压块9顶部并与蜂鸣器14电连通，其工作方式是，当执行器库2的矩阵形，将其不同位置分别建立坐标信息，即X1/Y1，X1/Y2，X1/Y3，……X2/Y1，X2/Y2，X2/Y3……，将上述的位置信息全部存储后，且对应位置信息内放置的执行器型号也存储，需要何种执行器时，则给出对应的位置信息信号，机械臂运动至对应的位置上，进行获取。
具体的说，执行器放置于容纳腔3内时，首先压于两个电控弹性按钮上，电控弹性按钮上部设有接触端子11，即为执行器识别装置，用于识别执行器的类型，其目的是为了区分执行器的类型，防止错放对应位置的执行器，所述执行器识别装置包括与所述导电端子连接的接触端子11，所述接触端子11位于所述压块9顶部并与蜂鸣器14电连通，接触端子11上连接有电阻，电阻与执行器的电阻值13并联，当达到预设值准确是，则不会触发蜂鸣器14，若不正确，则蜂鸣器14响，提示执行器放置错误，可及时更正。
由于执行器和机械臂之间是螺纹连接的，转动时，为了防止执行器在容纳腔3内转动，所述执行器侧壁设有加固结构，所述加固结构包括位于所述容纳腔3侧壁的波浪形硅胶层20，波浪形的结构，保证与执行器之间点接触，能够保证对执行器进行固定，并且发生转动，同时波浪形的结构，更便于执行器插入，若使用实心结构，执行器不易插入。
其中，为了保证执行器竖直方向上的稳定性，所述容纳腔3为柱形机构，且底部设有电磁铁6，所述电磁铁6上部设有柔性端子7，所述容纳腔底部设有两个电控弹性按钮，所述电控弹性按钮的导电端子10接触所述柔性端子7用于触发所述电磁铁6，所述电控弹性按钮包括连接于所述容纳腔3底部的第一弹簧8，所述第一弹簧8上连接有压块9，所述压块9下部设有导电端子10，所述压块9和第一弹簧8穿过所述导电端子10，执行器放置于容纳腔3内的状态下，柔性端子7上设有通孔，导电端子与柔性端子7接触，导通，进而电磁铁6接通，对执行器进行吸附，当机械臂旋合时，同时下压，将导电端子10与柔性端子7分离，进而电磁铁6断开，更便于拉出。
如图4所示，一种双臂协作机器人末端执行器快速更换系统，包括控制器21，所述控制器21连接的存储模块22、坐标定位模块23、执行器检测模块24，
所述坐标定位模块23用于对执行器库2进行坐标建立，
所述存储模块22用于储存坐标定位模块23建立的坐标信息，并记录对应坐标的执行器型号，以便控制器21读取坐标信息，进而获取正确的执行器；
执行器检测模块24用于检测对应坐标的执行器放置是否正确。
对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (4)
1.一种双臂协作机器人末端执行器快速更换装置，其特征在于，包括机械臂本体、执行器库和位于所述执行器库内的执行器，所述执行器库包括矩阵排列的容纳腔，所述容纳腔内设有执行器识别装置；
所述机械臂本体末端设有公端卡合机构，所述执行器上设有与所述公端卡合机构配合的母端卡合机构，所述执行器侧壁设有加固结构；
所述容纳腔为柱形机构，且底部设有电磁铁，所述电磁铁上部设有柔性端子，所述容纳腔底部设有两个电控弹性按钮，所述电控弹性按钮的导电端子接触所述柔性端子用于触发所述电磁铁；
所述电控弹性按钮包括连接于所述容纳腔底部的第一弹簧，所述第一弹簧上连接有压块，所述压块下部设有导电端子，所述压块和第一弹簧穿过所述导电端子；
所述执行器识别装置包括与所述导电端子连接的接触端子和识别电阻，所述识别电阻与执行器并联设置，所述接触端子位于所述压块顶部并与蜂鸣器电连通。
2.根据权利要求1所述的双臂协作机器人末端执行器快速更换装置，其特征在于，所述公端卡合机构包括外螺纹，所述母端卡合机构为内螺纹，所述内螺纹内设有通道，所述通道内设有第二弹簧，所述第二弹簧上压有滚珠，所述滚珠位于所述通道口。
3.根据权利要求2所述的双臂协作机器人末端执行器快速更换装置，其特征在于，所述外螺纹上设有用于定位所述滚珠的半球形卡槽。
4.根据权利要求1所述的双臂协作机器人末端执行器快速更换装置，其特征在于，所述加固结构包括位于所述容纳腔侧壁的波浪形硅胶层。
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