CN116460876A - 用于机器人工具快换的锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工设备技术领域，尤其是一种用于机器人工具快换的锁紧装置，通过第一限位块、弧形块，在弧形块向上移动时，带动第一限位块向上摆动，同时随着弧形块的移动，第一限位块摆动至第一限位槽内并被固定，此时弧形块的位置也被固定，同时通过使弧形块的上下滑动，便于使上连接盘和下连接盘之间完成脱离动作，同时通过将第二限位块滑入到弧形槽内，有利于对下连接盘的位置进行固定，在下连接盘有脱落倾向时，第二限位块向靠近下连接盘的轴线方向移动，进而使第二限位块与下连接盘之间连接接触得更加紧密，提高了上连接盘与下连接盘之间在连接时的稳定性与安全性，在机械加工设备技术领域有着广泛的应用前景。

Description

用于机器人工具快换的锁紧装置

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，尤其是一种用于机器人工具快换的锁紧装置。

背景技术

用于机器人的快换装置，又叫工具快换盘、换枪盘等，是工业机器人行业使用在末端执行器的一种柔性连接工具。快换装置由上连接盘和下连接盘构成，通常在机械臂上固定一个上连接盘，将不同功能的末端执行器固定在多个下连接盘上，在使用时通过上连接盘与下连接盘的快换以及连结，用以更换机械臂操作不同的设备。

如公开号为CN1953849A的专利文件公开了一种能够实现这种技术要求的机械手连结装置，该机械手连结装置包括两部分，第一部分是用于与机器人或机械手连接的以作为上主体的主板，第二部分是用来承载安装工具的以作为下主体的工具板，在主板与工具板之间能够实现主板与工具板快速连结及解除，主板和工具板都为盘状，在主板内设置有受到压力介质推动而沿主板的轴向动作的活塞，在活塞靠近工具板的一端连接有凸轮部件，凸轮部件的外周面上设置有倾斜的斜面，对应地在主板上开设有供凸轮部件通过的通道，通道的侧壁上开设有容纳槽，容纳槽内活动设置有在凸轮部件运动过程中与凸轮部件上的斜面挡止配合的球形部件，球形部件形成了实现主板与工具板锁止的锁止球。当凸轮部件受到活塞顶推而向下移动时，凸轮部件上的斜面与容纳槽内的球形部件接触，球形部件受到凸轮部件的斜面的顶推而向外扩张运动，球形部件在向外运动后与对应设置在工具板上的锁止部挡止配合，工具板上的锁止部设置在球形部件的斜上方，球形部件将主板及工具板的相对位置进行了锁定，实现主板与工具板的快速连结，当活塞带动凸轮部件退出时，球形部件不再受到凸轮部件的压力，从而实现主板与工具板的快速解除。

目前的机器人快换装置大多采用上述机构进行上连接盘和下连接盘之间的快换，由于锁止球表面受力，在长时间使用后，锁止球的表面会发生点蚀或者锁止球整体发生变形，进而导致锁止球不便于滑入到容纳槽内，或者在容纳槽内发生活动，进而导致上连接盘和下连接盘之间连接不稳定，使上连接盘和下连接盘之间发生脱落，或者导致末端执行器在使用时发生晃动，不利于进行相应生产工作，在锁止球损坏时，由于其制造工艺较为复杂，加工成本较高，也不便于对其进行拆装维护，为此急需一种新型的用于机器人工具快换的锁紧装置，来解决上述背景中出现的问题。

发明内容

为解决上述背景中出现的问题，发明一种用于机器人工具快换的锁紧装置。

本发明的技术方案是，包括上连接盘，其中，所述上连接盘的下端拆卸连接有下连接盘，所述上连接盘的中部开设有固定腔，所述下连接盘可插入到固定腔，所述固定腔内设置有若干个沿其周向均布且可摆动的第一限位块，所述固定腔内滑动连接有若干个沿其周向均布的弧形块，多个所述弧形块共同围成环形，所述弧形块上开设有与第一限位块一一对应的第一限位槽，所述第一限位块在摆动时可滑入至第一限位槽内，所述上连接盘内设置有可滑动的第一滑动块，所述第一滑动块位于第一限位块的下端且可与其接触连接，所述弧形块的内侧开设有锁止槽，所述锁止槽内设置有可滑动的第二限位块，所述第二限位块设置为楔形，所述第一限位块在向上滑动时向远离下连接盘的方向倾斜，所述下连接盘的上侧开设有环形槽，所述第二限位块可嵌入到环形槽内，所述第二限位块的上端设置有第二压簧，所述第二压簧的另一端与弧形块固定连接。

优选地，所述固定腔的上端设置有滑动板，所述滑动板的上端设置有第三压簧，所述第三压簧的上端与上连接盘固定连接。

优选地，所述固定腔内开设有若干个L形的滑动槽，所述弧形块上开设有在滑动槽内滑动的滑动杆，所述滑动杆可沿着滑动槽向远离下连接盘的方向移动，所述滑动槽的下端设置有第二滑动块，所述第二滑动块的另一端设置有第四压簧，所述第四压簧的另一端与弧形块固定连接。

优选地，所述上连接盘上开设有与第一限位块一一对应的凹槽，所述第一限位块位于凹槽内且与上连接盘之间为转动连接，所述第一限位块的上侧设置有弧形压簧，所述弧形压簧的另一端与上连接盘固定连接。

优选地，所述上连接盘上开设有与第一滑动块一一对应的滑动腔，所述滑动腔内设置有可滑动的活塞，所述第一滑动块上远离弧形块的一端插入到滑动腔内且与活塞固定连接，所述活塞上远离第一滑动块的一端设置有第一压簧，所述第一压簧的另一端与滑动腔固定连接。

优选地，所述上连接盘上开设有与滑动腔一一对应且连通的气室。

优选地，所述第一限位块的数量设置为四个。

采用本发明的技术方案可以达到以下有益效果：（1）设置第一限位块、弧形块，在弧形块向上移动时，带动第一限位块向上摆动，同时随着弧形块的移动，第一限位块摆动至第一限位槽内并被固定，此时弧形块的位置也被固定，同时通过使弧形块的上下滑动，便于使上连接盘和下连接盘之间完成脱离动作；（2）设置第一滑动块、活塞、气室、第一压簧，通过向气室内通气带动活塞发生滑动，进而控制第一滑动块移动至第一限位块的下端并对其进行限定，结构简单，有利于快速对第一限位块进行控制，进而达到快速控制上连接盘和下连接盘之间完成脱离动作；（3）设置锁止槽、弧形槽、第二限位块，通过将第二限位块滑入到弧形槽内，有利于对下连接盘的位置进行固定，在下连接盘有脱落倾向时，第二限位块向靠近下连接盘的轴线方向移动，进而使第二限位块与下连接盘之间连接接触得更加紧密，提高了上连接盘与下连接盘之间在连接时的稳定性与安全性；本发明的技术方案在机械加工设备技术领域有着广泛的应用前景。

附图说明

图1为本发明的轴测图。

图2为本发明的主视全剖图。

图3为本发明中的上连接盘及其连接构件的主视全剖图。

图4为本发明的上连接盘的全剖仰视图。

图5为本发明的图2中A的放大图。

图6为本发明的主视剖切图。

图7为本发明的上连接盘的全剖轴测图。

图8为本发明的上连接盘的全剖轴测图。

图9为本发明的图6中B的放大图。

其中，1、上连接盘，2、下连接盘，3、固定腔，4、第一限位块，5、弧形块，6、第一限位槽，7、第一滑动块，8、锁止槽，9、第二限位块，10、环形槽，11、第二压簧，12、滑动板，13、第三压簧，14、滑动槽，15、滑动杆，16、第二滑动块，17、第四压簧，18、弧形压簧，19、滑动腔，20、活塞，21、第一压簧，22、气室。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”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“安装”、“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，可以是两个元件内部的连通。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。

如图1-图9所示的用于机器人工具快换的锁紧装置，包括上连接盘1，具体的一种实施例为，上连接盘1的下端拆卸连接有下连接盘2，在使用时，上连接盘1用于固定在机器人的机械臂上，下连接盘2用于连接末端执行工具，下连接盘2在使用时可对应一个或者多个末端执行工具，在对末端执行工具进行更换时，通过使上连接盘1与不同的下连接盘2进行快速更换连接，进而实现不同的加工过程，上连接盘1的中部开设有固定腔3，下连接盘2可插入到固定腔3内，固定腔3内铰接连接有若干个沿其周向均布且可摆动的第一限位块4，在本实施例中，第一限位块4的数量设置为四个，上连接盘1上开设有与第一限位块4一一对应的凹槽，第一限位块4位于凹槽内且与上连接盘1之间为转动连接，第一限位块4的上侧固定连接有弧形压簧18，弧形压簧18的另一端与上连接盘1固定连接，具体的讲，在固定腔3的内壁上开设有凹槽，第一限位块4在凹槽内可上下摆动，固定腔3内滑动连接有四个沿其周向均布的弧形块5，弧形块5的数量与第一限位块4的数量相同，弧形块5用于带动下连接盘2与上连接盘1之间实现快速脱离，多个弧形块5的内侧共同围成环形，环形的半径大小与下连接盘2的上侧的半径大小相同，以使在下连接盘2插入到固定腔3内时，弧形块5可与下连接盘2之间发生接触，弧形块5上开设有与第一限位块4一一对应的第一限位槽6，第一限位块4在摆动时可滑入至第一限位槽6内，第一限位槽6的上侧设置为弧形，第一限位块4在摆动时与第一限位槽6的上端相切并可以滑入到第一限位槽6内，另一种实施方式为，在第一限位块4的自由端转动连接一个滚轮，通过滚轮的滚动提高其滑入到第一限位槽6的稳定性，在第一限位块4滑入到第一限位槽6内时，此时弧形块5块移动至固定腔3的顶端。

如图1-图9所示的用于机器人工具快换的锁紧装置，具体的一种实施例为，上连接盘1内滑动连接有与第一限位块4一一对应的第一滑动块7，第一滑动块7位于第一限位块4的下端且可与其接触连接，具体的讲，在固定腔3的内部开设有滑轨，第一滑动块7沿着滑轨发生滑动，以提高其滑动时的稳定性，第一限位块4的下端设置为平面，在第一滑动块7与第一限位块4接触时，第一限位块4的平面与第一滑动块7的上端面摩擦接触，此时可对第一限位块4进行限位，使其不能向下发生摆动，在第一滑动块7与第一限位块4脱离接触时，此时第一限位块4可向下摆动，以便于完成第一限位块4与弧形块5之间的脱离。

如图1-图9所示的用于机器人工具快换的锁紧装置，具体的一种实施例为，弧形块5的内侧开设有锁止槽8，锁止槽8设置为楔形，锁止槽8内滑动连接有第二限位块9，第二限位块9可沿着锁止槽8的斜面发生滑动，第二限位块9设置为楔形，具体的讲，第一限位块4在向上滑动时向远离下连接盘2的方向倾斜，下连接盘2的上侧开设有环形槽10，第二限位块9可嵌入到环形槽10内，环形槽10的截面形状与第二限位块9的截面形状相同，第二限位块9的上端固定连接有第二压簧11，第二压簧11选用弹性系数相对较大的压簧，通过第二限位块9的移动，进而推动第二压簧11以及弧形块5向上移动至固定腔3的顶部，第二压簧11的另一端与弧形块5固定连接，便于第二限位块9的复位以及使其快速嵌入到环形槽10内，在本实施例中，下连接盘2在向上滑动时，其顶部先与第二限位块9接触，第二限位块9带动弧形块5向上移动，弧形块5在移动至固定腔3顶部时被固定，此时随着下连接盘2的继续向上移动，下连接盘2带动第一限位块4沿着锁止槽8发生滑动，随着第二限位块9的滑动，第二限位块9与下连接盘2的轴线之间的距离变大，在第二限位块9上的靠近下连接盘2的一个面移动至下连接盘2的外周侧面时，此时第二限位块9开始与下连接盘2之间为摩擦接触，随着下连接盘2的继续向上移动，第二限位块9移动至环形槽10部位，此时第二限位块9可嵌入到环形槽10内，以形成铆合结构，进而对其二者进行固定，在第二限位块9完全嵌入到环形槽10内时，若下连接盘2有脱落倾向，第二限位块9向靠近下连接盘2的轴线方向移动，进而使第二限位块9与下连接盘2之间连接接触得更加紧密，提高了上连接盘1与下连接盘2之间在连接时的稳定性与安全性。

如图1-图9所示的用于机器人工具快换的锁紧装置，具体的一种实施例为，固定腔3的上端滑动连接有滑动板12，滑动板12的上端固定连接有第三压簧13，第三压簧13可选用弹性系数相对较高的压簧，第三压簧13的上端与上连接盘1固定连接，上连接盘1在向上移动时可与滑动板12之间接触，以便于在上连接盘1与下连接盘2之间形成柔性连接，便于对下连接盘2进行保护，提高了本装置在使用时的安全性和稳定性，同时便于对下连接盘2产生向下的推力，以使下连接盘2与第二限位块9之间连接得更加紧密。

如图1-图9所示的用于机器人工具快换的锁紧装置，具体的一种实施例为，固定腔3内开设有若干个L形的滑动槽14，弧形块5上开设有在滑动槽14内滑动的滑动杆15，在本实施例中，滑动杆15在移动时滑动槽14的下侧时，可沿着滑动槽14向远离下连接盘2的方向移动，同时此时滑动杆15的滑动方向发生变化，便于弧形块5与下连接盘2之间的脱离，滑动槽14的下侧设置为倾斜状，且滑动杆15的下端也设置为与滑动槽14的倾斜角度相同的倾斜状，以便于滑动杆15在移动至滑动槽14的下侧时，滑动杆15与滑动槽14的底面充分接触，滑动槽14的下端滑动连接有第二滑动块16，第二滑动块16的另一端固定连接有第四压簧17，第四压簧17的另一端与弧形块5固定连接，通过第四压簧17使第二滑动块16带动滑动杆15移动至滑动槽14的“拐角处”，便于弧形块5的复位。

如图1-图9所示的用于机器人工具快换的锁紧装置，具体的一种实施例为，上连接盘1上开设有与第一滑动块7一一对应的滑动腔19，滑动腔19内滑动连接有可滑动的活塞20，第一滑动块7上远离弧形块5的一端插入到滑动腔19内且与活塞20固定连接，活塞20上远离第一滑动块7的一端固定连接有第一压簧21，第一压簧21的另一端与滑动腔19固定连接，上连接盘1上开设有与滑动腔19一一对应且连通的气室22，通过向气室22内通气带动活塞20发生滑动，进而控制第一滑动块7移动至第一限位块4的下端并对其进行限定，通过将气室22的气体排出，此时第一压簧21带动活塞20发生复位，活塞20带动第一滑动块7与第一限位块4之间脱离，通过气动结构有利于快速对第一限位块4进行控制，进而达到快速控制上连接盘1和下连接盘2之间完成脱离动作。

本装置的工作原理为：本装置在使用时，若要对下连接盘2进行快速连接，将下连接盘2插入到固定腔3内，下连接盘2在向上插入时，其顶部先与第二限位块9接触，第二限位块9带动弧形块5向上移动，同时弧形块5在向上移动时，带动第一限位块4发生摆动，第一限位块4在摆动时与第一限位槽6的上端相切并滑入到第一限位槽6内，此时弧形块5在移动至固定腔3顶部，通过向气室22内通气进而带动活塞20发生滑动，活塞20带动第一滑动块7移动至第一限位块4的下端并对其进行限定，此时随着下连接盘2的继续向上移动，下连接盘2带动第一限位块4沿着锁止槽8发生滑动，随着第二限位块9的滑动，第二限位块9与下连接盘2的轴线之间的距离变大，随着下连接盘2的继续向上移动，第二限位块9移动至环形槽10部位，此时第二限位块9可嵌入到环形槽10内，以形成铆合结构，进而对其二者进行固定，在第二限位块9完全嵌入到环形槽10内时，若下连接盘2有脱落倾向，第二限位块9向靠近下连接盘2的轴线方向移动，进而使第二限位块9与下连接盘2之间连接接触得更加紧密，若要对下连接盘2进行快速更换，将气室22的气体排出，此时第一压簧21带动活塞20发生复位，此时弧形块5向下移动，在滑动杆15移动至滑动槽14的“拐角处”时，此时随着弧形块5的继续向下移动，滑动杆15带动弧形块5同时向远离下连接盘2的方向移动，此时弧形块5带动第二限位块9与环形槽10脱离，进而对下连接盘2进行脱离。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.用于机器人工具快换的锁紧装置，包括上连接盘（1），其特征在于，所述上连接盘（1）的下端拆卸连接有下连接盘（2），所述上连接盘（1）的中部开设有固定腔（3），所述下连接盘（2）可插入到固定腔（3），所述固定腔（3）内设置有若干个沿其周向均布且可摆动的第一限位块（4），所述固定腔（3）内滑动连接有若干个沿其周向均布的弧形块（5），多个所述弧形块（5）共同围成环形，所述弧形块（5）上开设有与第一限位块（4）一一对应的第一限位槽（6），所述第一限位块（4）在摆动时可滑入至第一限位槽（6）内，所述上连接盘（1）内设置有可滑动的第一滑动块（7），所述第一滑动块（7）位于第一限位块（4）的下端且可与其接触连接，所述弧形块（5）的内侧开设有锁止槽（8），所述锁止槽（8）内设置有可滑动的第二限位块（9），所述第二限位块（9）设置为楔形，所述第一限位块（4）在向上滑动时向远离下连接盘（2）的方向倾斜，所述下连接盘（2）的上侧开设有环形槽（10），所述第二限位块（9）可嵌入到环形槽（10）内，所述第二限位块（9）的上端设置有第二压簧（11），所述第二压簧（11）的另一端与弧形块（5）固定连接。

2.根据权利要求1所述的用于机器人工具快换的锁紧装置，其特征在于，所述固定腔（3）的上端设置有滑动板（12），所述滑动板（12）的上端设置有第三压簧（13），所述第三压簧（13）的上端与上连接盘（1）固定连接。

3.根据权利要求1所述的用于机器人工具快换的锁紧装置，其特征在于，所述固定腔（3）内开设有若干个L形的滑动槽（14），所述弧形块（5）上开设有在滑动槽（14）内滑动的滑动杆（15），所述滑动杆（15）可沿着滑动槽（14）向远离下连接盘（2）的方向移动，所述滑动槽（14）的下端设置有第二滑动块（16），所述第二滑动块（16）的另一端设置有第四压簧（17），所述第四压簧（17）的另一端与弧形块（5）固定连接。

4.根据权利要求1所述的用于机器人工具快换的锁紧装置，其特征在于，所述上连接盘（1）上开设有与第一限位块（4）一一对应的凹槽，所述第一限位块（4）位于凹槽内且与上连接盘（1）之间为转动连接，所述第一限位块（4）的上侧设置有弧形压簧（18），所述弧形压簧（18）的另一端与上连接盘（1）固定连接。

5.根据权利要求1所述的用于机器人工具快换的锁紧装置，其特征在于，所述上连接盘（1）上开设有与第一滑动块（7）一一对应的滑动腔（19），所述滑动腔（19）内设置有可滑动的活塞（20），所述第一滑动块（7）上远离弧形块（5）的一端插入到滑动腔（19）内且与活塞（20）固定连接，所述活塞（20）上远离第一滑动块（7）的一端设置有第一压簧（21），所述第一压簧（21）的另一端与滑动腔（19）固定连接。

6.根据权利要求5所述的用于机器人工具快换的锁紧装置，其特征在于，所述上连接盘（1）上开设有与滑动腔（19）一一对应且连通的气室（22）。

7.根据权利要求1所述的用于机器人工具快换的锁紧装置，其特征在于，所述第一限位块（4）的数量设置为四个。