CN113334417A - 一种机械手快拆装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械手快拆装置，包括：动力座和末端执行器，以及用于连接动力座与末端执行器的连接杆，其中连接杆包括连接杆卡合件和连接在连接杆卡合件上的连接杆体，连接杆体上套设有旋转固定件，连接杆卡合件上套设有锁合环件；动力座包括旋转轴和滑动件，旋转固定件可拆卸连接在旋转轴上，锁合环件可拆卸连接在滑动件上。通过将锁合环件可拆卸地连接在滑动件上，将旋转固定件可拆卸地连接在旋转轴上，实现了连接杆稳定的拆卸和安装，实现了机械手末端执行器的一次性用具的稳定安装和使用，保证了末端执行器的有效吻合固定，在减少设备的成本的同时，也提升了整体操作效率，在实现快速拆装的同时，对操作精准度和转向稳定性也没有影响。

Description

一种机械手快拆装置

技术领域

本发明涉及机械手领域，特别是涉及一种机械手快拆装置。

背景技术

由于机器人应用领域越来越广，但在特定环境下对机器人机械手的清洁度、可靠性、稳定性、精准性以及安装或拆卸替换效率等要求，需要在较短时间内，实现无菌机器人机械手的快速拆卸、快速安装，以实现机械手操作所需要的快速替换的效果。

现有机械手一般包括机械臂、机械手末端执行器和用于连接机械臂与机械手末端执行器的安装装置，现有的机械手末端执行器包括钳子、刀具、电钩、超声刀等装置，末端执行器操作过程中容易沾染上杂质和污染物，为确保机械手末端执行器高清洁度的无菌状态，通常情况下需要对使用过的机械手末端执行器进行深度清理才能重复利用，因此该类机械手末端执行器采用一次性使用设计理念。为了保证操作的精准度，末端执行器与动力装置之间大多采用复杂的连接关系，连接复杂的好处是能保证机械手的连接的吻合度更高，而复杂的连接结构，往往难以实现快速拆卸或安装的一次性使用设计理念。同时拆卸简易的设置，其吻合度不够会造成操作末端执行器的错位或者脱落，会带来操作风险。因此本申请所要解决的技术问题是如何设计具有快速拆卸、快速安装的机械手装置，同时保障该设计不影响机械手的精准性、稳定性、可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种机械手快拆装置，实现了末端执行器的一次性可拆卸使用，且使末端执行器与动力座之间的拆装更加快速便捷，同时器械间的相互吻合度高的机械手快拆装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种机械手快拆装置，包括：机械臂、用于驱动末端执行器的动力座，以及用于连接末端执行器与动力座的连接杆，所述连接杆包括连接杆卡合件和连接在所述连接杆卡合件上的连接杆体，所述连接杆体上套设有旋转固定件，所述连接杆卡合件上套设有锁合环件；

旋转轴，所述旋转固定件可拆卸连接在所述旋转轴上；

滑动件，所述锁合环件可拆卸连接在所述滑动件上。

优选地，所述旋转固定件穿出所述滑动件，插接安装在所述旋转轴上，所述连接杆体穿过所述旋转轴。

优选地，所述旋转固定件的前端设有倒扣，所述倒扣穿出所述旋转轴且可卡接在所述旋转轴的前端面，所述连接杆体上与所述倒扣相对应的区段的外径，小于所述旋转轴上供所述连接杆体穿过的中心孔的内径。

优选地，所述旋转固定件的后端设有能够贴合固定在所述旋转轴后端面的凸缘。

优选地，所述凸缘和所述旋转轴通过凹凸连接部插接。

优选地，所述滑动件包括用于安装所述锁合环件的中心孔，所述中心孔的侧壁上设有用于卡合固定所述锁合环件的锁舌，所述锁舌可沿所述中心孔的径向往复伸缩。

优选地，所述锁合环件的径向外侧设有供所述锁舌卡合固定的卡合槽。

优选地，所述滑动件上还设有用于控制所述锁舌往复移动的锁合钮，所述锁合钮连接有复位装置。

优选地，还包括用于驱动所述滑动件往复移动的螺杆，所述螺杆连接有前驱头。

优选地，所述连接杆卡合件、所述连接杆体、所述旋转固定件和所述锁合环件为一体式结构。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明所提供的一种机械手快拆装置，通过将锁合环件可拆卸地连接在滑动件上，将旋转固定件可拆卸地连接在旋转轴上，实现了连接杆稳定的拆卸和安装，实现了机械手的一次性用具的稳定安装和使用，又从根本上保证了末端执行器连接杆部分的有效吻合固定，在减少设备的成本的同时，也提升了整体操作效率，在实现快速拆卸安装的同时，对操作精准度和转向稳定性也没有影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中机械手快拆装置的立体剖视结构示意图；

图2为机械手快拆装置的动力座的内部结构示意图；

图3为末端执行器连接杆的结构示意图；

图4为末端执行器连接杆的爆炸图；

图5为旋转固定件与旋转轴的配合关系图；

图6为旋转固定件与锁合钮的配合关系图；

图7为本发明中机械手快拆装置的整体效果图。

图中：1-动力座，11-前驱头，12-螺杆，2-连接杆，20-连接杆卡合件，21-倒扣，22-前凸头，23-卡合槽，24-连接杆体，25-旋转固定件，26-轴承，27-弹性件一，28-锁合环件，29-销轴，3-齿轮件，4-滑动件，41-中心孔，5-锁合钮，6-锁舌，7-弹性件二，8-旋转轴，81-凹槽。

具体实施方式

为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

请参考图1、图2和图7，本发明提供的一种机械手快拆装置，包括：动力座1和连接杆2，其中连接杆2包括连接杆卡合件20和连接在连接杆卡合件20上的连接杆体24，连接杆体24上套设有旋转固定件25，连接杆卡合件20上套设有锁合环件28；动力座1包括旋转轴8和滑动件4，旋转固定件25可拆卸连接在旋转轴8上，锁合环件25可拆卸连接在滑动件4上。

本发明通过将锁合环件28可拆卸地连接在滑动件4上，将旋转固定件25可拆卸地连接在旋转轴8上，实现了连接杆2的可拆卸安装及一次性使用，有效降低了设备的使用成本，且可极大提高工作效率，从根本上避免了末端执行器在多次使用中造成的交叉感染风险。

在本实施例中，旋转轴8安装在动力座1的前端，通过齿轮件3带动旋转轴8转动，在具体安装时连接杆2从动力座1的后端进入，使旋转固定件25从滑动件4中穿出，可拆卸地插接在旋转轴8上；锁合环件28通过与滑动件4卡合固定，从而完成连接杆2在动力座1上的安装。

参见图3-图6，旋转固定件25的前端连接有倒扣21，连接杆体24上与倒扣21相对应的区段的外径，小于旋转轴8上供连接杆体24穿过的中心孔的内径。在安装时，将倒扣21伸入中空结构的旋转轴8，并从旋转轴8的前端伸出，使倒扣21的卡爪卡合连接在旋转轴8的前部端面上，从而防止旋转固定件25沿轴向的前后移动。

其中，旋转固定件25贴合固定在旋转轴8的后部端面上，旋转固定件25的内端设有能够贴合固定在旋转轴8内端面的凸缘。凸缘和旋转轴8通过凹凸连接部插接。例如在旋转轴8及旋转固定件25之间设置有凹槽81以及能够与凹槽81匹配连接的前凸头22。

本实施中在旋转轴8的后部端面上周向设置有圆柱状凹槽81，且凹槽81在旋转轴8的后部端面上紧密排布；前凸头22设置在旋转固定件25的前部端面上，为了使前凸头22能够更加快捷地插入凹槽81中，本实施例中在旋转固定件25的前部端面上设置对称的两个，当两个前凸头22完全插入凹槽81后，旋转固定件25前端的倒扣21就卡扣住了旋转轴8的前部端面，保证连接杆2在前部方向完全固定。前凸头22的个数应能够保证其顺利地导向插入在对称轴端面上的凹槽81中，且并不限于其为奇数及偶数个，需要满足均布排列的要求。

为了使前凸头22能够更好的自动导向到旋转轴8中的圆槽内，保证连接杆2安装过程顺畅，前凸头22的顶部末端为锥状结构，该种设置方式能够使连接杆2旋转部能够更加快捷的与旋转轴8进行配合连接，实现连接杆2的快速安装。

参见图6，并结合图1-图2，连接杆2上的锁合环件28与滑动件4之间的可拆卸连接是通过设置在滑动件4上的锁舌6进行的，在滑动件4上设置有用于安装锁合环件28的中心孔41，锁舌6设置在中心孔41的侧壁上，通过锁舌6能够将锁合环件28卡合固定在滑动件4上。在滑动件4上还设置有能够控制锁舌6沿中心孔41的径向往复伸缩的锁合钮5，且锁合钮5连接有弹性件二7，该弹性件二7为压簧形式，能够保持锁舌6突出中心孔41壁面的状态。

本实施例中的锁合环件28设置在旋转固定件25的后部，且与旋转固定件25分别独立设置，能够实现在旋转固定件25随旋转轴8旋转时，锁合环件28在滑动件4上保持固定状态。锁合环件28的径向外侧设置有卡合槽23，该卡合槽23具体为环状凹槽，能够使锁舌6卡在卡合槽23中，以实现将锁合环件28固定在滑动件4上。

在动力座1内，还安装有用于使滑动件4能够往复滑动的螺杆12，滑动件4安装在螺杆12上，在动力座1的端面上，设置有与螺杆12连接的前驱头11，通过在离线状态下，手动旋拧前驱头11，能够使滑动件4在前后方向上的位移进行调整，使滑动件4上的中心孔41在微调过程与锁合环件28配合连接，使锁舌6自动锁定住卡合槽23。

当末端执行器使用完成后需要拆卸时，需拆卸下一次性连接杆2，先按下位于动力座1上控制锁舌6伸缩的锁合钮5，同时按压旋转轴8前端的两个倒扣21，使倒扣21能够弹性回缩进入旋转轴8中，然后向动力座1后方推动连接杆2，就可以取出连接杆2。

参见图4，并结合图7，在连接杆2需要安装时，从末端执行器动力座1尾部插入连接杆2，当连接杆2上的两个倒扣21卡在旋转轴8上的前部端面后，用手逆时针旋动位于动力座1上的前驱头11，使滑动件4被动移动使锁舌6与卡合槽23相配合，直到听到“咔哒”的声音后，说明锁舌6自动卡入连接杆2固定开合套中的卡合槽23中，完成连接杆2的安装。

本发明中机械手快拆装置在具体使用时，通过旋转轴8控制连接杆体24的旋转动作，通过滑动件4控制连接杆体24在前后方向上的移动。连接杆体24与旋转固定件25通过销轴29连接，与连接杆体24连接的连接杆卡合件20安装在锁合环件28中，在锁合环件28中还安装有控制连接杆卡合件20前后移动的弹性件一27以及连接在弹性件一27上的轴承26，能够使连接杆卡合件20跟随旋转轴8在锁合环件28内转动。连接杆卡合件20、连接杆体24、旋转固定件25及锁合环件28优选为一体结构，在进行更换时，将刀头杆整体进行更换，减少了相互交叉污染的风险。

需要重点指出，通过本发明中的机械手快拆装置，能够使连接杆2可拆卸地连接在动力座1上，实现连接杆2的一次性使用，动力座1则可以重复利用，大大降低了机器人机械手的使用成本。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些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 (10)

1.一种机械手快拆装置，所述机械手包括动力座、末端执行器，以及用于连接动力座与末端执行器的连接杆，其特征在于，连接杆，所述连接杆包括连接杆卡合件和连接在所述连接杆卡合件上的连接杆体，所述连接杆体上套设有旋转固定件，所述连接杆卡合件上套设有锁合环件；旋转轴，所述旋转固定件可拆卸连接在所述旋转轴上；滑动件，所述锁合环件可拆卸连接在所述滑动件上。

2.根据权利要求1所述的机械手快拆装置，其特征在于，所述旋转固定件穿出所述滑动件，插接安装在所述旋转轴上，所述连接杆体穿过所述旋转轴。

3.根据权利要求1所述的机械手快拆装置，其特征在于，所述旋转固定件的前端设有倒扣，所述倒扣穿出所述旋转轴且可卡接在所述旋转轴的前端面，所述连接杆体上与所述倒扣相对应的区段的外径，小于所述旋转轴上供所述连接杆体穿过的中心孔的内径。

4.根据权利要求3所述的机械手快拆装置，其特征在于，所述旋转固定件的后端设有能够贴合固定在所述旋转轴后端面的凸缘。

5.根据权利要求4所述的机械手快拆装置，其特征在于，所述凸缘和所述旋转轴通过凹凸连接部插接。

6.根据权利要求1所述的机械手快拆装置，其特征在于，所述滑动件包括用于安装所述锁合环件的中心孔，所述中心孔的侧壁上设有用于卡合固定所述锁合环件的锁舌，所述锁舌可沿所述中心孔的径向往复伸缩。

7.根据权利要求6所述的机械手快拆装置，其特征在于，所述锁合环件的径向外侧设有供所述锁舌卡合固定的卡合槽。

8.根据权利要求6所述的机械手快拆装置，其特征在于，所述滑动件上还设有用于控制所述锁舌往复移动的锁合钮，所述锁合钮连接有复位装置。

9.根据权利要求1所述的机械手快拆装置，其特征在于，还包括用于驱动所述滑动件往复移动的螺杆，所述螺杆连接有前驱头。

10.根据权利要求1至9任一项所述的机械手快拆装置，其特征在于，所述连接杆卡合件、所述连接杆体、所述旋转固定件和所述锁合环件为一体式结构。

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