CN109531612A - 一种机器人末端工具快换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人末端快换领域，特别涉及一种机器人末端工具快换装置，包括机器人侧本体、工具侧本体以及将二者能够快速连接的双重稳固组件，机器人侧本体包括主盘和设置在主盘内的吸气泵，主盘的底部开设有容纳槽，双重稳固组件包括设置在容纳槽内的电机、丝杆以及与能够与丝杆传动配合的机械力抓附件，工具侧本体包括子盘，子盘顶部开设有拼接槽，拼接槽的槽底设有供机械力抓附件能够抓取的拼接块，机械力抓附件上还设有若干导气软管，所有导气软管均与吸气泵的输出端连接，本发明通过气源以及物理摩擦夹持力的方法，加大了对后期不同工具使用时所产生的机械震动力的稳定，大大增加了生产加工中的安全性。

Description

一种机器人末端工具快换装置

技术领域

本发明涉及机器人末端快换领域，特别涉及一种机器人末端工具快换装置。

背景技术

近年来，随着我国制造业转型升级压力增加和劳动力成本的不断攀升，越来越多的企业考虑以机器换人。另一方面，现在的消费者个性化需求越来越浓，不同配置及外观个性等元素决定着制造企业势必采用柔性制造技术。柔性制造则是运用机器人和工具快换装置在同一装配线上制造不同的产品。

现有机器人快换工具装置存在对加工中的整体没有一定的维稳能力，其主要原因是由于工具的不同，比如铣刀或者丝锥，这些刀具需要与工件产生摩擦等，那么在工作中，这些原因会产生一定的机械震动力，这些机械震动力可能会影响现有的机器人快换装置与工具侧本体之间的牢靠性，那么就会产生松动，甚至是工具侧与机器人侧本体之间发生脱离等危险事故。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种机器人末端工具快换装置。

为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种机器人末端工具快换装置，包括机器人侧本体、工具侧本体以及将二者能够快速连接的双重稳固组件，机器人侧本体包括主盘和设置在主盘内的吸气泵，主盘的底部开设有容纳槽，双重稳固组件包括设置在容纳槽内的电机、丝杆以及与能够与丝杆传动配合的机械力抓附件，工具侧本体包括子盘，子盘顶部开设有拼接槽，拼接槽的槽底设有供机械力抓附件能够抓取的拼接块，机械力抓附件上还设有若干导气软管，所有导气软管均与吸气泵的输出端连接。

进一步的，所述拼接块顶部开设有能够让丝杆竖直进入的凹槽，电机呈倒置安装在容纳槽的槽底，容纳槽内设有呈竖直的传动杆，传动杆一端与电机的主轴连接，另一端与丝杆同轴连接，丝杆上套设有能够与之传动配合的螺母块。

进一步的，所述机械力抓附件包括导向光杆和联动块，导向光杆套设在传动杆上，且传动杆能够沿自身轴线转动的与导向光杆连接，导向光杆朝向丝杆的一端与丝杆铰接，联动块套设在导向光杆上，并且联动块能够沿导向光杆的轴向往复活动，螺母块的外壁通过若干支架与联动块连接，所有支架沿螺母块的周向间隔分布，支架与导向光杆的外壁留有间距。

进一步的，所述导向光杆的两端分别套设有一个限位垫片，导向光杆上还套设有两个弹簧，两个弹簧相近的一端分别与联动块的上下两端弹性连接，两个弹簧的另一端分别与两个限位垫片弹性连接。

进一步的，所述导向光杆靠近电机的一端设有三个固定臂，三个固定臂分别沿导向光杆的周向等角度分布，固定臂的一端与导向光杆的外壁固定连接，固定臂的另一端朝上倾斜，并且倾斜的角度与导向光杆的轴向呈45度夹角。

进一步的，所述联动块的外壁铰接有三个补偿杆，补偿杆的自由端能够活动的套设有第一连杆，第一连杆远离补偿杆的一端设有朝上倾斜的第二连杆，第一连杆和第二连杆构成V型结构的夹持臂，夹持臂的开口面朝向导向光杆，第二连杆远离第一连杆的一端设置有V型板，该V型板为中空结构，并且其开口面朝向导向光杆，V型板的开口面内侧设有若干吸附槽。

进一步的，所有所述第一连杆分别与所有固定臂朝上倾斜的一端一一对应式的铰接，所有导气软管远离吸气泵的一端分别与所有V型板一一对应式的连通。

进一步的，所述拼接块的外壁开设有若干沿其周向间隔分布的卡槽组，卡槽组包括上下对称开设在拼接块上的两个卡合槽。

有益效果：本发明的一种机器人末端工具快换装置，机器人末端进行切换工作时，主盘朝向子盘方向运动，并且此时二者为共轴状态，丝杆率先进入至拼接槽内，并且继续进入至拼接块的凹槽内；此时所有的V型板以及第二连杆处于自然释放状态，也就是他们围绕所组成的夹持端开口较大，并且大过拼接块的规格，也就通过了拼接块的顶部并且朝其中段移动；随后电机工作，其主轴驱动传动杆围绕导向光杆自转，该自转中丝杆随之同步围绕导向光杆的底端运动，螺母块因为丝杆的运动，故沿丝杆的轴向进行往复活动，螺母块运动中依靠支架带着联动块依靠导向光杆的外壁运动，联动块的底端挤压其下方的弹簧，该弹簧由自身作用力朝下收缩，并且与之相对的另一弹簧处于常态下乃是受联动块压迫的，当联动块下降后，位于联动块上方的弹簧作用力回弹，在配合下方此时受压迫的弹簧收缩力，构成上下限位；联动块运动中，补偿杆与之联动，并且其自由端在第一连杆内进行往复活动，第一连杆、第二连杆由于补偿杆与联动块的联动作用力，第一连杆也会围绕固定臂进行转动，补偿杆的作用乃是配合第一连杆和联动块的同步运动中给予二者之间的补偿空间，防止他们卡死；由于第一连杆的转动，第二连杆随之运动，并且其端部的V型板直接接触到拼接块，并且其开口位置两端部进入至相对的卡合槽内，（卡槽组乃是上下对称的两个卡合槽，该两个卡合槽是对应各自位置V型板开口的两端，以便他们可以进入），此时联动块、补偿杆、第一连杆、固定臂以及第二连杆之间的联动配合，使得V型板因为物理摩擦力而夹紧了拼接块，并且此时吸气泵工作，通过导气软管，将V型板内的空气抽离，吸附槽配合吸气泵的工作；并且说明，拼接块内固定设有若干橡胶层，所有橡胶层与所有卡合槽一一对应，并且卡合槽的槽面内开设有透气孔，吸气泵的工作由吸附槽、透气孔从而吸附橡胶层，在物理摩擦作用力下，再使用吸附使得拼接块与V型板更稳定；此时主盘和子盘之间就连接了，便于机器人末端快速并且稳定的更换工具；并且前述的两个弹簧的作用力保证了V型板在夹持中的物理稳定性，本发明通过气源以及物理摩擦夹持力的方法，加大了对后期不同工具使用时所产生的机械震动力的稳定，大大增加了生产加工中的安全性。

附图说明

图1为本发明的剖视图；

图2为本发明的拆分结构示意图；

图3为本发明的装配结构示意图一；

图4为本发明的装配结构示意图二；

附图标记说明：主盘1，容纳槽1a，吸气泵2，电机3，丝杆3a，螺母块3b，支架3c，传动杆3d，导向光杆3e，限位垫片3f，弹簧3g，联动块3h，补偿杆3k，第一连杆3m，第二连杆3p，固定臂3w，V型板3j，吸附槽3j1，子盘4，拼接槽4a，拼接块4b，卡合槽4c，凹槽4d，透气孔4e，导气软管5。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：

参照图1至图4所示的一种机器人末端工具快换装置，包括机器人侧本体、工具侧本体以及将二者能够快速连接的双重稳固组件，机器人侧本体包括主盘1和设置在主盘1内的吸气泵2，主盘1的底部开设有容纳槽1a，双重稳固组件包括设置在容纳槽1a内的电机3、丝杆3a以及与能够与丝杆3a传动配合的机械力抓附件，工具侧本体包括子盘4，子盘4顶部开设有拼接槽4a，拼接槽4a的槽底设有供机械力抓附件能够抓取的拼接块4b，机械力抓附件上还设有若干导气软管5，所有导气软管5均与吸气泵2的输出端连接。

所述拼接块4b顶部开设有能够让丝杆3a竖直进入的凹槽4d，电机3呈倒置安装在容纳槽1a的槽底，容纳槽1a内设有呈竖直的传动杆3d，传动杆3d一端与电机3的主轴连接，另一端与丝杆3a同轴连接，丝杆3a上套设有能够与之传动配合的螺母块3b，电机3作用在于配合丝杆3a控制螺母块3b做竖直往复活动，以此控制机械力抓附件进行抓取或者释放。

所述机械力抓附件包括导向光杆3e和联动块3h，导向光杆3e套设在传动杆3d上，且传动杆3d能够沿自身轴线转动的与导向光杆3e连接，导向光杆3e朝向丝杆3a的一端与丝杆3a铰接，联动块3h套设在导向光杆3e上，并且联动块3h能够沿导向光杆3e的轴向往复活动，螺母块3b的外壁通过若干支架3c与联动块3h连接，所有支架3c沿螺母块3b的周向间隔分布，支架3c与导向光杆3e的外壁留有间距，螺母块3b运动中，配合联动块3h，运动更为稳定，电机3工作中，传动杆3d乃是以导向光杆3e为外部中心进行稳定自转。

所述导向光杆3e的两端分别套设有一个限位垫片3f，导向光杆3e上还套设有两个弹簧3g，两个弹簧3g相近的一端分别与联动块3h的上下两端弹性连接，两个弹簧3g的另一端分别与两个限位垫片3f弹性连接，由于后续机械力抓附件工作中，两个弹簧3g会利用各自作用力对联动块3h进行上下限位，保证了机械力抓附件后续工作中不会打滑或者错位移动。

所述导向光杆3e靠近电机3的一端设有三个固定臂3w，三个固定臂3w分别沿导向光杆3e的周向等角度分布，固定臂3w的一端与导向光杆3e的外壁固定连接，固定臂3w的另一端朝上倾斜，并且倾斜的角度与导向光杆3e的轴向呈45度夹角，固定臂3w用以配合后续机械力抓附件进行张开或者收紧动作中的重要引导和限位。

所述联动块3h的外壁铰接有三个补偿杆3k，补偿杆3k的自由端能够活动的套设有第一连杆3m，第一连杆3m远离补偿杆3k的一端设有朝上倾斜的第二连杆3p，第一连杆3m和第二连杆3p构成V型结构的夹持臂，夹持臂的开口面朝向导向光杆3e，第二连杆3p远离第一连杆3m的一端设置有V型板3j，该V型板3j为中空结构，并且其开口面朝向导向光杆3e，V型板3j的开口面内侧设有若干吸附槽3j1，联动块3h做直线运动中，补偿杆3k随之联动，并且联动中带着与之滑动配合的第一连杆3m，补偿杆3k自由端在第一连杆3m内活动伸长或者缩短，以此满足第一连杆3m和联动块3h之间能够联动，不会卡死，并且第一连杆3m联动中，乃是依靠固定臂3w的，第二连杆3p随第一连杆3m联动，进而在装配着V型板3j的情况下，进行张开或者释放夹持开口的目的。

所有所述第一连杆3m分别与所有固定臂3w朝上倾斜的一端一一对应式的铰接，所有导气软管5远离吸气泵2的一端分别与所有V型板3j一一对应式的连通，在V型板3j夹持后，为了保证稳定，在配合吸气泵2的工作，加大抓持中物理摩擦力的稳定性。

所述拼接块4b的外壁开设有若干沿其周向间隔分布的卡槽组，卡槽组包括上下对称开设在拼接块4b上的两个卡合槽4c，卡合槽4c用以满足V型板3j的摩擦进入，并且其槽面内开设有透气孔4e，便于后续的气源输出，利用真空进行稳定。

工作原理：机器人末端进行切换工作时，主盘1朝向子盘4方向运动，并且此时二者为共轴状态，丝杆3a率先进入至拼接槽4a内，并且继续进入至拼接块4b的凹槽4d内；此时所有的V型板3j以及第二连杆3p处于自然释放状态，也就是他们围绕所组成的夹持端开口较大，并且大过拼接块4b的规格，也就通过了拼接块4b的顶部并且朝其中段移动；随后电机3工作，其主轴驱动传动杆3d围绕导向光杆3e自转，该自转中丝杆3a随之同步围绕导向光杆3e的底端运动，螺母块3b因为丝杆3a的运动，故沿丝杆3a的轴向进行往复活动，螺母块3b运动中依靠支架3c带着联动块3h依靠导向光杆3e的外壁运动，联动块3h的底端挤压其下方的弹簧3g，该弹簧3g由自身作用力朝下收缩，并且与之相对的另一弹簧3g处于常态下乃是受联动块3h压迫的，当联动块3h下降后，位于联动块3h上方的弹簧3g作用力回弹，在配合下方此时受压迫的弹簧3g收缩力，构成上下限位；联动块3h运动中，补偿杆3k与之联动，并且其自由端在第一连杆3m内进行往复活动，第一连杆3m、第二连杆3p由于补偿杆3k与联动块3h的联动作用力，第一连杆3m也会围绕固定臂3w进行转动，补偿杆3k的作用乃是配合第一连杆3m和联动块3h的同步运动中给予二者之间的补偿空间，防止他们卡死；由于第一连杆3m的转动，第二连杆3p随之运动，并且其端部的V型板3j直接接触到拼接块4b，并且其开口位置两端部进入至相对的卡合槽4c内，卡槽组乃是上下对称的两个卡合槽4c，该两个卡合槽4c是对应各自位置V型板3j开口的两端，以便他们可以进入，此时联动块3h、补偿杆3k、第一连杆3m、固定臂3w以及第二连杆3p之间的联动配合，使得V型板3j因为物理摩擦力而夹紧了拼接块4b，并且此时吸气泵2工作，通过导气软管5，将V型板3j内的空气抽离，吸附槽3j1配合吸气泵2的工作；并且说明，拼接块4b内固定设有若干橡胶层，所有橡胶层与所有卡合槽4c一一对应，并且卡合槽4c的槽面内开设有透气孔4e，吸气泵2的工作由吸附槽3j1、透气孔4e从而吸附橡胶层，在物理摩擦作用力下，再使用吸附使得拼接块4b与V型板3j更稳定；此时主盘1和子盘4之间就连接了，便于机器人末端快速并且稳定的更换工具；并且前述的两个弹簧3g的作用力保证了V型板3j在夹持中的物理稳定性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种机器人末端工具快换装置，其特征在于：包括机器人侧本体、工具侧本体以及将二者能够快速连接的双重稳固组件，机器人侧本体包括主盘（1）和设置在主盘（1）内的吸气泵（2），主盘（1）的底部开设有容纳槽（1a），双重稳固组件包括设置在容纳槽（1a）内的电机（3）、丝杆（3a）以及与能够与丝杆（3a）传动配合的机械力抓附件，工具侧本体包括子盘（4），子盘（4）顶部开设有拼接槽（4a），拼接槽（4a）的槽底设有供机械力抓附件能够抓取的拼接块（4b），机械力抓附件上还设有若干导气软管（5），所有导气软管（5）均与吸气泵（2）的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种机器人末端工具快换装置，其特征在于：所述拼接块（4b）顶部开设有能够让丝杆（3a）竖直进入的凹槽（4d），电机（3）呈倒置安装在容纳槽（1a）的槽底，容纳槽（1a）内设有呈竖直的传动杆（3d），传动杆（3d）一端与电机（3）的主轴连接，另一端与丝杆（3a）同轴连接，丝杆（3a）上套设有能够与之传动配合的螺母块（3b）。

3.根据权利要求2所述的一种机器人末端工具快换装置，其特征在于：所述机械力抓附件包括导向光杆（3e）和联动块（3h），导向光杆（3e）套设在传动杆（3d）上，且传动杆（3d）能够沿自身轴线转动的与导向光杆（3e）连接，导向光杆（3e）朝向丝杆（3a）的一端与丝杆（3a）铰接，联动块（3h）套设在导向光杆（3e）上，并且联动块（3h）能够沿导向光杆（3e）的轴向往复活动，螺母块（3b）的外壁通过若干支架（3c）与联动块（3h）连接，所有支架（3c）沿螺母块（3b）的周向间隔分布，支架（3c）与导向光杆（3e）的外壁留有间距。

4.根据权利要求3所述的一种机器人末端工具快换装置，其特征在于：所述导向光杆（3e）的两端分别套设有一个限位垫片（3f），导向光杆（3e）上还套设有两个弹簧（3g），两个弹簧（3g）相近的一端分别与联动块（3h）的上下两端弹性连接，两个弹簧（3g）的另一端分别与两个限位垫片（3f）弹性连接。

5.根据权利要求4所述的一种机器人末端工具快换装置，其特征在于：所述导向光杆（3e）靠近电机（3）的一端设有三个固定臂（3w），三个固定臂（3w）分别沿导向光杆（3e）的周向等角度分布，固定臂（3w）的一端与导向光杆（3e）的外壁固定连接，固定臂（3w）的另一端朝上倾斜，并且倾斜的角度与导向光杆（3e）的轴向呈45度夹角。

6.根据权利要求5所述的一种机器人末端工具快换装置，其特征在于：所述联动块（3h）的外壁铰接有三个补偿杆（3k），补偿杆（3k）的自由端能够活动的套设有第一连杆（3m），第一连杆（3m）远离补偿杆（3k）的一端设有朝上倾斜的第二连杆（3p），第一连杆（3m）和第二连杆（3p）构成V型结构的夹持臂，夹持臂的开口面朝向导向光杆（3e），第二连杆（3p）远离第一连杆（3m）的一端设置有V型板（3j），该V型板（3j）为中空结构，并且其开口面朝向导向光杆（3e），V型板（3j）的开口面内侧设有若干吸附槽（3j1）。

7.根据权利要求6所述的一种机器人末端工具快换装置，其特征在于：所有所述第一连杆（3m）分别与所有固定臂（3w）朝上倾斜的一端一一对应式的铰接，所有导气软管（5）远离吸气泵（2）的一端分别与所有V型板（3j）一一对应式的连通。

8.根据权利要求1所述的一种机器人末端工具快换装置，其特征在于：所述拼接块（4b）的外壁开设有若干沿其周向间隔分布的卡槽组，卡槽组包括上下对称开设在拼接块（4b）上的两个卡合槽（4c）。