CN112060119A - 一种夹爪更换设备 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种夹爪更换设备，以实现自动更换夹爪。包括：夹爪更换装置、夹爪和夹爪架，所述夹爪更换装置由滑块座、解锁板和安装盖依次叠加形成并具有轴向定位孔；其中，所述滑块座中包括至少两个径向的滑槽以及通过弹簧在滑槽中滑动的滑块，所述滑块的初始位置位于所述滑槽的边沿并延伸至所述定位孔中，所述滑块包括解锁杆；所述解锁板包括容纳所述解锁杆的解锁滑槽以及解锁触点，并可旋转；所述安装盖用于将所述夹爪更换装置与机械臂相连；所述夹爪的结合柄包括结合部；所述夹爪架包括：放置位和解锁部，所述放置位用于容纳所述夹爪，所述解锁部用于与所述夹爪更换装置的解锁板的解锁触点接触。

Description

一种夹爪更换设备

技术领域

本发明涉及机械臂领域，特别涉及机械臂的夹爪更换设备。

背景技术

机器臂在各领域都被广泛应用。机械臂在做多种任务时，需要频繁的更换不同的机械夹爪来完成任务。目前的技术主要靠气动方案或者电动方案来实现机械臂与机械夹爪的快速更换。气动方案是：通过空压机使得快速更换装置内产生负压，实现快速结合；装置内通气后快速释放，从而实现机械臂快速更换机械手爪。电动方案是：通过外部电源独立供电，通过执行机构实现快速结合与分离，从而达到更换机械夹爪的目的。然而，机械臂末端的电源供电能力往往限制在一定的范围，仅仅能够满足末端夹爪的供电需求，也没有留有气源接口，因此，调用电动方案需要引入气源、供气管路、供电线路等额外的装置，这些装置需要外露固定在机械臂各关节外部，会影响机械臂的运动范围，影响机械臂的外观，影响机械臂的维护与清洗。

发明内容

本发明实施例提供一种夹爪更换设备，能够使机械臂自主更换多种机械夹爪。所述技术方案如下：

根据本发明实施例，提供一种夹爪更换设备，包括夹爪更换装置、夹爪和夹爪架，其中：

所述夹爪更换装置由滑块座、解锁板和安装盖依次叠加形成并具有轴向定位孔；其中，所述滑块座中包括至少两个径向的滑槽以及通过弹簧在滑槽中滑动的滑块，所述滑块的初始位置位于所述滑槽的边沿并延伸至所述定位孔中，所述滑块包括解锁杆；所述解锁板包括容纳所述解锁杆的解锁滑槽以及解锁触点，所述解锁板相对于所述滑块座可旋转；所述安装盖用于将所述夹爪更换装置与机械臂相连；

所述夹爪包括：夹爪本体和与所述夹爪本体相连的夹爪结合柄；所述夹爪结合柄包括结合部，所述结合部具有大于所述夹爪结合柄的直径的第一直径；

所述夹爪架包括：放置位和解锁部，所述放置位用于容纳所述夹爪，所述解锁部用于与所述夹爪更换装置的解锁板的解锁触点接触；

当所述夹爪更换装置向所述夹爪架的放置位中的夹爪的夹爪结合柄移动时，所述夹爪结合柄进入所述定位孔，所述夹爪结合柄的结合部接触并滑过所述滑块，所述滑块发生弹性滑动在所述结合部将所述夹爪结合柄锁止，所述夹爪更换装置与所述夹爪连接；当所述夹爪更换装置移动使所述夹爪架的解锁部接触所述解锁板的解锁触点并使所述解锁板旋转时，所述解锁板通过所述解锁滑槽带动所述解锁杆使滑块在所述滑槽中径向向外滑动，所述夹爪与所述夹爪更换装置分离并落入所述夹爪架的放置位。

可选的，在本发明一实施例中，所述滑块与所述夹爪结合柄的结合部的接触面为斜面，所述夹爪结合柄的结合部与所述滑块的接触面为斜面。

可选的，在本发明一实施例中，所述滑块座由第一滑块座和第二滑块座叠加而成，所述滑槽设置在所述第一滑块座和/或所述第二滑块座中。

可选的，在本发明一实施例中，所述夹爪结合柄还包括：放置部，所述放置部具有大于所述夹爪结合柄的直径的第二直径，所述夹爪架的放置位用于容纳所述放置部。

可选的，在本发明一实施例中，所述夹爪架的放置位包括：导向槽，用于容纳所述夹爪结合柄的放置部。

可选的，在本发明一实施例中，所述导向槽包括斜面导向段和水平导向段。

可选的，在本发明一实施例中，所述夹爪架包括两个以上的放置位，每个放置位对应各自的解锁部。

根据本发明实施例，提供一种夹爪更换装置，所述夹爪更换装置由滑块座、解锁板和安装盖依次叠加形成并具有轴向定位孔；其中，所述滑块座中包括至少两个径向的滑槽以及通过弹簧在滑槽中滑动的滑块，所述滑块的初始位置位于所述滑槽的边沿并延伸至所述定位孔中，所述滑块包括解锁杆；所述解锁板包括容纳所述解锁杆的解锁滑槽以及解锁触点，所述解锁板相对于所述滑块座可旋转；所述安装盖用于将所述夹爪更换装置与机械臂相连；；当所述夹爪更换装置向夹爪架的放置位中的夹爪的夹爪结合柄移动时，所述夹爪结合柄进入所述定位孔，所述夹爪结合柄的结合部接触并滑过所述滑块，所述滑块发生弹性滑动在所述结合部将所述夹爪结合柄锁止，所述夹爪更换装置与所述夹爪连接；当所述夹爪更换装置移动使所述夹爪架的解锁部接触所述解锁板的解锁触点并使所述解锁板旋转时，所述解锁板通过所述解锁滑槽带动所述解锁杆使滑块在所述滑槽中径向向外滑动，所述夹爪与所述夹爪更换装置分离并落入所述夹爪架的放置位。

根据本发明实施例，提供一种夹爪，所述夹爪包括：夹爪本体和与所述夹爪本体相连的夹爪结合柄，其中，所述夹爪结合柄包括：结合部，所述结合部具有大于所述夹爪结合柄的直径的第一直径；所述夹爪结合柄进入夹爪更换装置的定位孔时，所述结合部接触并滑过所述夹爪更换装置的滑块，所述滑块发生弹性滑动在所述结合部将所述夹爪结合柄锁止，所述夹爪更换装置与所述夹爪连接；当所述夹爪更换装置的解锁板旋转时，所述夹爪与所述夹爪更换装置分离并落入夹爪架的放置位。

根据本发明实施例，提供一种夹爪架，所述夹爪架包括：放置位和解锁部，所述放置位用于容纳所述夹爪，所述解锁部用于与夹爪更换装置的解锁板的解锁触点接触。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明中，通过设置具有相互配合的机械结构的夹爪更换装置、夹爪和夹爪架，实现了机械臂无需额外有源动力源就可以快速更换夹爪的功能。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明一实施例示出的夹爪更换设备的示意图图。

图2-图7是根据本发明一实施例示出的夹爪更换装置的示意图。

图8是根据本发明一实施例示出的夹爪的示意图。

图9是根据本发明一实施例示出的夹爪架的示意图。

图10是根据本发明一实施例示出的夹爪架的示意图。

图11-15是根据本发明一实施例示出的机械臂将夹爪放回夹爪架的过程示意图。

图16-19是根据本发明一实施例示出的机械臂与夹爪结合过程示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本发明实施例提供的技术方案，涉及一种夹爪更换设备，包括夹爪更换装置、夹爪和夹爪架。如图1所示为夹爪更换设备的使用示意图，夹爪更换设备包括夹爪更换装置2、夹爪4和夹爪架3。其中，机械臂末端1连接夹爪更换装置2，夹爪4放置在夹爪架3的放置位中，夹爪更换装置2与夹爪4与相连实现机械臂与夹爪的结合。在夹爪架3上设置的解锁部5可以接触夹爪更换装置2并解除夹爪更换装置2和夹爪4的结合。并且，从图1中可见，夹爪架3中可以设置多个放置位，每个放置位中对应各自的解锁板5，从而机械臂1可以从夹爪架3中的不同放置位中选择不同的夹爪4进行更换。

以下，分别介绍夹爪更换设备中的夹爪更换装置2、夹爪4和夹爪架3。

如图2-图7所示为本发明一实施例提供的夹爪更换装置的示意图。如图2-图7所示，本发明一实施例提供的夹爪更换装置由滑块座2-1和2-2、解锁板2-5和安装盖2-6依次叠加形成并具有轴向定位孔，夹爪更换装置的轴向方向包括滑块座的一侧和安装盖一侧。

滑块座可以包括滑块座2-1和2-2。所述滑块座2-1和2-2中包括至少两个径向的滑槽以及通过弹簧2-3在滑槽中滑动的滑块2-4，如图5所示，所述滑块2-4的初始位置位于所述滑槽的边沿并延伸至所述定位孔中。如图6所示，所述滑块2-4还包括解锁杆2-7。

如图7所示，所述解锁板2-5包括容纳所述解锁杆2-7的解锁滑槽7-1以及解锁触点7-2，解锁触点为解锁板2-5圆周的突起7-2，所述解锁板2-5相对于所述滑块座2-1和2-2可旋转；在图7中，解锁板2-5的其他槽用于将解锁版2-5可旋转地连接于滑块座。

所述安装盖2-6用于将所述夹爪更换装置与机械臂相连。

如图4-5所示，在本发明一实施例中，所述滑块座可以由第一滑块座2-1和第二滑块座2-2叠加而成，所述滑槽可以设置在所述第一滑块座2-1中，也可以设置在所述第二滑块座2-2，也可以在所述第一滑块座2-1和所述第二滑块座2-2中都设置滑槽，两个滑块座叠加后形成完整的滑槽。

如图8所示为本发明一实施例提供的一种夹爪，所述夹爪包括：夹爪本体4-2和与所述夹爪本体4-2相连的夹爪结合柄4-1，其中，所述夹爪结合柄4-1包括：结合部4-3，所述结合部4-3具有大于所述夹爪结合柄的直径的第一直径。结合部4-3用于与夹爪更换装置2结合。

如图9所示为本发明一实施例提供的一种夹爪架的俯视图，所述夹爪架包括用于放置夹爪的一个或多个放置位；夹爪架还包括解锁部5，所述解锁部5用于与所述夹爪更换装置2的解锁板2-5的解锁触点接触。

夹爪更换装置2与机械臂连接，可由机械臂带动移动。当夹爪更换装置2向夹爪架3的放置位中的夹爪的夹爪结合柄4-1移动时，所述夹爪结合柄4-1进入所述定位孔，所述夹爪结合柄的结合部4-3接触并滑过所述滑块2-4，所述滑块2-4发生弹性滑动在所述结合部4-3将所述夹爪结合柄锁止，所述夹爪更换装置2与所述夹爪4连接；当所述夹爪更换装置2移动使所述夹爪架的解锁部5接触所述解锁板的解锁触点7-2并使所述解锁板2-5旋转时，所述解锁板通过解锁滑槽7-1带动所述解锁杆2-7从而使滑块2-4在所述滑槽中径向向外滑动，所述夹爪4与所述夹爪更换装置2分离并落入所述夹爪架3的放置位。

本发明实施例提供的夹爪更换设备，通过设置具有相互配合的机械结构的夹爪更换装置、夹爪和夹爪架，实现了机械臂无需额外有源动力源就可以快速更换夹爪的功能。

在本发明的一实施例中，所述滑块2-4与所述夹爪结合柄4-1的结合部4-3的接触面为斜面，所述夹爪结合柄4-1的结合部4-3与所述滑块2-4的接触面为斜面。将滑块与夹爪的结合部的接触面均设置为斜面，更有利于结合部滑过滑块，从而方便地进行快速锁止。

在本发明的一实施例中，所述夹爪结合柄4-1还包括放置部4-4，如图8所示，所述放置部具有大于所述夹爪结合柄的直径的第二直径，所述夹爪架的放置位用于容纳所述放置部。

在本发明的一实施例中，如图9所示，所述夹爪架3的放置位包括导向槽3-1，导向槽3-1用于容纳所述夹爪结合柄的放置部4-4。

在本发明的一实施例中，如图10所示为本发明一实施例提供的一种夹爪架的剖视图，所述夹爪架3的导向槽3-1包括斜面导向段和水平导向段。夹爪4与所述夹爪更换装置2分离并落入所述夹爪架3的放置位，可以是从夹爪架的导向槽3-1的斜面导向段滑向水平导向段。

以下详细说明使用上述实施例中提供的夹爪更换装置、夹爪和夹爪架来更换夹爪的过程，机械臂连接夹爪更换装置后，机械臂更换夹爪的过程包括：机械臂先将夹爪放回夹爪架，然后机械臂运动至夹爪架的其他放置位去结合要更换的夹爪。

机械臂将夹爪放回夹爪架的过程说明：第一步如图11和12所示：机械臂先对准夹爪架的导向槽与解锁部，向导向槽水平移动，直到夹爪更换装置2的解锁板2-5与解锁部5接触；第二步如图13所示：机械臂继续沿着导向槽水平运动，迫使解锁板2-5顺时针旋转，解锁板2-5旋转的同时使得与其斜面配合的三个滑块沿着第一滑块座的槽内径向向外运动，当三个滑块与夹爪结合柄4-1分离时，夹爪就与夹爪更换装置分离；第三步如图14所示：当夹爪结合柄4-1与夹爪更换装置2分离后，会落到夹爪架上；第四步，如图15所示：夹爪与夹爪更换装置分离后会自动沿着导向槽的斜面滑到底部平面上，为下一次与夹爪更换装置结合做好准备。

机械臂与夹爪结合过程的流程说明：第一步：如图16所示，机械臂运动至夹爪架与夹爪的上方，夹爪更换装置2的定位孔与夹爪结合柄4-1对准；第二步：如图17所示，机械臂向下运动使得快速更换装置与夹爪结合柄接触，机械臂继续垂直向下运动，夹爪结合柄与三个滑块的斜面接触，使得三个滑块沿着第一滑块座与第二滑块座组成的滑槽内运动，直到夹爪结合柄完全滑过三个滑块后，滑块在弹簧的作用下，运动到滑槽的下边沿，由于滑块的另一面没有大斜面，因此锁止住了夹爪结合柄的运动；第三步：如图18和19所示，机械臂先垂直向上运动使夹爪结合柄4-1避开夹爪架3的遮挡，然后水平运动，沿着夹爪架的导向槽，将机械夹爪从夹爪架3中取出，完成机械臂与机械夹爪的结合。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种夹爪更换设备，其特征在于，包括夹爪更换装置、夹爪和夹爪架，其中：

所述夹爪更换装置由滑块座、解锁板和安装盖依次叠加形成并具有轴向定位孔；其中，所述滑块座中包括至少两个径向的滑槽以及通过弹簧在滑槽中滑动的滑块，所述滑块的初始位置位于所述滑槽的边沿并延伸至所述定位孔中，所述滑块包括解锁杆；所述解锁板包括容纳所述解锁杆的解锁滑槽以及解锁触点，所述解锁板相对于所述滑块座可旋转；所述安装盖用于将所述夹爪更换装置与机械臂相连；

所述夹爪包括：夹爪本体和与所述夹爪本体相连的夹爪结合柄；所述夹爪结合柄包括结合部，所述结合部具有大于所述夹爪结合柄的直径的第一直径；

所述夹爪架包括：放置位和解锁部，所述放置位用于容纳所述夹爪，所述解锁部用于与所述夹爪更换装置的解锁板的解锁触点接触；

当所述夹爪更换装置向所述夹爪架的放置位中的夹爪的夹爪结合柄移动时，所述夹爪结合柄进入所述定位孔，所述夹爪结合柄的结合部接触并滑过所述滑块，所述滑块发生弹性滑动在所述结合部将所述夹爪结合柄锁止，所述夹爪更换装置与所述夹爪连接；当所述夹爪更换装置移动使所述夹爪架的解锁部接触所述解锁板的解锁触点并使所述解锁板旋转时，所述解锁板通过所述解锁滑槽带动所述解锁杆使滑块在所述滑槽中径向向外滑动，所述夹爪与所述夹爪更换装置分离并落入所述夹爪架的放置位。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述滑块与所述夹爪结合柄的结合部的接触面为斜面，所述夹爪结合柄的结合部与所述滑块的接触面为斜面。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述滑块座由第一滑块座和第二滑块座叠加而成，所述滑槽设置在所述第一滑块座和/或所述第二滑块座中。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述夹爪结合柄还包括：

放置部，所述放置部具有大于所述夹爪结合柄的直径的第二直径，所述夹爪架的放置位用于容纳所述放置部。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述夹爪架的放置位包括：

导向槽，用于容纳所述夹爪结合柄的放置部。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述导向槽包括斜面导向段和水平导向段。

7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述夹爪架包括两个以上的放置位，每个放置位对应各自的解锁部。

8.一种夹爪更换装置，其特征在于，所述夹爪更换装置由滑块座、解锁板和安装盖依次叠加形成并具有轴向定位孔；其中，所述滑块座中包括至少两个径向的滑槽以及通过弹簧在滑槽中滑动的滑块，所述滑块的初始位置位于所述滑槽的边沿并延伸至所述定位孔中，所述滑块包括解锁杆；所述解锁板包括容纳所述解锁杆的解锁滑槽以及解锁触点，所述解锁板相对于所述滑块座可旋转；所述安装盖用于将所述夹爪更换装置与机械臂相连；当所述夹爪更换装置向夹爪架的放置位中的夹爪的夹爪结合柄移动时，所述夹爪结合柄进入所述定位孔，所述夹爪结合柄的结合部接触并滑过所述滑块，所述滑块发生弹性滑动在所述结合部将所述夹爪结合柄锁止，所述夹爪更换装置与所述夹爪连接；当所述夹爪更换装置移动使所述夹爪架的解锁部接触所述解锁板的解锁触点并使所述解锁板旋转时，所述解锁板通过所述解锁滑槽带动所述解锁杆使滑块在所述滑槽中径向向外滑动，所述夹爪与所述夹爪更换装置分离并落入所述夹爪架的放置位。

9.一种夹爪，其特征在于，所述夹爪包括：夹爪本体和与所述夹爪本体相连的夹爪结合柄，其中，所述夹爪结合柄包括：结合部，所述结合部具有大于所述夹爪结合柄的直径的第一直径；所述夹爪结合柄进入夹爪更换装置的定位孔时，所述结合部接触并滑过所述夹爪更换装置的滑块，所述滑块发生弹性滑动在所述结合部将所述夹爪结合柄锁止，所述夹爪更换装置与所述夹爪连接；当所述夹爪更换装置的解锁板旋转时，所述夹爪与所述夹爪更换装置分离并落入夹爪架的放置位。

10.一种夹爪架，其特征在于，所述夹爪架包括：放置位和解锁部，所述放置位用于容纳所述夹爪，所述解锁部用于与夹爪更换装置的解锁板的解锁触点接触。

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