CN114654486B - 一种电驱动机械臂末端快换装置及其控制方法 - Google Patents

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刘伟
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Abstract

本发明涉一种快换装置及其控制方法，该装置包括机械臂端和快换装置工具端，其中机械臂端包括壳体、控制构件、驱动部件；在壳体内安装有控制构件，驱动部件嵌入壳体并于内部的控制构件动力连接；机械臂端和快换装置工具端之间通过驱动部件内的限位块和快速装置工具端的定位块形状配合卡接在一起，该装置可以在缺少压缩空气供应的场景下，仅仅通过控制器和机械结构之间的形状锁合实现机械臂末端工具的快速切换。

Description

一种电驱动机械臂末端快换装置及其控制方法
技术领域
本发明属于机械装置技术领域，涉及一种快换装置，具体是一种电驱动机械臂末端快换装置及其控制方法。
背景技术
随着国内经济的快速发展尤其是工业机械臂、协作机械臂应用的快速发展，快换装置作为一种可实现多种机械臂末端工具快速切换的装置，在提高机械臂利用效率方面不可或缺，在自动化应用中，部分应用场景下，缺少压缩空气供应，常见的压缩空气驱动快换装置难以满足相关机械臂应用的实施。
发明内容
本发明是针对上述问题，提供电驱动机械臂末端快换装置及其控制方法，该装置可以在缺少压缩空气供应的场景下，实现机械臂末端工具的快速切换。
本发明是通过以下措施来实现：
一种快换装置，该装置包括臂端和工具端，臂端设置有可摆动的限位块，工具端设置有定位块，限位块和定位块之间通过形状卡合。
优选地，该快换装置时电驱动机械臂末端快换装置；
优选地，臂端为机械臂端；
优选地，工具端为快换装置工具端；
其中机械臂端包括壳体、控制构件、驱动部件；
在壳体内安装有控制构件，驱动部件嵌入壳体并与内部的控制构件动力连接。
控制构件包括控制器，驱动部件包括电机、丝杆、螺母、至少两个限位块，控制构件中的控制器电连接电机，电机的输出端与丝杆连接，丝杆与螺母螺纹连接，螺母带动限位块进行位置变化形成限位结构。
快换装置工具端包括定位块和附件，定位块安装在附件内部。
机械臂端和快换装置工具端之间通过部分限位块和部分定位块形状配合卡接在一起。
电机的输出轴装有丝杆，丝杆可以带动螺母上下移动。
螺母加工有限位槽，限位块的截面形状具有两端凸出的形状，可绕安装轴进行摆动，限位块的一端凸起端嵌入限位槽内，螺母上下移动时带动限位块绕安装轴转动，限位块另一端凸起也随之摆动，从而通过该端部凸起的形状与定位块形状配合形成锁紧与脱离，实现机械臂端和快换装置工具端之间的快速拆装。
一种电驱动机械臂末端快换装置的控制方法，包括以下步骤：
步骤1：机械臂携带机械臂端运动于快换装置工具端上，输出吸合信号给控制器；
步骤2：控制器输出信号使电机的输出轴转动，其带动丝杆自转，再带动螺母向上移动，带动限位块的另一端凸起绕着安装轴向外转动，其伸入定位块内并卡紧定位块，实现锁紧；步骤3：控制器检测到电机电流不断增大，达到设定阈值确认已经锁紧到位，驱动电机停止转动，完成锁紧动作；
步骤4：输出排斥信号给控制器，其控制电机输出轴反转，其带动丝杆自转，再带动螺母向下移动，带动限位块的另一端凸起绕着安装轴向内转动，其脱离定位块内部实现脱离。
本发明的有益效果：该装置可以在缺少压缩空气供应的场景下，仅仅通过控制器和机械结构之间的形状锁合实现机械臂末端工具的快速切换。附图说明
图1是电驱动机械臂末端快换装置整体剖面图；
图2是电驱动机械臂末端快换装置整体三位示意图；
其中附图标记对应关系：控制器1、电机2、丝杆3、螺母4、限位块5、定位块6、机械臂端7、快换装置工具端8。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明, 下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
参见图1和图2，一种电驱动机械臂末端快换装置，该装置包括机械臂端7和快换装置工具端8，其中机械臂端7包括壳体、控制构件、驱动部件；
在壳体内安装有控制构件，驱动部件嵌入壳体并与内部的控制构件动力连接。
控制构件包括控制器1，驱动部件包括电机2、丝杆3、螺母4、至少两个限位块5，控制构件中的控制器1电连接电机2，电机2的输出端与丝杆3连接，丝杆3与螺母4螺纹连接，螺母4带动限位块5进行位置变化形成限位结构。
优选地，限位块5对称分布；
优选地，电机2为伺服电机；
优选地，丝杆3为T型丝杆；
快换装置工具端8包括定位块6和附件，定位块6安装在附件内部。
机械臂端7和快换装置工具端8之间通过部分限位块5和部分定位块6形状配合卡接在一起。
电机2的输出轴装有丝杆3，丝杆3可以带动螺母4上下移动。
螺母4加工有限位槽，限位块5的截面形状具有两端凸出的形状，可绕安装轴进行摆动，限位块5的一端凸起端嵌入限位槽内，螺母4上下移动时带动限位块5绕安装轴转动，限位块5另一端凸起也随之摆动，从而通过该端部凸起的形状与定位块6形状配合形成锁紧与脱离，实现机械臂端7和快换装置工具端8之间的快速拆装。
该装置的控制方法，包括以下步骤：
步骤1：机械臂携带机械臂端7运动于快换装置工具端8上，输出吸合信号给控制器1；
步骤2：控制器1输出信号使电机2的输出轴转动，其带动丝杆3自转，再带动螺母4向上移动，带动限位块5的另一端凸起绕着安装轴向外转动，其伸入定位块6内并卡紧定位块6，实现锁紧；步骤3：控制器1检测到电机2电流不断增大，达到设定阈值确认已经锁紧到位，驱动电机2停止转动，完成锁紧动作；
步骤4：输出排斥信号给控制器1，其控制电机2输出轴反转，其带动丝杆3自转，再带动螺母4向下移动，带动限位块5的另一端凸起绕着安装轴向内转动，其脱离定位块6内部实现脱离。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种快换装置，该装置包括机械臂端（7）和快换装置工具端（8），其中机械臂端（7）包括壳体、控制构件、驱动部件；在所述壳体内安装有控制构件，所述驱动部件嵌入壳体并与内部的控制构件动力连接；
其特征在于：所述控制构件包括控制器（1），驱动部件包括电机（2）、丝杆（3）、螺母（4）、至少两个限位块（5），控制构件中的控制器（1）电连接电机（2），电机（2）的输出端与丝杆（3）连接，丝杆（3）与螺母（4）螺纹连接，螺母（4）带动限位块（5）进行位置变化形成限位结构；
快换装置工具端（8）包括定位块（6）和附件，定位块（6）安装在附件内部；
机械臂端（7）和快换装置工具端（8）之间通过部分限位块（5）和部分定位块（6）形状配合卡接在一起；
电机（2）的输出轴装有丝杆（3），丝杆（3）可以带动螺母（4）上下移动；
螺母（4）加工有限位槽，限位块（5）的截面形状具有两端凸出的形状，可绕安装轴进行摆动，限位块（5）的一端凸起端嵌入限位槽内，螺母（4）上下移动时带动限位块（5）绕安装轴转动，限位块（5）另一端凸起也随之摆动，从而通过该端部凸起的形状与定位块（6）形状配合形成锁紧与脱离，实现机械臂端（7）和快换装置工具端(8)之间的快速拆装；
所述限位块（5）对称分布；
所述电机（2）为伺服电机、步进电机或直流马达；
所述丝杆（3）为T型丝杆；
该装置应用在电驱动机械臂末端。
2.根据权利要求1所述装置的控制方法，包括以下步骤：
步骤1：机械臂携带机械臂端(7)运动于快换装置工具端(8)上，输出吸合信号给控制器；
步骤2：控制器(1)输出信号使电机(2)的输出轴转动，其带动丝杆(3)自转，再带动螺母(4)向上移动，带动限位块(5)的另一端凸起绕着安装轴向外转动，其伸入定位块(6)内并卡紧定位块(6)，实现锁紧。
3.根据权利要求 2所述的方法，其特征在于：还包括步骤3：控制器(1)检测到电机(2)电流不断增大，达到设定阈值确认已经锁紧到位，驱动电机( 2) 停止转动，完成锁紧动作。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：还包括步骤4：输出排斥信号给控制器(1)，其控制电机(2)输出轴反转，其带动丝杆(3)自转，再带动螺母（4）向下移动，带动限位块（5）的另一端凸起绕着安装轴向内转动，其脱离定位块(6)内部实现脱离。
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