CN113500368B - 一种电动工具测试用装配机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动工具测试用装配机械手，包括：第一机械臂，在所述第一机械臂的端部设置有固定机构，所述固定机构用于固定工具头；第二机械臂，在所述第二机械臂的端部设置有抓取机构，所述抓取机构用于随机抓取生产线上的电动工具底座与工具头进行配对测试；所述抓取机构包括夹持组件、对接组件以及卡位组件；本发明在利用夹持组件将生产线上待检测的电动工具底座抓取至工具头相对的位置，再利用对接组件对电动工具的底座进行位置调整以使得电动工具底座的安装槽口与工具头的安装部处于正相对的位置插接，再利用卡位装置驱动电动工具底座旋转固定的角度以使得电动工具底座和工具头卡位成功，相比于人工装配，效率更高。

Description

一种电动工具测试用装配机械手

技术领域

本发明涉及电动工具生产技术领域，具体涉及一种电动工具测试用装配机械手。

背景技术

现有技术中，一般电动工具都对应一种功能，但是为了降低成本，提高实用性，有通过使用同一种工具底座(含电机驱动功能)来匹配不同功能的工具头，例如电钻、吸尘、洗车、打磨等，其主要是通过多功能的连接头来实现，即为通过在工具底座和工具头上设定相匹配的连接头进行组合连接，从而通过生产一种工具底座与多种相互匹配的工具头，形成一套电动工具。

在电动工具底座的生产线上一般都需要取样检测以测试工具头和电动工具底座的匹配性，针对此套电动工具，需要不断更换多种工具头进行匹配检测，在匹配检测的过程中，收线需要将电动工具底座与工具头的安装槽口保持相对的位置进行正确插接，然后再将电动工具底座或者工具头旋转固定的角度以使得电动工具底座和工具头旋转到位，完成卡位再进行电动测试，由于现有的机械臂等装置无法准确进行电动工具底座和工具头的插接，因此一般采用人工进行匹配测试，然而人工测试虽然方便，但较为麻烦，效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动工具测试用装配机械手，以解决现有技术中人工进行电动工具的匹配性检测效率低下的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种电动工具测试用装配机械手，包括：

第一机械臂，在所述第一机械臂的端部设置有固定机构，所述固定机构用于固定工具头；

第二机械臂，在所述第二机械臂的端部设置有抓取机构，所述抓取机构用于随机抓取生产线上的电动工具底座与工具头进行配对测试；

其中，所述抓取机构包括夹持组件、对接组件以及卡位组件，所述对接组件连接在所述夹持组件和所述第二机械臂之间，所述对接组件用于对所述夹持组件夹取的电动工具底座进行位置矫正以使得所述电动工具底座以预设的姿势与所述工具头插接，所述卡位组件用于驱动所述夹持组件旋转固定的角度以使得所述电动工具底座和所述工具头装配到位。

所述对接组件包括旋转结构以及弹性结构，所述弹性结构连接在所述夹持组件和所述第二机械臂之间，所述旋转结构与所述弹性结构连接，所述旋转结构能够驱动所述夹持组件发生自转；

所述第二机械臂包括顺次与所述夹持组件连接的伸缩部和摆动部，所述摆动部用于将所述电动工具底座移动至与所述工具头正相对的位置，所述伸缩部用于对所述弹性结构施加推力以使得所述弹性结构发生收缩形变，在所述夹持组件内的所述电动工具底座旋转至预设的姿势后，所述弹性结构能够恢复形变以使得所述电动工具底座与所述工具头插接。

所述弹性结构的一端与所述伸缩部转动连接，所述弹性结构的另一端与所述夹持组件固定连接；

所述旋转结构包括安装在所述弹性结构外周面上的从动齿轮，在所述从动齿轮的上方设置有主动齿轮，所述主动齿轮连接有驱动电机，在所述弹性结构收缩至最短长度时，所述主动齿轮与所述从动齿轮相啮合。

所述弹性结构包括第一套筒以及转动套设在所述第一套筒外部的第二套筒，所述第一套筒与所述伸缩部转动连接，所述第二套筒与所述夹持组件连接，在所述第一套筒和所述第二套筒之间设置有弹簧；

所述从动齿轮安装在所述第二套筒的外部，在所述第一套筒上设置有第一锁件，在所述第二套筒上设置有第二锁件，在所述弹性结构收缩至最短长度时，所述第一锁件和所述第二锁件互相锁定以使得所述第一套筒和所述第二套筒无法发生相对转动。

作为本发明的一种优选方案，在所述固定机构上布设有多个夹具座，多个所述夹具座用于一一对应的安装多个所述工具头，所述第一机械臂用于驱动所述固定机构进行旋转以使得所有所述工具头逐一与所述电动工具底座进行配对测试。

作为本发明的一种优选方案，在所述第一套筒靠近所述夹持组件一端设置有向外延伸的滑动边，在所述第二套筒的内壁开设有与所述滑动边相匹配的滑槽；

所述第一锁件包括开设在所述滑动边靠近所述夹持组件一端的端面上的锁孔，所述第二锁件包括连接在所述滑槽靠近所述夹持组件一端侧的内壁上的锁块，在所述弹性结构收缩至最短长度时，所述锁块能够进入锁孔。

作为本发明的一种优选方案，所述卡位组件包括安装在所述第二套筒正上方的自动推杆，在所述电动工具底座和所述工具头插接后，所述锁块脱离所述锁孔且所述自动推杆位于所述从动齿轮的正上方，所述自动推杆能够向下运动以使得所述从动齿轮发生固定角度的转动。

作为本发明的一种优选方案，所述弹簧的一端与所述第一套筒的内壁固定连接，所述弹簧的另一端与所述第二套筒的内壁固定连接，以使得在所述自动推杆驱动所述从动齿轮转动后，所述弹簧发生扭曲形变。

作为本发明的一种优选方案，所述自动推杆包括多个依次套装的子套筒，最上端的所述子套筒通过吊装板与所述第二机械臂连接，最下端的所述子套筒上设置有向外凸起的圆滑面，至少有一个子套筒上设置有配重块；

在所述第二套筒的外部安装有过渡环，所述过渡环设置在所述从动齿轮靠近所述夹持组件的一侧，所述过渡环的外周面为向外凸起的弧面，且所述过渡环的最高点高于所述从动齿轮的最高点，在所述弹性结构收缩至最短长度时，所述圆滑面与所述弧面的最高点接触，所述自动推杆的最大长度大于所述吊装板与所述从动齿轮之间的距离。

作为本发明的一种优选方案，在所述第二套筒上还设置有辅助环，所述辅助环设置在所述从动齿轮远离所述夹持组件的一侧，所述辅助环的截面为夹角为90度的扇形，且所述扇形的一条直角边与所述第二套筒的外壁连接，所述扇形的另一条直角边与所述从动齿轮的侧面连接。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明在利用夹持组件将生产线上待检测的电动工具底座抓取至工具头相对的位置，再利用对接组件对电动工具的底座进行位置调整以使得电动工具底座的安装槽口与工具头的安装部处于正相对的位置，此时可以直接完成电动工具底座和工具头的插接，最后利用卡位装置驱动电动工具底座旋转固定的角度以使得电动工具底座和工具头卡位成功实现了自动化的装配，相比于人工装配，效率更高，卡位装置的设置避免了卡装过度或者不足造成的连接松动的问题，进一步提高了检测的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供电动工具底座和工具头装配前工具头自动更换机械手结构示意图；

图2为本发明实施例提供电动工具底座和工具头插接完成时工具头自动更换机械手结构示意图；

图3为本发明实施例提供电动工具底座和工具头装配到位后工具头自动更换机械手结构示意图；

图4为本发明实施例提供从动齿轮的主视图。

图中的标号分别表示如下：

10第一机械臂；20-第二机械臂；30-固定机构；40-夹持组件；50-对接组件；60-卡位组件；70-工具头；80-电动工具底座；

21-伸缩部；22-摆动部；

31-夹具座；

51-旋转结构；52-弹性结构；

61-自动推杆；62-过渡环；63-弧面；64-辅助环；

511-从动齿轮；512-主动齿轮；513-驱动电机；

521-第一套筒；522-第二套筒；523-弹簧；524-第一锁件；525-第二锁件；526-滑动边；527-滑槽；

611-子套筒；612-吊装板；613-圆滑面。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对于电钻、打磨机等电动工具，在生产的过程中，需要对电动工具的底座与工具头之间进行匹配性测试以确保底座和安装头能够连接使用，常用的方式为车间人员对电动工具进行随机测试，但该种方式依靠人工，效率较低。

基于上述，如图1-3所示，本发明提供了一种电动工具测试用装配机械手，包括：

第一机械臂10，在所述第一机械臂10的端部设置有固定机构30，所述固定机构30用于固定工具头70；

第二机械臂20，在所述第二机械臂20的端部设置有抓取机构，所述抓取机构用于随机抓取生产线上的电动工具底座80与工具头70进行配对测试；

在电动工具底座80和工具头70进行装配的过程中的一大难点在于工具头70和电动工具底座80的正确对接，由于第二机械臂20随机抓样，难以保证工具头70的安装部和工具底座80的安装槽口刚好处于正相对的位置，因此本发明的特征之一在于对抓取机构进行了设计，以自动化实现工具头70和电动工具底座80的装配。

其中，所述抓取机构包括夹持组件40、对接组件50以及卡位组件60，所述对接组件50连接在所述夹持组件40和所述第二机械臂20之间，所述对接组件50用于对所述夹持组件40夹取的电动工具底座80进行位置矫正以使得所述电动工具底座80以预设的姿势与所述工具头70插接，所述卡位组件60用于驱动所述夹持组件40旋转固定的角度以使得所述电动工具底座80和所述工具头70装配到位。

具体地，所述对接组件50包括旋转结构51以及弹性结构52，所述弹性结构52连接在所述夹持组件40和所述第二机械臂20之间，所述旋转结构51与所述弹性结构52连接，所述旋转结构51能够驱动所述夹持组件40发生自转；

所述第二机械臂20包括顺次与所述夹持组件40连接的伸缩部21和摆动部22，所述摆动部22用于将所述电动工具底座80移动至与所述工具头70正相对的位置，所述伸缩部21用于对所述弹性结构52施加推力以使得所述弹性结构52发生收缩形变且电动工具底座和工具头的安装面紧贴，在所述夹持组件40内的所述电动工具底座80旋转至预设的姿势后，所述弹性结构52能够恢复形变以使得所述电动工具底座80与所述工具头70插接。

其中，所述弹性结构52的一端与所述伸缩部21转动连接，所述弹性结构52的另一端与所述夹持组件40固定连接；

所述旋转结构51包括安装在所述弹性结构52外周面上的从动齿轮511，在所述从动齿轮511的上方设置有主动齿轮512，所述主动齿轮512连接有驱动电机513，在工具头和电动工具底座的装配过程中，收线利用伸缩部推动电动工具底座和工具头的安装面紧贴直至弹性结构收缩至最短长度时，所述主动齿轮512与所述从动齿轮511相啮合，驱动电机可以驱动主动齿轮带动从动齿轮转动，当转动至电动工具底座的安装槽口和工具头的安装部正相对时，安装槽口套设在工具头外部实现正确对接，此时从动齿轮随弹性结构恢复形变的过程中向工具头的方向移动一段距离，从动齿轮与主动齿轮脱离，主动齿轮无法继续带动从动齿轮转动，从而避免主动齿轮继续带动从动齿轮转动造成卡装过度的情况发生。

在这里弹性结构52可以说任意一种可以实现弹性伸缩的结构，例如弹性橡胶材料，但是，在本发明实施例中，为了避免弹性结构52提供不了足够的弹性形变供主动齿轮和从动齿轮脱离，所述弹性结构52包括第一套筒521以及转动套设在所述第一套筒521外部的第二套筒522，所述第一套筒521与所述伸缩部21转动连接，所述第二套筒522与所述夹持组件40连接，在所述第一套筒521和所述第二套筒522之间设置有弹簧523；

所述从动齿轮511安装在所述第二套筒522的外部，当从动齿轮转动时，由于第一套筒和第二套筒转动连接，因此第一套筒可能不随第二套筒一同转动从而导致第一套筒和第二套筒之间的弹簧发生扭曲。

因此，在所述第一套筒521上设置有第一锁件524，在所述第二套筒522上设置有第二锁件525，在所述弹性结构52收缩至最短长度时，所述第一锁件524和所述第二锁件525互相锁定以使得所述第一套筒521和所述第二套筒522无法发生相对转动。

在这里第一套筒521和第二套筒522的转动连接是通过在所述第一套筒521靠近所述夹持组件40一端设置有向外延伸的滑动边526，在所述第二套筒522的内壁开设有与所述滑动边526相匹配的滑槽527；

所述第一锁件524包括开设在所述滑动边526靠近所述夹持组件40一端的端面上的锁孔，所述第二锁件525包括连接在所述滑槽527靠近所述夹持组件40一端侧的内壁上的锁块，在所述弹性结构52收缩至最短长度时，所述锁块能够进入锁孔以使得第一套筒和第二套筒无法发生相对转动。

在本发明实施例中，所述卡位组件60的主要功能是驱动夹持组件40旋转固定的角度以实现电动工具底座80和工具头70卡装到位，因此卡位组件60可以是任意可以驱动转动的结构，但是这里旋转的角度较小，常用的电机等结构直接与夹持组件40连接可能精确度不高，可能造成卡装过度的情况发生，从而造成电动工具底座80或者工具头70的损坏。

如图4所示，在本发明实施例中，所述卡位组件60包括安装在所述第二套筒522正上方的自动推杆61，在所述电动工具底座80和所述工具头70插接后，所述锁块脱离所述锁孔且所述自动推杆61位于所述从动齿轮511的正上方，所述自动推杆61能够向下运动以使得所述从动齿轮511发生固定角度的转动。

同时，为了使测试完成后能够实现电动工具头70的反向旋转以便于电动工具底座80和工具头70的拆卸，因此将所述弹簧523的一端与所述第一套筒521的内壁固定连接，所述弹簧523的另一端与所述第二套筒522的内壁固定连接，以使得在所述自动推杆61驱动所述从动齿轮511转动后，所述弹簧523发生扭曲形变，当自动推杆61向上运动后弹簧523能够恢复形变以使得电动工具底座80回归至原始对接后的位置以方便电动工具底座80的退出。

这里的自动推杆61可以是电动杆等直接连接驱动装置的自动化推杆，能够直接进行上下移动，但该种方式需要建立电动推杆与对接组件50的电性连接关系，即需要控制系统控制电动推杆在对接组件50对接成功后发出向下运动的指令，结构较为复杂。

因此本发明实施例给出了自动推杆61的另一种优选结构，具体地所述自动推杆61包括多个依次套装的子套筒611，最上端的所述子套筒611通过吊装板612与所述第二机械臂20连接，最下端的所述子套筒611上设置有向外凸起的圆滑面613，至少有一个子套筒611上设置有配重块；

在所述第二套筒522的外部安装有过渡环62，所述过渡环62设置在所述从动齿轮511靠近所述夹持组件40的一侧，所述过渡环62的外周面为向外凸起的弧面63，且所述过渡环62的最高点高于所述从动齿轮511的最高点，在所述弹性结构52收缩至最短长度时，所述圆滑面613与所述弧面63的最高点接触，所述自动推杆61的最大长度大于所述吊装板612与所述从动齿轮511之间的距离，因此当电动工具底座80在弹簧523的作用下瞬间移动时，自动推杆61移动至从动齿轮511的正上方并依靠自身重力对从动齿轮511施加向下的作用力迫使从动齿轮511发生旋转。

通过上述结构的联动方式即可实现对接组件50和卡位组件60的紧密配合并无需增加额外的控制单元。

进一步的，当第二机械臂驱动夹持组件回退的过程中，自动推杆会运动至过渡环远离夹持组件的一侧，因此为了避免再后一次装配过程中，自动推杆与从动齿轮发生刚性摩擦，在所述第二套筒522上还设置有辅助环64，所述辅助环64设置在所述从动齿轮511远离所述夹持组件40的一侧，所述辅助环64的截面为夹角为90度的扇形，且所述扇形的一条直角边与所述第二套筒522的外壁连接，所述扇形的另一条直角边与所述从动齿轮511的侧面连接以形成圆弧的过渡。

在实际生产中，工具头70可能与电动工具底座80为一一配对的，即一个电动工具底座80只能与特定的一个工具头70安装，在该种情况下，第一机械臂10只需要通过固定机构30固定工具头70保持不动即可；在另外一种情况下，由于现有的电动工具底座80可能可以匹配多种不同功能或者不同规格的工具头70，因此为了避免工具头70的重复更换，在所述固定机构30上布设有多个夹具座31，多个所述夹具座31用于一一对应的安装多个所述工具头70，所述第一机械臂10用于驱动所述固定机构30进行旋转以使得所有所述工具头70逐一与所述电动工具底座80进行配对测试。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (7)

1.一种电动工具测试用装配机械手，其特征在于，包括：

第一机械臂(10)，在所述第一机械臂(10)的端部设置有固定机构(30)，所述固定机构(30)用于固定工具头(70)；

第二机械臂(20)，在所述第二机械臂(20)的端部设置有抓取机构，所述抓取机构用于随机抓取生产线上的电动工具底座(80)与工具头(70)进行配对测试；

其中，所述抓取机构包括夹持组件(40)、对接组件(50)以及卡位组件(60)，所述对接组件(50)连接在所述夹持组件(40)和所述第二机械臂(20)之间，所述对接组件(50)用于对所述夹持组件(40)夹取的电动工具底座(80)进行位置矫正以使得所述电动工具底座(80)以预设的姿势与所述工具头(70)插接，所述卡位组件(60)用于驱动所述夹持组件(40)旋转固定的角度以使得所述电动工具底座(80)和所述工具头(70)装配到位；

所述对接组件(50)包括旋转结构(51)以及弹性结构(52)，所述弹性结构(52)连接在所述夹持组件(40)和所述第二机械臂(20)之间，所述旋转结构(51)与所述弹性结构(52)连接，所述旋转结构(51)能够驱动所述夹持组件(40)发生自转；

所述第二机械臂(20)包括顺次与所述夹持组件(40)连接的伸缩部(21)和摆动部(22)，所述摆动部(22)用于将所述电动工具底座(80)移动至与所述工具头(70)正相对的位置，所述伸缩部(21)用于对所述弹性结构(52)施加推力以使得所述弹性结构(52)发生收缩形变，在所述夹持组件(40)内的所述电动工具底座(80)旋转至预设的姿势后，所述弹性结构(52)能够恢复形变以使得所述电动工具底座(80)与所述工具头(70)插接；

所述弹性结构(52)的一端与所述伸缩部(21)转动连接，所述弹性结构(52)的另一端与所述夹持组件(40)固定连接；

所述旋转结构(51)包括安装在所述弹性结构(52)外周面上的从动齿轮(511)，在所述从动齿轮(511)的上方设置有主动齿轮(512)，所述主动齿轮(512)连接有驱动电机(513)，在所述弹性结构(52)收缩至最短长度时，所述主动齿轮(512)与所述从动齿轮(511)相啮合；

所述弹性结构(52)包括第一套筒(521)以及转动套设在所述第一套筒(521)外部的第二套筒(522)，所述第一套筒(521)与所述伸缩部(21)转动连接，所述第二套筒(522)与所述夹持组件(40)连接，在所述第一套筒(521)和所述第二套筒(522)之间设置有弹簧(523)；

所述从动齿轮(511)安装在所述第二套筒(522)的外部，在所述第一套筒(521)上设置有第一锁件(524)，在所述第二套筒(522)上设置有第二锁件(525)，在所述弹性结构(52)收缩至最短长度时，所述第一锁件(524)和所述第二锁件(525)互相锁定以使得所述第一套筒(521)和所述第二套筒(522)无法发生相对转动。

2.根据权利要求1所述的一种电动工具测试用装配机械手，其特征在于，在所述固定机构(30)上布设有多个夹具座(31)，多个所述夹具座(31)用于一一对应的安装多个所述工具头(70)，所述第一机械臂(10)用于驱动所述固定机构(30)进行旋转以使得所有所述工具头(70)逐一与所述电动工具底座(80)进行配对测试。

3.根据权利要求2所述的一种电动工具测试用装配机械手，其特征在于，在所述第一套筒(521)靠近所述夹持组件(40)一端设置有向外延伸的滑动边(526)，在所述第二套筒(522)的内壁开设有与所述滑动边(526)相匹配的滑槽(527)；

所述第一锁件(524)包括开设在所述滑动边(526)靠近所述夹持组件(40)一端的端面上的锁孔，所述第二锁件(525)包括连接在所述滑槽(527)靠近所述夹持组件(40)一端侧的内壁上的锁块，在所述弹性结构(52)收缩至最短长度时，所述锁块能够进入锁孔。

4.根据权利要求3所述的一种电动工具测试用装配机械手，其特征在于，所述卡位组件(60)包括安装在所述第二套筒(522)正上方的自动推杆(61)，在所述电动工具底座(80)和所述工具头(70)插接后，所述锁块脱离所述锁孔且所述自动推杆(61)位于所述从动齿轮(511)的正上方，所述自动推杆(61)能够向下运动以使得所述从动齿轮(511)发生固定角度的转动。

5.根据权利要求4所述的一种电动工具测试用装配机械手，其特征在于，所述弹簧(523)的一端与所述第一套筒(521)的内壁固定连接，所述弹簧(523)的另一端与所述第二套筒(522)的内壁固定连接，以使得在所述自动推杆(61)驱动所述从动齿轮(511)转动后，所述弹簧(523)发生扭曲形变。

6.根据权利要求5所述的一种电动工具测试用装配机械手，其特征在于，所述自动推杆(61)包括多个依次套装的子套筒(611)，最上端的所述子套筒(611)通过吊装板(612)与所述第二机械臂(20)连接，最下端的所述子套筒(611)上设置有向外凸起的圆滑面(613)，至少有一个子套筒(611)上设置有配重块；

在所述第二套筒(522)的外部安装有过渡环(62)，所述过渡环(62)设置在所述从动齿轮(511)靠近所述夹持组件(40)的一侧，所述过渡环(62)的外周面为向外凸起的弧面(63)，且所述过渡环(62)的最高点高于所述从动齿轮(511)的最高点，在所述弹性结构(52)收缩至最短长度时，所述圆滑面(613)与所述弧面(63)的最高点接触，所述自动推杆(61)的最大长度大于所述吊装板(612)与所述从动齿轮(511)之间的距离。

7.根据权利要求6所述的一种电动工具测试用装配机械手，其特征在于，在所述第二套筒(522)上还设置有辅助环(64)，所述辅助环(64)设置在所述从动齿轮(511)远离所述夹持组件(40)的一侧，所述辅助环(64)的截面为夹角为90度的扇形，且所述扇形的一条直角边与所述第二套筒(522)的外壁连接，所述扇形的另一条直角边与所述从动齿轮(511)的侧面连接。