CN113618784B - 用于工业机器人末端执行器的工具快换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于工业机器人末端执行器的工具快换装置，一种用于工业机器人末端执行器的工具快换装置，包括有安装壳和快换盘，安装壳底部开设有T型槽，快换盘上的T型块卡设在T型槽内，T型块的两侧均开设有固定槽；安装壳内设置有两组安装轴，两组安装轴上均套设有连接块，连接块上开始有斜槽，连接块底部设置有固定勾，安装壳内设置有气缸筒和驱动气缸，气缸筒上设置两组控制轴，两组控制轴分别穿设在斜槽内；气缸筒通过两组限位组件与安装壳连接，安装壳内设置有定位组件，定位组件与T型块连接，定位组件设置在气缸筒下方。该快换装置整体结构稳定，操作简单，固定牢固，且方便拆装，实用性高，商用价值较大。

Description

用于工业机器人末端执行器的工具快换装置

技术领域

本发明属于工业机器人技术领域技术领域，更具体地说，特别涉及一种用于工业机器人末端执行器的工具快换装置。

背景技术

机器人是一种半自主或全自主工作的机器，它能完成有益于人类的工作，工业机器人是被应用于生产过程中的机器人，工业机器人作为高端制造装备的重要组成部分，技术附加值高，应用范围广，是我国先进制造业的重要支撑技术和信息化社会的重要生产装备，将对未来生产和社会发展及增强军事国防实力都具有十分重要的意义。

目前机器人末端执行器的安装固定为螺丝锁紧，更换方式为手动，这样在进行机器人的末端执行器的更换将会导致生产暂停，浪费大量停机停线时间，导致机器人自动化产线的产能和效率大幅降低。

如专利号：201910497884.9提供了一种机器人末端工具快换装置，通过控制活塞杆收缩将钢珠抵出工作孔将快换盘进行固定，该快换装置结构简单，能够有效的降低空间干涉对机器人实现快换的影响。但该装置在使用时通过钢珠进行固定，其固定牢固程度受到钢珠磨损的影响，导致其固定后的稳定性不高，易发生松动，且大多需要通过手动定位，导致在安装过程中需要长时间手持快换盘，导致快换盘易损坏，降低了实用性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于工业机器人末端执行器的工具快换装置，以解决现有技术中，普通的工业机器人末端工具大多通过钢珠进行固定，其固定牢固程度受到钢珠磨损的影响，导致其固定后的稳定性不高，易发生松动，且大多需要通过手动定位，导致在安装过程中需要长时间手持快换盘，导致快换盘易损坏的技术问题。

本发明的一种用于工业机器人末端执行器的工具快换装置的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：

一种用于工业机器人末端执行器的工具快换装置，包括有安装壳和快换盘，所述快换盘底部设置有连接法兰，所述连接法兰上开设有多组第一安装孔，所述安装壳上设置有连接盖，所述连接盖上设置有气管接头，所述连接盖上开设有多组第二安装孔；

所述安装壳底部开设有T型槽，所述快换盘上设置有T型块，所述T型块卡设在所述T型槽内，所述T型块的两侧均开设有固定槽，所述T型槽内设置有防脱组件；

所述安装壳内设置有两组安装轴，两组所述安装轴上均套设有连接块，所述连接块上开始有斜槽，所述连接块底部设置有固定勾，两组所述固定勾分别卡设在两组所述固定槽内，所述安装壳内设置有气缸筒，所述气缸筒内设置有驱动气缸，所述驱动气缸的伸缩端与所述连接盖底部的承接盘连接，所述气缸筒上设置有安装盘，所述安装盘上设置有两组控制轴，两组所述控制轴分别穿设在所述斜槽内，所述安装壳的外圆面设置有控制开关，所述控制开关与所述驱动气缸连接；

所述气缸筒通过两组限位组件与所述安装壳连接，所述安装壳内设置有定位组件，所述定位组件与所述T型块连接，所述定位组件设置在所述气缸筒下方。

进一步的，所述连接盖底部设置有两组连接板，两组所述连接板内均穿设有第一固定螺栓，所述安装壳的外圆面开设有两组第一螺纹孔，两组所述第一固定螺栓分别穿设在两组所述第一螺纹孔内。

进一步的，所述安装壳上开设有两组弧形凹槽，两组所述弧形凹槽内均设置有弧形板，所述弧形板的两端均开设有连接孔，所述连接孔内均穿设有第二固定螺栓，两组所述安装轴分别设置在两组所述弧形板一侧，所述安装轴的两端均开设有第二螺纹孔，所述第二固定螺栓的一端均穿设在所述第二螺纹孔内。

进一步的，所述防脱组件包括有固定设置在所述T型槽一侧的防脱凸块，所述T型块的上端面一侧开设有防脱槽，所述防脱凸块卡设在所述防脱槽内。

进一步的，所述限位组件包括有两组固定设置在所述安装壳内部的限位柱，所述气缸筒的两侧均设置有两组限位框，两组所述限位框分别套设在两组所述限位柱上。

进一步的，所述定位组件包括有定位盘，所述定位盘的一侧与所述气缸筒的底部接触，所述定位盘的另一侧设置有三组定位块，所述安装壳的底部开设有三组通槽，三组所述定位块分别穿设在三组所述通槽内，所述T型块上开始有三组定位槽，三组所述定位块分别穿设在三组所述定位槽内。

进一步的，所述定位盘上开设有两组定位孔，所述安装壳的内侧底部设置有两组定位柱，两组所述定位柱上均设置有限位板，两组所述定位柱分别穿设在两组所述定位孔内，两组所述定位柱上均套设有复位弹簧，所述复位弹簧的一端与所述安装壳内侧底部接触，另一端与所述定位盘的一侧接触。

进一步的，所述定位盘的底部设置有两组第一防护垫，所述定位盘上设置有一组第二防护垫，所述第一防护垫与所述第二防护垫均为橡胶材质。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.该快换装置中，对安装壳和快换盘进行安装时，首先需将T型块沿T型槽划入，使防脱槽卡设在防脱凸块上，即可对安装壳和快换盘的位置进行初步定位，防脱凸块起到自动定位的功能，相比普通的快换装置，无需单独进行手动定位，即可实现快换盘的安装，且在安装过程中，无需长时间手持快换盘，避免在安装的过程中快换盘掉落导致机器人执行器工具损坏。

2.将T型块对位完成后，再按动安装壳外圆面的控制开关，即可控制驱动气缸伸长，驱动气缸在伸长的过程中，带动气缸筒下移，两组限位柱对气缸筒的运动轨迹进行限定，防止气缸筒在运动的过程中发生偏移，气缸筒在下移的过程中带动两组控制轴向下移动，两组控制轴在斜槽内运动的过程中带动连接块沿安装轴转动，使两组固定勾向中间合拢并分别卡设进两组固定槽内对T型块进行固定，实现快换盘的快速安装，且此种安装方式结构更加稳定，且长期使用也不会受到磨损的影响，耐用性更强。

3.当驱动气缸控制气缸筒下移实现快换盘的快速安装时，气缸筒向下运动的过程中推动定位盘下移，使三组定位块分别卡设进三组定位槽内，对快换盘进行进一步的固定，且三组定位块的末端均为倒圆角型，起到对快换盘进行快速定位的作用，避免机器人后续使用的过程中快换盘发生松动的情况，提高了该快换装置的稳定性，且当需要对快换盘进行拆卸时，只需控制驱动气缸收缩，在复位弹簧的作用下控制定位盘和气缸筒上移，使定位块脱离定位槽，同时控制固定勾复位，便可对快换盘进行拆卸，该快换装置整体结构稳定，固定牢固，且方便拆装，实用性高，商用价值较大。

附图说明

图1是本发明一种用于工业机器人末端执行器的工具快换装置组装后的结构示意图。

图2是本发明一种用于工业机器人末端执行器的工具快换装置拆分后的结构示意图。

图3是本发明一种用于工业机器人末端执行器的工具快换装置中快换盘的结构示意图。

图4是本发明一种用于工业机器人末端执行器的工具快换装置中安装壳的结构示意图。

图5是本发明一种用于工业机器人末端执行器的工具快换装置中限位板的结构示意图。

图6是本发明一种用于工业机器人末端执行器的工具快换装置中连接盖的结构示意图。

图7本发明一种用于工业机器人末端执行器的工具快换装置的内部结构示意图。

图8是图2中a区域的放大示意图。

图9是图2中b区域的放大示意图。

图中，部件名称与附图编号的对应关系为：

101、安装壳；102、T型槽；103、防脱凸块；104、通槽；105、控制开关；106、限位柱；107、弧形凹槽；108、定位柱；109、限位板；110、第一螺纹孔；201、气缸筒；202、安装盘；203、控制轴；204、连接块；205、斜槽；206、驱动气缸；207、限位框；208、安装轴；209、第二螺纹孔；210、固定勾；301、弧形板；302、连接孔；303、第二固定螺栓；401、定位盘；402、定位块；403、定位孔；404、第一防护垫；405、复位弹簧；406、第二防护垫；501、连接盖；502、承接盘；504、第二安装孔；505、气管接头；506、连接板；507、第一固定螺栓；601、快换盘；602、T型块；603、定位槽；604、固定槽；605、防脱槽；606、连接法兰；607、第一安装孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明的技术方案，但不能用来限制本发明的保护范围。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

如附图1至附图9所示：

本发明提供了一种用于工业机器人末端执行器的工具快换装置，包括有安装壳101和快换盘601，快换盘601底部设置有连接法兰606，连接法兰606上开设有多组第一安装孔607，安装壳101上设置有连接盖501，连接盖501上设置有气管接头505，连接盖501上开设有多组第二安装孔504；其中，设置安装壳101用以安装连接盖501，连接盖501上开设气管接头505和多组第二安装孔504用以连接机器人本体，快换盘601底部设置带有第一安装孔607的连接法兰606用以与机器人的工具端连接。

如图1、2、3所示，安装壳101底部开设有T型槽102，快换盘601上设置有T型块602，T型块602卡设在T型槽102内，T型块602的两侧均开设有固定槽604，T型槽102内设置有防脱组件；在对快换盘601进行安装时，只需将T型块602卡设进T型槽102内，即可实现快换盘601的快速定位，防止在安装快换盘601的过程中发生偏移，设置防脱组件用以对T型块602的运动位置进行限定，防止T型块602滑出T型槽102。

另外，在一些实施例中，可在T型块602的顶部和T型槽102的内侧顶部均添加磁性块，用以辅助定位，防止在后续安装的过程中T型块602在T型槽102内运动，而导致安装过程需要长时间手持定位，提高安装过程中的稳定性。

如图7、9所示，安装壳101内设置有两组安装轴208，两组安装轴208上均套设有连接块204，连接块204上开始有斜槽205，连接块204底部设置有固定勾210，两组固定勾210分别卡设在两组固定槽604内，安装壳101内设置有气缸筒201，气缸筒201内设置有驱动气缸206，驱动气缸206的伸缩端与连接盖501底部的承接盘502连接，气缸筒201上设置有安装盘202，安装盘202上设置有两组控制轴203，两组控制轴203分别穿设在斜槽205内，安装壳101的外圆面设置有控制开关105，控制开关105与驱动气缸206连接；

安装壳101内设置安装轴208用以安装连接块204，连接块204可沿安装轴208转动，安装壳101内设置气缸筒201用以安装驱动气缸206，驱动气缸206伸缩可带动气缸筒201上下移动，从而控制两组控制轴203上下移动，两组控制轴203在上下移动的过程中，通过斜槽205分别控制两组连接块204沿安装轴208转动，从而控制两组固定勾210卡设进或脱离固定槽604，从而方便对T型块602进行固定或接触固定。

其中，气缸筒201通过两组限位组件与安装壳101连接，安装壳101内设置有定位组件，定位组件与T型块602连接，定位组件设置在气缸筒201下方。设置限位组件用以防止气缸筒201运动时发生倾斜，设置定位组件用以对T型块602进行进一步的定位，提高快换盘601安装后的稳定性，防止工作过程中快换盘601松动并脱落。

如图1、6所示，连接盖501底部设置有两组连接板506，两组连接板506内均穿设有第一固定螺栓507，安装壳101的外圆面开设有两组第一螺纹孔110，两组第一固定螺栓507分别穿设在两组第一螺纹孔110内。设置连接板506用以安装第一固定螺栓507，连接盖501通过两组第一固定螺栓507与安装壳101连接，方便对安装壳101进行拆卸，以便于对安装壳101内部进行维修。

如图4、7所示，安装壳101上开设有两组弧形凹槽107，两组弧形凹槽107内均设置有弧形板301，弧形板301的两端均开设有连接孔302，连接孔302内均穿设有第二固定螺栓303，两组安装轴208分别设置在两组弧形板301一侧，安装轴208的两端均开设有第二螺纹孔209，第二固定螺栓303的一端均穿设在第二螺纹孔209内。

设置弧形凹槽107用以安装弧形板301，防止弧形板301在安装壳101内活动，同时方便弧形板301的拆卸，只需将连接盖501打开即可对弧形板301进行拆卸，设置弧形板301用以固定安装轴208，安装轴208与弧形板301通过两组第二固定螺栓303固定，方便对安装轴208进行拆卸更换。

如图2、3所示，防脱组件包括有固定设置在T型槽102一侧的防脱凸块103，T型块602的上端面一侧开设有防脱槽605，防脱凸块103卡设在防脱槽605内。设置防脱凸块103使得T型块602只能从T型槽102的一端滑入，并防止T型块602运动过度导致其另一端滑出T型槽102，对T型块602的位置进行初步固定，以便于后续的安装过程。

如图4、9所示，限位组件包括有两组固定设置在安装壳101内部的限位柱106，气缸筒201的两侧均设置有两组限位框207，两组限位框207分别套设在两组限位柱106上。设置限位柱106用以对气缸筒201的运动轨迹和运动范围进行限定，防止气缸筒201在运动的过程中发生倾斜导致对两组固定勾210的控制出现偏差，提高该快换装置对快换盘601固定的稳定性。

如图3、4、5所示，定位组件包括有定位盘401，定位盘401的一侧与气缸筒201的底部接触，定位盘401的另一侧设置有三组定位块402，安装壳101的底部开设有三组通槽104，三组定位块402分别穿设在三组通槽104内，T型块602上开始有三组定位槽603，三组定位块402分别穿设在三组定位槽603内。

气缸筒201受到驱动气缸206伸长的作用而向下运动的过程中推动定位盘401向下运动，从而使三组定位块402分别卡设在三组定位槽603内，对T型块602的位置进行进一步的固定，防止在使用过程中T型块602在T型槽102内发生松动，另外，定位块402的一端为倒圆角，使其能够更顺利的卡设进定位槽603中，减少定位块402在固定过程中的磨损。

如图2、5所示，定位盘401上开设有两组定位孔403，安装壳101的内侧底部设置有两组定位柱108，两组定位柱108上均设置有限位板109，两组定位柱108分别穿设在两组定位孔403内，两组定位柱108上均套设有复位弹簧405，复位弹簧405的一端与安装壳101内侧底部接触，另一端与定位盘401的一侧接触。

当需要对快换盘601进行拆卸时，只需通过控制开关105控制驱动气缸206收缩，此时定位盘401失去气缸筒201的推力，而仅受到复位弹簧405的推力，便可向上移动复位，使三组定位块402脱离定位槽603，定位盘401复位的过程中，带动气缸筒201上移，气缸筒201上的两组控制轴203上移通过斜槽205控制两组连接块204沿安装轴208反向转动，使两组固定勾210脱离固定槽604，便可将T型块602取出，以实现对快换盘601的快速拆卸。

如图2所示，定位盘401的底部设置有两组第一防护垫404，定位盘401上设置有一组第二防护垫406，第一防护垫404与第二防护垫406均为橡胶材质。设置第一防护垫404减少气缸筒201碰撞定位盘401的冲击力，设置第二防护垫406用以减少定位盘401下移时与安装壳101产生的冲击力，提高该快换装置的使用寿命。

本实施例的具体使用方式与作用：

该快换装置中，对安装壳101和快换盘601进行安装时，首先需将T型块602沿T型槽102划入，使防脱槽605卡设在防脱凸块103上，即可对安装壳101和快换盘601的位置进行初步定位，防脱凸块103起到自动定位的功能，相比普通的快换装置，无需单独进行手动定位，即可实现快换盘601的安装，且在安装过程中，无需长时间手持快换盘601，避免在安装的过程中快换盘601掉落导致机器人执行器工具损坏。

将T型块602对位完成后，再按动安装壳101外圆面的控制开关105，即可控制驱动气缸206伸长，驱动气缸206在伸长的过程中，带动气缸筒201下移，气缸筒201在下移的过程中带动两组控制轴203向下移动，两组控制轴203在斜槽205内运动的过程中带动连接块204沿安装轴208转动，使两组固定勾210向中间合拢并分别卡设进两组固定槽604内对T型块602进行固定，实现快换盘601的快速安装，且此种安装方式结构更加稳定，且长期使用也不会受到磨损的影响，耐用性更强。

当驱动气缸206控制气缸筒201下移实现快换盘601的快速安装时，气缸筒201向下运动的过程中推动定位盘401下移，使三组定位块402分别卡设进三组定位槽603内，对快换盘601进行进一步的固定，且三组定位块402的末端均为倒圆角型，起到对快换盘601进行快速定位的作用，避免机器人后续使用的过程中快换盘601发生松动的情况，提高了该快换装置的稳定性，且当需要对快换盘601进行拆卸时，只需控制驱动气缸206收缩，在复位弹簧405的作用下控制定位盘401和气缸筒201上移，使定位块402脱离定位槽603，同时控制固定勾210复位，便可对快换盘601进行拆卸，该快换装置整体结构稳定，固定牢固，且方便拆装，实用性高，商用价值较大。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (5)

1.用于工业机器人末端执行器的工具快换装置，其特征在于：包括有安装壳（101）和快换盘（601），所述快换盘（601）底部设置有连接法兰（606），所述连接法兰（606）上开设有多组第一安装孔（607），所述安装壳（101）上设置有连接盖（501），所述连接盖（501）上设置有气管接头（505），所述连接盖（501）上开设有多组第二安装孔（504）；

所述安装壳（101）底部开设有T型槽（102），所述快换盘（601）上设置有T型块（602），所述T型块（602）卡设在所述T型槽（102）内，所述T型块（602）的两侧均开设有固定槽（604），所述T型槽（102）内设置有防脱组件；

所述安装壳（101）内设置有两组安装轴（208），两组所述安装轴（208）上均套设有连接块（204），所述连接块（204）上开始有斜槽（205），所述连接块（204）底部设置有固定勾（210），两组所述固定勾（210）分别卡设在两组所述固定槽（604）内，所述安装壳（101）内设置有气缸筒（201），所述气缸筒（201）内设置有驱动气缸（206），所述驱动气缸（206）的伸缩端与所述连接盖（501）底部的承接盘（502）连接，所述气缸筒（201）上设置有安装盘（202），所述安装盘（202）上设置有两组控制轴（203），两组所述控制轴（203）分别穿设在所述斜槽（205）内，所述安装壳（101）的外圆面设置有控制开关（105），所述控制开关（105）与所述驱动气缸（206）连接；

所述气缸筒（201）通过两组限位组件与所述安装壳（101）连接，所述安装壳（101）内设置有定位组件，所述定位组件与所述T型块（602）连接，所述定位组件设置在所述气缸筒（201）下方；所述防脱组件包括有固定设置在所述T型槽（102）一侧的防脱凸块（103），所述T型块（602）的上端面一侧开设有防脱槽（605），所述防脱凸块（103）卡设在所述防脱槽（605）内；所述限位组件包括有两组固定设置在所述安装壳（101）内部的限位柱（106），所述气缸筒（201）的两侧均设置有两组限位框（207），两组所述限位框（207）分别套设在两组所述限位柱（106）上；所述定位组件包括有定位盘（401），所述定位盘（401）的一侧与所述气缸筒（201）的底部接触，所述定位盘（401）的另一侧设置有三组定位块（402），所述安装壳（101）的底部开设有三组通槽（104），三组所述定位块（402）分别穿设在三组所述通槽（104）内，所述T型块（602）上开始有三组定位槽（603），三组所述定位块（402）分别穿设在三组所述定位槽（603）内。

2.根据权利要求1所述的用于工业机器人末端执行器的工具快换装置，其特征在于：所述连接盖（501）底部设置有两组连接板（506），两组所述连接板（506）内均穿设有第一固定螺栓（507），所述安装壳（101）的外圆面开设有两组第一螺纹孔（110），两组所述第一固定螺栓（507）分别穿设在两组所述第一螺纹孔（110）内。

3.根据权利要求1所述的用于工业机器人末端执行器的工具快换装置，其特征在于：所述安装壳（101）上开设有两组弧形凹槽（107），两组所述弧形凹槽（107）内均设置有弧形板（301），所述弧形板（301）的两端均开设有连接孔（302），所述连接孔（302）内均穿设有第二固定螺栓（303），两组所述安装轴（208）分别设置在两组所述弧形板（301）一侧，所述安装轴（208）的两端均开设有第二螺纹孔（209），所述第二固定螺栓（303）的一端均穿设在所述第二螺纹孔（209）内。

4.根据权利要求1所述的用于工业机器人末端执行器的工具快换装置，其特征在于：所述定位盘（401）上开设有两组定位孔（403），所述安装壳（101）的内侧底部设置有两组定位柱（108），两组所述定位柱（108）上均设置有限位板（109），两组所述定位柱（108）分别穿设在两组所述定位孔（403）内，两组所述定位柱（108）上均套设有复位弹簧（405），所述复位弹簧（405）的一端与所述安装壳（101）内侧底部接触，另一端与所述定位盘（401）的一侧接触。

5.根据权利要求1所述的用于工业机器人末端执行器的工具快换装置，其特征在于：所述定位盘（401）的底部设置有两组第一防护垫（404），所述定位盘（401）上设置有一组第二防护垫（406），所述第一防护垫（404）与所述第二防护垫（406）均为橡胶材质。

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