CN114851235B - 公端连接器、母端连接器、拾取装置、快换机构、端拾器、机械手和机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种公端连接器、母端连接器、拾取装置、快换机构、端拾器、机械手和机器人。公端连接器包括芯杆和锁定件，芯杆包括芯杆本体和卡座，卡座设置在芯杆本体的轴向第一端，且卡座用于与母端连接器的卡钩卡接。锁定件设置在芯杆本体的外侧，且芯杆本体相对于锁定件在轴向方向上可滑动地设置，锁定件的外表面包括抵接面，抵接面用于与母端连接器的抵接部抵接以推动抵接部向外侧移动进而使得卡钩脱离与卡座的卡接。本申请的端拾器的公端连接器和母端连接器之间的解锁通过机械手的简单动作即可完成，进而实现了对端拾器的拾取部的快速更换，不需要其他的控制机构及动力源，进而提高了拾取部的更换效率。

Description

公端连接器、母端连接器、拾取装置、快换机构、端拾器、机械 手和机器人

技术领域

本申请涉及一种公端连接器、母端连接器、拾取装置、快换机构、端拾器、机械手和机器人。

背景技术

端拾器是机械手的重要组成部分，其利用拾取部拾取物品，以将物品从一个位置搬运到指定位置。

为了适应于不同的物品种类，端拾器需要更换不同的拾取部，如何提高拾取部的更换效率是亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供一种公端连接器、母端连接器、拾取装置、快换机构、端拾器、机械手和机器人，以提高拾取部的更换效率。

本申请第一方面提供一种公端连接器，包括：

芯杆，包括芯杆本体和卡座，卡座设置在芯杆本体的轴向第一端，且卡座用于与母端连接器的卡钩卡接；和

锁定件，设置在芯杆本体的外侧，且芯杆本体相对于锁定件在轴向方向上可滑动地设置，锁定件的外表面包括抵接面，抵接面用于与母端连接器的抵接部抵接以推动抵接部向外侧移动进而使得卡钩脱离与卡座的卡接。

在一些实施例中，从锁定件的靠近卡座的第一端到远离卡座的第二端的方向上，抵接面与芯杆本体轴线之间的距离逐渐变小。

在一些实施例中，抵接面包括第一锥面。

在一些实施例中，锁定件的外表面还包括与第一锥面连接的第二锥面，第二锥面的大径端与第一锥面的大径端连接。

在一些实施例中，公端连接器还包括弹性部件，弹性部件被配置为连接锁定件和设置在芯杆本体的轴向第二端的连接部。

本申请第二方面提供一种母端连接器，包括：

本体；和

锁钩，锁钩的第一端可转动地连接在本体上，锁钩的第二端包括卡钩和设置在卡钩一侧的抵接部，卡钩用于与公端连接器的卡座卡接，抵接部被配置为与公端连接器的抵接面抵接以在抵接面的推动下向外侧移动进而带动卡钩脱离与卡座的卡接。

在一些实施例中，本体包括套筒，套筒包括在轴向方向上延伸且在厚度方向上贯通的开口，锁钩设置在开口处，且卡钩在抵接部的带动下通过开口进入或离开套筒。

在一些实施例中，锁钩包括可转动地连接在本体上的连接杆，卡钩设置在连接杆上且相对于连接杆朝内侧延伸。

在一些实施例中，卡钩具有垂直于连接杆的钩面，钩面与卡座的端面贴合。

在一些实施例中，从抵接部的自由端到其与卡钩连接的方向上，抵接部的内表面与本体的轴线之间的距离逐渐变小。

在一些实施例中，内表面包括锥面。

在一些实施例中，母端连接器还包括设置在锁钩与本体之间的回位弹簧。

在一些实施例中，母端连接器包括在本体的周向上间隔设置的至少两个锁钩。

本申请第三方面提供一种端拾器，包括公端连接器、母端连接器和拾取部，公端连接器包括芯杆和锁定件，芯杆包括芯杆本体和卡座，卡座设置在芯杆本体的轴向第一端，拾取部连接在芯杆本体的轴向第二端且用于拾取物品，母端连接器本体；母端连接器包括锁钩，锁钩的第一端可转动地连接在本体上，锁钩的第二端包括卡钩和设置在卡钩一侧的抵接部，端拾器具有锁定状态和解锁状态，在锁定状态，卡钩卡接在卡座上；在解锁状态，锁钩的卡钩与卡座脱离；端拾器在锁定状态和解锁状态之间切换时，母端连接器被配置为沿轴向运动以带动芯杆相对于锁定件运动，抵接部与抵接面抵接以在抵接面的推动下向外侧移动进而带动卡钩脱离与卡座的卡接。

在一些实施例中，从锁定件的第一端到其第二端的方向上，抵接面与芯杆本体的轴线之间的距离逐渐变小以使得锁钩在抵接面的抵接下朝外侧摆动。

在一些实施例中，抵接部具有与抵接面相适配的内表面。

在一些实施例中，公端连接器还包括防转柱，防转柱设置在锁定件上，本体具有防转孔，在锁定状态，防转柱的第一端超出卡座的端面，防转柱与防转孔配合。

本申请第四方面提供一种拾取装置，包括：

拾取部，用于拾取物品，且拾取部包括连接座；

芯杆，包括芯杆本体和卡座，卡座设置在芯杆本体的轴向第一端，连接座与芯杆本体的轴向第二端连接；和

锁定件，设置在芯杆本体的外侧，且芯杆本体相对于锁定件在轴向方向上可滑动地设置，拾取装置具有第一状态和第二状态，在第一状态，锁定件的第一端与卡座抵接；在第二状态，锁定件的第二端与连接座抵接。

在一些实施例中，锁定件的外表面包括抵接面，从锁定件的第一端到其第二端的方向上，抵接面与芯杆本体轴线之间的距离逐渐变小。

在一些实施例中，抵接面包括第一锥面。

在一些实施例中，锁定件的外表面还包括与第一锥面连接的第二锥面，第二锥面的大径端与第一锥面的大径端连接。

在一些实施例中，锁定件包括锁定部，锁定部被构造为与用于放置拾取部的托架配合以使得锁定件固定。

在一些实施例中，锁定件的外表面包括位于第一端的柱形面，柱形面上设置有形成锁定部的凹槽。

在一些实施例中，拾取装置还包括设置在锁定件和连接座之间的弹性部件，在第一状态，弹性部件伸长，在第二状态，弹性部件被压缩。

在一些实施例中，弹性部件包括弹簧。

在一些实施例中，锁定件包括用于套设芯杆本体的内孔，内孔包括阶梯孔，阶梯孔包括靠近第一端的第一孔段和靠近第二端的第二孔段，第二孔段的半径大于第一孔段的半径，第一孔段与芯杆本体滑动配合，弹性部件在第二孔段内延伸且与第一孔段和第二孔段之间的阶梯面连接。

在一些实施例中，拾取装置还包括防转柱，防转柱设置在锁定件上，在第一状态，防转柱的第一端超出卡座的端面。

在一些实施例中，拾取装置包括至少两个拾取部以及用于连接至少两个拾取部的连接体，连接体与至少两个拾取部的连接座均连接，且连接体上设置有与芯杆本体的第二端连接的连接孔。

在一些实施例中，连接孔的内壁设置有凸起部，芯杆本体的第二端设置凹陷部，凹陷部与凸起部凹凸配合。

在一些实施例中，拾取部包括吸盘。

本申请第五方面提供一种快换机构，包括：

套筒，套筒包括在轴向方向上延伸且在厚度方向上贯通的开口；和

锁钩，锁钩设置在开口处，且锁钩的第一端可转动地连接在套筒上，锁钩的第二端包括限位钩且被配置为通过开口进入或离开套筒。

在一些实施例中，锁钩包括可转动地连接在套筒上的连接杆，限位钩设置在连接杆上且相对于连接杆朝径向内侧延伸。

在一些实施例中，限位钩的钩面垂直于连接杆。

在一些实施例中，锁钩还包括设置在限位钩的远离连接杆一端的抵接部，从抵接部的自由端到其与限位钩连接的方向上，抵接部的内表面与套筒的轴线之间的距离逐渐变小。

在一些实施例中，内表面包括锥面。

在一些实施例中，快换机构还包括设置在锁钩与套筒之间的回位弹簧。

在一些实施例中，快换机构还包括设置在套筒上的连接件，连接件被配置为与机械手连接。

在一些实施例中，快换机构包括在套筒的周向上间隔设置的至少两个锁钩。

本申请第六方面提供一种机械手，包括上述端拾器。

本申请第七方面提供一种机器人，包括上述机械手。

基于本申请提供的各方面，端拾器通过机械手的简单动作即可完成端拾器前端对拾取部的快速更换，不需要其他的控制机构及动力源，进而提高了拾取部的更换效率。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请一些实施例的端拾器放置在托架上的示意图。

图2为图1所示的端拾器的内部结构示意图。

图3为图1所示的端拾器的拾取装置的立体结构示意图。

图4为图1所示的端拾器处于锁定状态的内部结构示意图。

图5为图1所示的端拾器从锁定状态向解锁状态的切换过程的内部结构示意图。

图6为图1所示的端拾器处于解锁状态的内部结构示意图。

图7为图1所示的端拾器处于解锁状态的部分立体结构示意图。

图8为图1所示的端拾器的芯杆和解锁件的立体结构示意图。

图9为图1所示的端拾器的拾取装置处于第一状态的结构示意图。

图10为图1所示的端拾器的拾取装置处于第二状态的结构示意图。

图11为本申请另一些实施例的拾取装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

端拾器是一种抓取装置，其通常连接于机械手的末端，用于抓取物品。在物流领域，经常利用机械手通过端拾器拾取商品，以实现对商品的拣选。

端拾器包括拾取部，拾取部与物品接触以拾取物品。具体地，拾取部包括夹持抓取件、吸盘或磁性吸附件等。也就是说拾取部可通过多种方式来实现对物品的拾取。

为了适应不同物品的拾取需求，端拾器需要更换不同的拾取部。更换拾取部的过程影响端拾器对物品进行拾取作业的效率，因此如何加快这一过程是需要解决的问题。

例如对于吸盘式的拾取部，目前的常规方式是在固定位置处设置一个吸盘架，更换时，机械手移动至放置有不同吸盘的吸盘架处，利用端拾器前端的快换机构放下当前的吸盘，然后移动至需要更换的吸盘处，通过快换机构抓取需要的吸盘后，进行下一步拾取工作。

在发明人了解的相关技术中，目前的快换技术多采用两种形式，一种是在端拾器的头部设置有抓放结构，通过气动或电动的方式控制抓放结构的开合以对需要更换的吸盘进行抓放实现更换。另一种是在端拾器的头部设置有磁性部件，通过磁力对需要更换的吸盘进行吸附，更换时采用硬拉的方式强行分离吸盘和磁性部件。该两种形式的快换技术均需要控制机构控制其动作，那么就需要控制线路或气路从机械手控制器或气源处连接至端拾器的头部，由于线路或气路的延伸路径较长，那么这些线路或气路容易发生缠绕、扭曲等情况，进而会导致线路和气路的使用寿命缩短。而且对于采用磁性部件进行快换的方式来说，由于磁力吸附存在磁力不好控制的问题，磁力过大，分离不易，磁力过小，则吸盘容易发生脱落。

为了解决以上快换技术所存在的问题，发明人经过深入研究提出本申请实施例的端拾器，该端拾器包括拾取装置和快换机构，通过机械手的动作就可实现拾取装置和快换机构之间的锁定和解锁，进而实现拾取部的快速更换，不需要其他的动力源和控制机构。本实施例的拾取装置和快换机构之间的解锁和锁定是通过一对拾取装置的公端连接器和快换机构的母端连接器之间的配合来实现的，该公端连接器和母端连接器之间依靠机械结构的卡合和简单的轴向动作就可实现锁定和解锁，因此方便拾取装置的拾取部的更换。当然，该公端连接器和母端连接器也可以用在其他需要方便解锁和锁定的场合，并不限于端拾器上。

如图1所示，当端拾器需要更换拾取部时，机械手带动端拾器水平移动到达托架10处，并将端拾器移动到托架10的卡口内。此时公端连接器被卡在托架10的卡口内不可旋转，也不能在竖直方向运动。此时机械手向上提，带动母端连接器上升，公端连接器和母端连接器之间的限位关系被解除，进而实现母端连接器和公端连接器之间的解锁释放。然后机械手带动母端连接器移动到用于放置需要更换的拾取部的托架处，然后将母端连接器与该需要更换的拾取部的公端连接器对齐并带动母端连接器下降，使得公端连接器和母端连接器之间形成限位进而完成锁定连接。可见，本申请实施例的端拾器只要机械手进行简单的水平方向及竖直方向的运动即可实现母端连接器和公端连接器之间的解锁释放或者锁定连接，进而可快速完成拾取部的更换。

下面将根据图2至图10对本申请实施例的端拾器的具体结构和快换过程进行详细说明。

如图2所示，本申请实施例的端拾器包括母端连接器、公端连接器和拾取部35。其中，如图2和图3所示，公端连接器和拾取部35连接共同组成拾取装置30。母端连接器是快换机构20的一部分。

其中，母端连接器包括本体和锁钩22。锁钩22的第一端可转动地连接在本体上，锁钩22的第二端包括卡钩222和设置在卡钩222一侧的抵接部223。

公端连接器包括芯杆31和锁定件33，芯杆31包括芯杆本体311和卡座312，卡座312设置在芯杆本体311的轴向第一端。拾取部35连接在芯杆本体311的轴向第二端且用于拾取物品。

端拾器具有锁定状态和解锁状态，在锁定状态，卡钩222卡接在卡座312上；在解锁状态，锁钩22的卡钩222与卡座312脱离；端拾器在锁定状态和解锁状态之间切换时，母端连接器被配置为沿轴向运动以带动芯杆31相对于锁定件33运动，抵接部223与抵接面抵接以在抵接面的推动下向外侧移动进而带动卡钩脱离与卡座312的卡接。此处的外侧指的是相对于芯杆31的轴线朝径向外侧摆动，以带动卡钩222同步朝径向外侧移动，进而使得卡钩222与卡座312脱离。

如图4所示，当端拾器处于锁定状态时，卡钩222卡接在卡座312上。通过卡钩222与卡座312之间的勾连使得芯杆本体311无法移动，进而实现母端连接器和公端连接器之间的连接。当端拾器需要更换拾取部时，那么就需要先将当前的公端连接器释放，也就是说使得端拾器进入解锁状态，如图5所示，此时机械手带动母端连接器向上移动进而使得卡钩222也随之向上移动，在此过程中由于卡钩222与卡座312之间的勾连作用，使得芯杆31也会随着母端连接器向上移动，也就是说芯杆31发生相对于锁定件33的运动，此时在芯杆31向上移动的过程中，抵接部223与抵接面抵接以在抵接面的推动下向外侧移动进而带动卡钩脱离与卡座312的卡接，使得端拾器进入如图6示出的解锁状态，此时母端连接器和公端连接器处于分离状态。

可见，本申请实施例的端拾器通过机械手的简单动作即可完成端拾器前端对拾取部的快速更换，不需要其他的控制机构及动力源，进而提高了拾取部的更换效率。

具体地，母端连接器包括套筒21和锁钩22。套筒21包括在轴向方向上延伸且在厚度方向上贯通的开口。锁钩22设置在开口处，且锁钩22的第一端可转动地连接在套筒21上，锁钩22的第二端包括卡钩222且被配置为通过开口进入或离开套筒21。

参考图4至图6，公端连接器包括芯杆31和锁定件33。拾取部35包括连接座351。芯杆31包括芯杆本体311和卡座312。卡座312设置在芯杆本体311的轴向第一端，连接座351与芯杆本体311的轴向第二端连接。锁定件33设置在芯杆本体311的外侧。且芯杆本体311相对于锁定件33在轴向方向上可滑动地设置，公端连接器具有第一状态和第二状态，在第一状态，锁定件33的第一端与卡座312抵接；在第二状态，锁定件33的第二端与连接座351抵接。

端拾器具有锁定状态和解锁状态，在锁定状态，母端连接器套设在公端连接器的外侧，锁钩22的卡钩222通过开口进入套筒21并卡接在卡座312上；在解锁状态，锁钩22的卡钩222与卡座312脱离；端拾器在锁定状态和解锁状态之间切换时，母端连接器被配置为沿轴向运动以带动芯杆31相对于锁定件33运动。

拾取部35具体可以是吸盘，也可以是夹爪等其他类型。拾取部35包括拾取部本体和位于拾取部本体上端的连接座351。连接座351用于与芯杆31连接。如图6所示，芯杆31包括芯杆本体311和卡座312，卡座312设置在芯杆本体311的上端，这样当芯杆31与连接座351连接后，芯杆本体311的上下两端分别设置有卡座312和连接座351。芯杆31相对于锁定件33在轴向方向可滑动地设置，那么如图4至图6所示，卡座312和连接座351对芯杆31的运动起到限位的作用。当芯杆31向下运动而使得卡座312和锁定件33抵接时，芯杆31到达极限位置，同样的，当芯杆31向上运动而锁定件33和连接座351抵接时，芯杆31到达极限位置。

如图4所示，当端拾器处于锁定状态时，母端连接器的套筒21套设在公端连接器的上端外侧，锁钩22的卡钩222通过开口进入在套筒21的内部并卡接在卡座312上。通过卡钩222与卡座312之间的勾连使得芯杆本体31无法移动，进而实现母端连接器和公端连接器之间的连接。当端拾器需要更换拾取部时，那么就需要先将当前的拾取部释放，也就是说使得端拾器进入解锁状态，如图5所示，此时机械手带动母端连接器向上移动进而使得卡钩222也随之向上移动，在此过程中由于卡钩222与卡座312之间的勾连作用，使得芯杆31也会随着母端连接器向上移动，也就是说芯杆31发生相对于锁定件33的运动，进而卡钩222与卡座312脱离，使得端拾器进入如图6示出的解锁状态，此时母端连接器和公端连接器处于分离状态。

当端拾器从锁定状态向解锁状态转换时，锁钩22需要相对于套筒21向外摆动以实现与卡座312的脱离。

在一些实施例中，锁定件33的外表面被构造为当芯杆31相对于锁定件33向上运动时推动锁钩22朝外侧摆动。这样在从锁定状态向解锁状态转换时，锁定件33固定不动，芯杆31在锁钩22的带动下相对于锁定件33向上运动，与此同时，锁钩22在锁定件33的外表面的推动下朝外侧摆动，那么在其外摆的过程中，锁钩22与卡座312之间的勾连面积逐渐变小，直至脱离，进而使得母端连接器和公端连接器发生分离。

具体地，如图9所示，锁定件33的外表面包括抵接面。从锁定件33的第一端到其第二端的方向上，抵接面与其轴线之间的距离逐渐变小。那么当芯杆31相对于锁定件33向上运动时，锁钩22与锁定件33的外表面之间的抵接是从下往上移动的，那么锁钩22逐渐被推到径向外侧，这样就使得锁钩22发生外摆，进而实现与卡座312的脱离。

抵接面包括第一锥面331。具体地，第一锥面331的小径端位于下端，第一锥面331的大径端位于上端。这样使得锁钩22与该第一锥面331抵接点逐渐向径向外侧移动，进而推动锁钩22向外摆动。

在其他附图未示出的实施例中，抵接面也可以是球面、斜面等其他形状，只要能够从下端到上端，该抵接面与轴线之间的距离逐渐变大实现对锁钩22向外推即可。

为了使锁钩22在抵接面的推动下向外摆动的同时实现卡钩222与卡座312之间的脱离，需要使抵接面与轴线之间的最大水平距离大于卡钩222的钩面与卡座312进行勾连接触的接触面的长度，进而可保证在抵接面与锁钩22脱离后可使得卡钩222与卡座312脱离。

进一步地，为了使锁钩22与抵接面之间形成配合，锁钩22包括与抵接面抵接的抵接部223，抵接部223的内表面与抵接面相适配。这样在抵接面为锥面的情况下，抵接部223的内表面也为锥面。如图4所示，这样设置使得在锁定状态时，抵接部223和锁定件33的抵接面接触贴合，而不会发生位置的干涉，进而使得在锁定状态时端拾器的体积较小。

如图5所示，锁钩22包括可转动地连接在套筒21上的连接杆221。卡钩222设置在连接杆221上且相对于连接杆221朝径向内侧延伸。这样卡钩222可在连接杆221的带动下朝外摆动。

在一些实施例中，卡钩222的钩面垂直于连接杆221。这样卡钩222的钩面与卡座312之间的接触面积更大，提高端拾器在锁定状态时的稳定性。

母端连接器还包括设置在锁钩22与套筒21之间的回位弹簧23。结合图4至图6可知，在锁钩22向外摆动而使得卡钩222脱离与卡座312的勾连时，如图6所示，锁钩22可在回位弹簧23的作用下自动复位至竖直状态。

如图2所示，公端连接器还包括弹性部件34，弹性部件34被配置为连接锁定件33和设置在芯杆本体11的轴向第二端的连接部。在一个具体实施例中，连接部为拾取部35上端的连接座351，连接座351与芯杆本体11的轴向第二端连接。在另一些实施例中，连接部直接连接在芯杆本体11的轴向第二端。

如图4所示，在端拾器处于锁定状态时，公端连接器处于第一状态，此时弹性部件34伸长。如图5所示，当芯杆31在母端连接器的带动下向上运动时，由于锁定件33固定不动，此时芯杆31发生相对于锁定件33的运动，公端连接器处于第二状态，弹性部件34被压缩。如图6所示，当公端连接器和母端连接器完成脱离后，弹性部件34伸长以带动芯杆31向下运动进而使得公端连接器回到第一状态。

在一些实施例中，弹性部件34包括弹簧。

为了使锁定件33在解锁过程中固定不动，在一些实施例中，锁定件33包括锁定部333a，锁定部333a被构造为与用于放置拾取部的托架10配合以固定锁定件33。具体地，锁定部333a可以是图8示出的卡槽，该卡槽可与托架10上的卡口配合以固定锁定件33进而防止锁定件33转动。

通过以上分析可知，本申请实施例的端拾器在需要完成拾取部的快换时，其动作过程如下：如图1和图2所示，机械手带着端拾器水平到达托架10处，此时锁定件33上的卡槽卡在托架10的卡口处不可旋转。机械手上提，带动母端连接器上升，锁定件33由于卡在托架10上固定不动，母端连接器带动芯杆31上升，弹性部件34被压缩，芯杆31和锁定件33在轴向上发生相对位置变化。锁定件33的外表面将母端连接器的锁钩22向外侧顶开，进而使得锁钩22与芯杆31的卡座312的勾连处脱离，实现解锁释放。当需要连接新的拾取部时，机械手带动没有拾取部的端拾器移动至需要使用的拾取部的上方并向下移动，此时锁钩22的抵接部在锁定件33的外表面的引导下向外摆，在下移至预定位置后，锁钩22在回位弹簧的作用下摆回垂直位置，进而使得锁钩22的钩面卡在卡座312的下方实现母端连接器和公端连接器的连接。然后机械手带动端拾器水平移动，待锁定件33的卡槽完全脱离托架10后，实现对拾取部的连接。

下面进一步根据图3至图11对本申请实施例的拾取装置30和快换机构20的结构进行进一步的说明。

如图3所示，本申请实施例提供的拾取装置30包括拾取部35和公端连接器。具体地，拾取装置30包括拾取部35、芯杆31和锁定件33。

拾取部35用于拾取物品，且拾取部35包括连接座351。具体地，拾取部35包括吸盘和设置在吸盘顶端的连接座351。

如图6、图8至图10所示，芯杆31包括芯杆本体311和卡座312。卡座312设置在芯杆本体311的轴向第一端，连接座与芯杆本体311的轴向第二端连接。

具体地，芯杆本体311和卡座312一体成型，也就是说卡座312一体成型在芯杆本体311的上端。而且在具体实施例中，卡座312的外表面为锥面，且卡座312的上端面的面积小于其下端面的面积，这样可防止锁钩22在脱离与卡座312的勾连后，与卡座312的外表面发生干涉。且芯杆本体311和卡座312中空设置，这样可减小拾取装置30的重量。

锁定件33设置在芯杆本体311的外侧。且芯杆本体311相对于锁定件33在轴向方向上可滑动地设置。拾取装置30具有第一状态和第二状态，在第一状态，锁定件33的第一端与卡座312抵接；在第二状态，锁定件33的第二端与连接座351抵接。

在图6示出的实施例中，锁定件33为环状结构，该环状结构套设在芯杆本体311的外侧。且环状结构的内孔与芯杆本体311滑动配合。在其他实施例中，锁定件33也可以为其他形状，例如锁定件33为具有圆弧形槽的锁定块，该锁定块设置在芯杆本体311的一侧，且锁定块的靠近芯杆本体311的一侧具有圆弧形槽以使得芯杆本体311可相对于锁定块在轴向滑动，锁定块的远离芯杆本体311的一侧具有抵接面以推动锁钩22向外摆动。

可知，端拾器处于锁定状态和解锁状态时，拾取装置30均处于第一状态。端拾器在锁定状态和解锁状态之间切换时，芯杆本体311发生相对于锁定件33的运动才会使拾取装置30处于第二状态。

在一些实施例中，锁定件33的外表面包括相对于芯杆本体311的轴线朝径向外侧凸出的抵接面。从锁定件33的第一端到其第二端的方向上，抵接面与轴线之间的距离逐渐变小。那么当芯杆31相对于锁定件33向上运动时，锁钩22与锁定件33的外表面之间的抵接是从下往上移动的，那么锁钩22逐渐被推到径向外侧，这样就使得锁钩22发生外摆，进而实现与卡座312的脱离。

抵接面包括第一锥面331。具体地，第一锥面331的小径端位于下端，第一锥面331的大径端位于上端。这样使得锁钩22与该第一锥面331抵接点逐渐向径向外侧移动，进而推动锁钩22向外摆动。

在一些实施例中，如图9和图10所示，锁定件33的外表面还包括与第一锥面331连接的第二锥面332。第二锥面332的大径端与第一锥面331的大径端连接。第二锥面232使得锁定件33的第二端的边缘处产生间隙，进而为锁钩22的卡钩222与卡座312的勾连留下空间。

为了与该形状匹配，锁钩22的卡钩22的下表面的形状也与第二锥面232的形状相同。

在一些实施例中，如图8所示，锁定件33包括锁定部333a。锁定部333a被构造为与用于放置拾取部的托架10配合以使得锁定件33固定。

在一些实施例中，锁定件33的外表面包括位于第一端的柱形面333，柱形面333上设置有形成锁定部333a的卡槽。

如图8所示，锁定件33包括位于第一端的柱形面333。该柱形面333的半径大于第一锥面331的大径端的半径。且柱形面333的半径小于卡座312的最大半径。也就是说，柱形面333形成锁定件33的径向方向最大的部分。柱形面333的相对两侧分别设置有形成锁定部333a的卡槽，卡槽为方形，这样当拾取装置30被水平移动到托架10的卡口内后，托架10的卡口两侧的伸臂会伸入在卡槽内形成卡合，进而防止锁定件33在竖直方向上移动以及转动。

在一些实施例中，如图9和图10所示，拾取装置30还包括设置在锁定件33和连接座351之间的弹性部件34。在第一状态，弹性部件34伸长，在第二状态，弹性部件34被压缩。

在一些实施例中，弹性部件34包括弹簧。

在一些实施例中，如图9和图10所示，锁定件22包括用于套设芯杆本体311的内孔。内孔包括阶梯孔。阶梯孔包括靠近第一端的第一孔段和靠近第二端的第二孔段。第二孔段的半径大于第一孔段的半径，第一孔段与芯杆本体311滑动配合，弹性部件34在第二孔段内延伸且与第一孔段和第二孔段之间的阶梯面连接。这样设置增大了弹性部件24的两个端部之间的距离。

在一些实施例中，拾取装置30还包括防转柱32。防转柱32设置在锁定件33上，在第一状态，防转柱32的第一端超出卡座312的端面。这样当端拾器处于锁定状态时，防转柱32超出卡座312而与快换机构20的套筒21上设置的防转孔配合，进而进一步避免锁定件33转动。

在一些实施例中，如图11所示，拾取装置30包括至少两个拾取部35以及用于连接至少两个拾取部35的连接体36。连接体36与至少两个拾取部35的连接座351均连接。且连接体36上设置有与芯杆本体311的第二端连接的连接孔。这样使得本实施例的拾取装置可同时实现对至少两个物品的拾取，进一步提高拾取效率。在一些实施例中，至少两个拾取部35为不同的拾取部。

在一些实施例中，连接孔的内壁设置有凸起部，芯杆本体311的第二端设置凹陷部311a，凹陷部311a与凸起部凹凸配合。在芯杆本体311下端设置311a，可以将其嵌在连接体36中产生防转的效果。

在一些实施例中，防转柱32上设置有第一传感器。该第一传感器与设置在快换机构20的套筒21上的第二传感器相互感应配合以确定拾取装置30是否被连接或者在工作过程中是否掉落。

如图5和图7所示，本申请实施例提供的快换机构20包括母端连接器，具体地包括套筒21和锁钩22，套筒21包括在轴向方向上延伸且在厚度方向上贯通的开口。锁钩22设置在开口处，且锁钩22的第一端可转动地连接在套筒21上，锁钩22的第二端包括卡钩222且被配置为通过开口进入或离开套筒21。

具体在图7示出的实施例中，套筒21具有在周向上设置的至少两个开口以及与该至少两个开口对应设置的至少两个锁钩22。这样锁拾器在处于锁定状态时，不同位置的至少两个锁钩22均与芯杆31的卡座312发生勾连，进而提高母端连接器和公端连接器之间的连接稳定性。

在一些实施例中，如图5所示，锁钩22包括可转动地连接在套筒21上的连接杆221。卡钩222设置在连接杆221上且相对于连接杆221朝径向内侧延伸。

在一些实施例中，卡钩222的钩面垂直于连接杆221。

具体地，如图5所示，套筒21包括筒体211和端盖212。筒体211的一端开放设置以套设在公端连接器的上方，端盖212设置在筒体211的另一端。连接杆221的第一端通过回位弹簧23与端盖212连接，连接杆212的靠近第一端的位置处设置有铰接座，该铰接座胶接在端盖212上，连接杆221的第二端设置有卡钩222以及设置在卡钩222下端的抵接部223。

在一些实施例中，锁钩22包括可转动地连接在端盖上的连接杆221，卡钩222设置在连接杆221上且相对于连接杆221朝径向内侧延伸，锁钩22还包括设置在卡钩222的远离连接杆221一端的抵接部223，抵接部223包括内表面，从抵接部223的自由端到其与卡钩222连接的方向上，内表面与筒体211的轴线之间的距离逐渐变小。

在一些实施例中，内表面包括锥面。

在一些实施例中，如图6所示，快换机构20还包括设置在端盖212上的连接件24，连接件24被配置为与机械手连接。具体地，连接件24为内六角连接件，其顶端为螺纹接口。通过该连接件24与机械手之间的配合连接可实现对端拾器的作业角度的调节。

综上可知，本申请实施例的端拾器通过对母端连接器和公端连接器的结构进行设计，使得两者之间依靠机械结构的相互配合就能实现更换，减少了多余的控制及动作部件，保证了拾取部的可靠更换。而且机械形式触发的端拾器，其负载能力更大。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本申请的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本申请技术方案的精神，其均应涵盖在本申请请求保护的技术方案范围当中。

Claims (45)

1.一种公端连接器，其特征在于，包括：

芯杆(31)，包括芯杆本体(311)和卡座(312)，所述卡座(312)设置在所述芯杆本体(311)的轴向第一端，且所述卡座(312)用于与母端连接器的卡钩(222)卡接；和

锁定件(33)，设置在所述芯杆本体(311)的外侧，且所述芯杆本体(311)相对于所述锁定件(33)在轴向方向上可滑动地设置，所述锁定件(33)的外表面包括抵接面，所述抵接面用于与母端连接器的抵接部(222)抵接以推动所述抵接部(222)向外侧移动进而使得所述卡钩(222)脱离与所述卡座(312)的卡接。

2.根据权利要求1所述的公端连接器，其特征在于，从所述锁定件(33)的靠近所述卡座(312)的第一端到远离所述卡座(312)的第二端的方向上，所述抵接面与所述芯杆本体(311)轴线之间的距离逐渐变小。

3.根据权利要求2所述的公端连接器，其特征在于，所述抵接面包括第一锥面(331)。

4.根据权利要求3所述的公端连接器，其特征在于，所述锁定件(33)的外表面还包括与所述第一锥面(331)连接的第二锥面(332)，所述第二锥面(332)的大径端与所述第一锥面(331)的大径端连接。

5.根据权利要求1所述的公端连接器，其特征在于，所述公端连接器还包括弹性部件(34)，所述弹性部件(34)被配置为连接所述锁定件(33)和设置在所述芯杆本体(11)的轴向第二端的连接部。

6.一种母端连接器，其特征在于，包括：

本体；和

锁钩(22)，所述锁钩(22)的第一端可转动地连接在所述本体(21)上，所述锁钩(22)的第二端包括卡钩(222)和设置在卡钩(222)一侧的抵接部(223)，所述卡钩(222)用于与公端连接器的卡座(312)卡接，所述抵接部(223)被配置为与公端连接器的抵接面抵接以在抵接面的推动下向外侧移动进而带动所述卡钩(222)脱离与所述卡座(312)的卡接。

7.根据权利要求6所述的母端连接器，其特征在于，所述本体包括套筒(21)，所述套筒(21)包括在轴向方向上延伸且在厚度方向上贯通的开口，所述锁钩(22)设置在所述开口处，且所述卡钩在所述抵接部(223)的带动下通过所述开口进入或离开所述套筒(21)。

8.根据权利要求6所述的母端连接器，其特征在于，所述锁钩(22)包括可转动地连接在所述本体上的连接杆(221)，所述卡钩(222)设置在所述连接杆(221)上且相对于所述连接杆(221)朝内侧延伸。

9.根据权利要求6所述的母端连接器，其特征在于，所述卡钩(222)具有垂直于所述连接杆(221)的钩面，所述钩面与所述卡座(312)的端面贴合。

10.根据权利要求6所述的母端连接器，其特征在于，从所述抵接部(223)的自由端到其与所述卡钩(222)连接的方向上，所述抵接部(223)的内表面与所述本体的轴线之间的距离逐渐变小。

11.根据权利要求10所述的母端连接器，其特征在于，所述内表面包括锥面。

12.根据权利要求6所述的母端连接器，其特征在于，所述母端连接器还包括设置在所述锁钩(22)与所述本体之间的回位弹簧(23)。

13.根据权利要求6所述的母端连接器，其特征在于，所述母端连接器包括在所述本体的周向上间隔设置的至少两个所述锁钩(22)。

14.一种端拾器，其特征在于，包括公端连接器、母端连接器和拾取部(35)，所述公端连接器包括芯杆(31)和锁定件(33)，所述芯杆(31)包括芯杆本体(311)和卡座(312)，所述卡座(312)设置在所述芯杆本体(311)的轴向第一端，所述拾取部(35)连接在所述芯杆本体(311)的轴向第二端且用于拾取物品；所述母端连接器包括本体和锁钩(22)，所述锁钩(22)的第一端可转动地连接在所述本体上，所述锁钩(22)的第二端包括卡钩(222)和设置在卡钩(222)一侧的抵接部(223)，所述端拾器具有锁定状态和解锁状态，在锁定状态，所述卡钩(222)卡接在所述卡座(312)上；在解锁状态，所述锁钩(22)的卡钩(222)与所述卡座(312)脱离；所述端拾器在所述锁定状态和所述解锁状态之间切换时，所述母端连接器被配置为沿轴向运动以带动所述芯杆(31)相对于所述锁定件(33)运动，所述抵接部(223)与所述抵接面抵接以在抵接面的推动下向外侧移动进而带动所述卡钩脱离与所述卡座的卡接。

15.根据权利要求14所述的端拾器，其特征在于，从所述锁定件(33)的第一端到其第二端的方向上，所述抵接面与所述芯杆本体的轴线之间的距离逐渐变小以使得所述锁钩(22)在所述抵接面的抵接下朝外侧摆动。

16.根据权利要求15所述的端拾器，其特征在于，所述抵接部(223)具有与所述抵接面相适配的内表面。

17.根据权利要求14所述的端拾器，其特征在于，所述公端连接器还包括防转柱(32)，所述防转柱(32)设置在所述锁定件(33)上，所述本体具有防转孔，在锁定状态，所述防转柱(32)的第一端超出所述卡座(312)的端面且与所述防转孔配合。

18.一种拾取装置(30)，其特征在于，包括：

拾取部(35)，用于拾取物品，且所述拾取部(35)包括连接座(351)；

芯杆(31)，包括芯杆本体(311)和卡座(312)，所述卡座(312)设置在所述芯杆本体(311)的轴向第一端，所述连接座与所述芯杆本体(311)的轴向第二端连接；和

锁定件(33)，设置在所述芯杆本体(311)的外侧，且所述芯杆本体(311)相对于所述锁定件(33)在轴向方向上可滑动地设置，所述拾取装置(30)具有第一状态和第二状态，在所述第一状态，所述锁定件(33)的第一端与所述卡座(312)抵接；在所述第二状态，所述锁定件(33)的第二端与所述连接座(351)抵接，所述锁定件(33)的外表面包括抵接面，所述抵接面用于与快换机构的锁钩抵接，在所述拾取装置(20)从所述第一状态向所述第二状态切换的过程中，所述抵接面用于推动所述锁钩向外侧移动进而使得所述锁钩脱离与所述卡座(312)的卡接。

19.根据权利要求18所述的拾取装置，其特征在于，从所述锁定件(33)的第一端到其第二端的方向上，所述抵接面与所述芯杆本体(311)轴线之间的距离逐渐变小。

20.根据权利要求19所述的拾取装置，其特征在于，所述抵接面包括第一锥面(331)。

21.根据权利要求20所述的拾取装置，其特征在于，所述锁定件(33)的外表面还包括与所述第一锥面(331)连接的第二锥面(332)，所述第二锥面(332)的大径端与所述第一锥面(331)的大径端连接。

22.根据权利要求18所述的拾取装置，其特征在于，所述锁定件(33)包括锁定部(333a)，所述锁定部(333a)被构造为与用于放置所述拾取部的托架(10)配合以使得所述锁定件(33)固定。

23.根据权利要求22所述的拾取装置，其特征在于，所述锁定件(33)的外表面包括位于第一端的柱形面(333)，所述柱形面(333)上设置有形成所述锁定部(333a)的凹槽。

24.根据权利要求18所述的拾取装置，其特征在于，所述拾取装置还包括设置在所述锁定件(33)和所述连接座(351)之间的弹性部件(34)，在所述第一状态，所述弹性部件(34)伸长，在所述第二状态，所述弹性部件(34)被压缩。

25.根据权利要求24所述的拾取装置，其特征在于，所述弹性部件(34)包括弹簧。

26.根据权利要求24所述的拾取装置，其特征在于，所述锁定件(22)包括用于套设所述芯杆本体(311)的内孔，所述内孔包括阶梯孔，所述阶梯孔包括靠近第一端的第一孔段和靠近第二端的第二孔段，所述第二孔段的半径大于所述第一孔段的半径，所述第一孔段与所述芯杆本体(311)滑动配合，所述弹性部件(34)在所述第二孔段内延伸且与所述第一孔段和所述第二孔段之间的阶梯面连接。

27.根据权利要求18至26中任一项所述的拾取装置，其特征在于，所述拾取装置(30)还包括防转柱(32)，所述防转柱(32)设置在所述锁定件(33)上，在所述第一状态，所述防转柱(32)的第一端超出所述卡座(312)的端面。

28.根据权利要求18至26中任一项所述的拾取装置，其特征在于，所述拾取装置(30)包括至少两个所述拾取部(35)以及用于连接所述至少两个拾取部(35)的连接体(36)，所述连接体(36)与所述至少两个拾取部(35)的连接座(351)均连接，且所述连接体(36)上设置有与所述芯杆本体(311)的第二端连接的连接孔。

29.根据权利要求28所述的拾取装置，其特征在于，所述连接孔的内壁设置有凸起部，所述芯杆本体(311)的第二端设置凹陷部，所述凹陷部与所述凸起部凹凸配合。

30.根据权利要求18至26中任一项所述的拾取装置，其特征在于，所述拾取部(35)包括吸盘。

31.一种快换机构(20)，其特征在于，包括：

套筒(21)，所述套筒(21)包括在轴向方向上延伸且在厚度方向上贯通的开口；和

锁钩(22)，所述锁钩(22)设置在所述开口处，且所述锁钩的第一端可转动地连接在所述套筒(21)上，所述锁钩(22)的第二端包括限位钩(222)且被配置为通过所述开口进入或离开所述套筒(21)，所述锁钩(22)还包括设置在所述限位钩(222)的远离所述连接杆(221)一端的抵接部(223)，卡钩(222)用于与拾取装置的卡座(312)卡接，所述抵接部(223)被配置为与拾取装置的抵接面抵接以在抵接面的推动下向外侧移动进而带动所述卡钩(222)脱离与所述卡座(312)的卡接。

32.根据权利要求31所述的快换机构，其特征在于，所述锁钩(22)包括可转动地连接在所述套筒(21)上的连接杆(221)，所述限位钩(222)设置在所述连接杆(221)上且相对于所述连接杆(221)朝径向内侧延伸。

33.根据权利要求32所述的快换机构，其特征在于，所述限位钩(222)的钩面垂直于所述连接杆(221)。

34.根据权利要求32所述的快换机构，其特征在于，从所述抵接部(223)的自由端到其与所述限位钩(222)连接的方向上，所述抵接部(223)的内表面与所述套筒(21)的轴线之间的距离逐渐变小。

35.根据权利要求34所述的快换机构，其特征在于，所述内表面包括锥面。

36.根据权利要求31所述的快换机构，其特征在于，所述快换机构还包括设置在所述锁钩(22)与所述套筒(21)之间的回位弹簧(23)。

37.根据权利要求31所述的快换机构，其特征在于，所述快换机构还包括设置在所述套筒(21)上的连接件(24)，所述连接件(24)被配置为与机械手连接。

38.根据权利要求31所述的快换机构，其特征在于，所述快换机构包括在所述套筒(21)的周向上间隔设置的至少两个所述锁钩(22)。

39.一种端拾器，其特征在于，包括如权利要求18至30中任一项所述的拾取装置(30)和如权利要求31至38中任一项所述的快换机构(20)，所述端拾器具有锁定状态和解锁状态，在锁定状态，所述快换机构(20)套设在所述拾取装置(30)的外侧，所述锁钩(22)的限位钩(222)通过所述开口进入所述套筒(21)并卡接在所述卡座(312)上；在解锁状态，所述锁钩(22)的限位钩(222)与所述卡座(312)脱离；所述端拾器在所述锁定状态和所述解锁状态之间切换时，所述快换机构(20)被配置为沿轴向运动以带动所述芯杆(31)相对于所述锁定件(33)运动。

40.根据权利要求39所述的端拾器，其特征在于，所述锁定件(33)的外表面被构造为当所述芯杆(31)相对于所述锁定件(33)向上运动时推动所述锁钩(22)朝外侧摆动。

41.根据权利要求40所述的端拾器，其特征在于，所述锁定件(33)的外表面包括抵接面，从所述锁定件(33)的第一端到其第二端的方向上，所述抵接面与所述芯杆本体的轴线之间的距离逐渐变小以使得所述锁钩(22)在所述抵接面的抵接下朝外侧摆动。

42.根据权利要求39所述的端拾器，其特征在于，所述锁钩(22)包括与所述抵接面抵接的抵接部(223)，所述抵接部(223)具有与所述抵接面相适配的内表面。

43.根据权利要求39所述的端拾器，其特征在于，所述拾取装置(30)还包括防转柱(32)，所述防转柱(32)设置在所述锁定件(33)上，所述套筒具有防转孔，在锁定状态，所述防转柱(32)的第一端超出所述卡座(312)的端面，所述防转柱(32)与所述防转孔配合。

44.一种机械手，其特征在于，包括如权利要求14至17和如权利要求39至43中任一项所述的端拾器。

45.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求44所述的机械手。