CN116581624B - 一种航空插头对接专用机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空插头对接专用机械手，涉及航空插头的组装领域。包括导向结构和夹头结构；导向结构包括导向外部结构、驱动机构与控制环，驱动机构位于导向外部结构内侧，驱动机构传动端与控制环尾部连接，控制环头部结构为两组夹爪滑移架，每组夹爪滑移架的头部呈台阶状，凸出的台阶内侧设有大导柱，凹陷的台阶内侧设有小导柱。夹头结构包括夹爪基座、大夹爪与小夹爪，夹爪基座位于控制环的内侧且固定于导向外部结构的一端面，大夹爪与小夹爪间隔均匀布置于夹爪基座的周向上，大夹爪的长杆两侧面开有大夹爪导向槽，小夹爪的长杆两侧面开有小夹爪导向槽。本发明结构简单小巧，通用性强，使用十分方便，适合狭小空间航空插头的对接。

Description

一种航空插头对接专用机械手

技术领域

本发明涉及航空插头的组装领域，具体为一种航空插头对接专用机械手。

背景技术

航空插头广泛用于各种电气线路中，起着连接或断开电路的作用。航空插头有很多种，但是应用较为广泛的多为如图5和图6这种类型的航空插头。目前，航空插头的对接工作，全部由人工完成，效率低，特别在危险场合，对人身安全没有保障。为实现航空插头的自动对接，需设计一种夹持器或机械手来实现航空插头的夹持、对正和拧紧工作，由此，本发明提出一种航空插头对接专用机械手，用于实现航空插头与插座的自动对接工作。

发明内容

本发明为了解决现有的航空手头对接工作全部由人工完成，效率低且危险的问题，提供了一种航空插头对接专用机械手。

一般来说，航空插座包括导向销和键槽，如图5和图6所示，航空插头包括导向槽、到位标识孔、定位键、大圈和小圈组成。航空插头与插座对接流程如下：首先航空插座为固定状态，先夹持航空插头的小圈，插头与插座在轴向方向对准，夹持旋转小圈并带动插头继续移动，目的是使定位键与键槽两者周向对准并滑入键槽中；然后夹持大圈，松开小圈，旋转大圈，至到四个导向销从四个到位标识孔中弹出，对接完成，松开大圈。在该对接过程中，关键点在于：需要单独夹持航空插头小圈和大圈，并实现独立夹紧和松开的功能，因此需要专门的机械手来实现这样的功能。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种航空插头对接专用机械手，包括导向结构和夹头结构，导向结构用于帮助夹头结构导向并实现航空插头小圈和大圈的夹持。所述导向结构包括导向外部结构、驱动机构与控制环，导向外部结构用于与机器人连接，且其内的空间可以用于安装驱动机构，从而实现驱动机构驱动控制环平移的功能。因此所述驱动机构位于导向外部结构内侧，所述驱动机构的传动端与控制环的尾部可拆卸连接，从而使得控制环可以沿直线向前移动，所述控制环头部结构包括两组夹爪滑移架，两组夹爪滑移架的结构呈中心对称，夹爪滑移架可以沿着夹爪上的大夹爪导向槽和小夹爪导向槽移动，从而实现大夹爪和小夹爪的打开与夹紧。每组夹爪滑移架的头部呈台阶状，凸出的台阶内侧设有沿径向的两个大导柱安装架，所述两个大导柱安装架内侧正对设有两个大导柱，用于卡接在大夹爪两侧的大夹爪导向槽内。凹陷的台阶内侧设有沿径向的两个小导柱安装架，所述两个小导柱安装架内侧正对设有两个小导柱，用于卡接在小夹爪两侧的小夹爪导向槽内。因此两组夹爪滑移架中设有两对大导柱与两对小导柱，两对大导柱径向正对，分别对应两个大夹爪，两对小导柱径向正对，分别对应两个小夹爪。所述夹头结构包括夹爪基座、大夹爪与小夹爪，所述夹爪基座位于控制环的内侧、且固定连接于导向外部结构的一端面，由于夹爪基座位置固定，则大夹爪与小夹爪的位置也相对固定，所以控制环才可沿着四个夹爪的导向槽向前移动，两个小夹爪用于夹紧航空插头的小圈，两个大夹爪用于夹紧航空插头大圈。所述大夹爪与小夹爪各设有两个，且大夹爪与小夹爪间隔均匀布置于夹爪基座的周向上，使得两个大夹爪径向正对，与两对大导柱匹配，两个小夹爪径向正对，与两对小导柱匹配。所述大夹爪与小夹爪的结构相同，均包括一根长杆及夹头，所述长杆截面呈弧形，所述长杆的尾端连接于夹爪基座，所述夹头截面呈弧形，且其宽度大于长杆的宽度，所述夹头的凸侧连接于长杆的头端，凹侧向内，凹侧向内则方便于夹持圈状的大圈和小圈。所述大夹爪头部伸出的高度与凸出的台阶相匹配，小夹爪头部伸出的高度与凹陷的台阶相匹配，因此大夹爪头部伸出的高度大于小夹爪头部伸出的高度，这种高度差可以与航空插头大小圈之间的间距相匹配。所述大夹爪的长杆的两侧面开有大夹爪导向槽，所述大导柱滑动连接于相应的大夹爪导向槽内；所述小夹爪的长杆的两侧面开有小夹爪导向槽，所述小导柱滑动连接于相应的小夹爪导向槽内，使得大/小导柱可以在相对应的大/小夹爪导向槽内滑动。所述大夹爪导向槽由三段构成，按照由尾部到头部的顺序依次为：大夹爪直线凹槽Ⅰ、大夹爪曲线凹槽、大夹爪直线凹槽Ⅱ，所述大夹爪直线凹槽Ⅰ、大夹爪曲线凹槽、大夹爪直线凹槽Ⅱ相互连通，所述大夹爪直线凹槽Ⅰ与大夹爪直线凹槽Ⅱ平行，且大夹爪直线凹槽Ⅱ位于大夹爪直线凹槽Ⅰ外侧，所述大夹爪直线凹槽Ⅱ与大夹爪直线凹槽Ⅰ通过弯曲的大夹爪曲线凹槽连于一体，所述大夹爪曲线凹槽贴近于长杆的头部位置，可以看出当控制环由驱动机构驱动带动大导柱移动至大夹爪曲线凹槽最底处（即凹槽最接近长杆头部的位置）时，可以使大夹爪实现夹紧航空插头大圈的功能。所述小夹爪导向槽也由三段构成，按照由尾部到头部的顺序依次为：小夹爪直线凹槽Ⅰ、小夹爪曲线凹槽、小夹爪直线凹槽Ⅱ，所述小夹爪直线凹槽Ⅰ、小夹爪曲线凹槽、小夹爪直线凹槽Ⅱ相互连通，所述小夹爪直线凹槽Ⅰ与小夹爪直线凹槽Ⅱ呈一条直线状态，所述小夹爪曲线凹槽呈拱形，且向外侧突出，所述小夹爪曲线凹槽贴近于长杆的头部位置，当控制环由驱动机构驱动带动小导柱移动至小夹爪曲线凹槽最底部时，可以使小夹爪实现夹紧航空插头小圈的功能。

本发明具体操作为：夹爪基座固定不动，驱动机构带动控制环向前移动，此时小导柱位于小夹爪导向槽的小夹爪直线凹槽Ⅰ处，大导柱位于大夹爪导向槽的大夹爪直线凹槽Ⅰ处，此时两个小夹爪和两个大夹爪都处于打开状态；控制环继续向前移动，先实现的是小导柱运动到小夹爪导向槽的小夹爪曲线凹槽最底部位置，此时小导柱使得两个小夹爪向中心收缩，夹紧航空插头小圈，由导向外部结构上所连接的装置提供动力将航空插头与航空插座轴向对正并旋转小圈，使定位键与键槽两者周向对准并滑入键槽中。之后控制环继续向前运动，此时大导柱运动到大夹爪曲线凹槽最底处（即凹槽最接近长杆头部的位置），此时大导柱使得两个大夹爪向中心收缩，实现航空插头大圈的夹紧，即抓住航空插头大圈，此时小导柱运动到小夹爪直线凹槽Ⅱ处，释放航空插头小圈；由导向外部结构上所连接的装置提供动力旋转航空插头大圈，直到航空插座的四个导向销从四个到位标识孔中弹出，对接完成；然后控制环后退，带动大导柱和小导柱分别退到大夹爪直线凹槽Ⅰ与小夹爪直线凹槽Ⅰ处，大夹爪和小夹爪完全松开，将航空插头释放。

优选的，所有大夹爪与小夹爪各自对应的长杆的尾部通过尾端长销安装于夹爪基座上。

优选的，所述夹头的凹侧的夹持面呈齿状面，不仅与航空插头大/小圈匹配，而且也可以增大摩擦力。

优选的，所述导向外部结构尾端设置有机器人快换盘，且通过机器人快换盘与机器人连接，由机器人为航空插头的大小圈转动提供动力。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：本发明所提供的一种航空插头对接专用机械手，通过驱动机构带动控制环前后运动，控制环上的大小导柱与大小夹爪的导向槽配合来控制航空插头大小圈的夹住和松开；将该机械手安装于机器人的末端，可实现航空插头的拧紧和拆卸。本发明还可以适用于除航空插头之外其它对称物体的夹持装配，该机械手结构简单小巧，通用性强，使用十分方便，适合狭小空间航空插头的对接。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图。

图2为本发明控制环的结构示意图。

图3为本发明夹头机构的结构示意图。

图4为本发明夹头机构的结构侧视图。

图5为本发明所需装配的航空插头的结构示意图。

图6为本发明所需装配的航空插头的侧视图。

图中标记如下：1-导向外部结构，2-夹头结构，3-驱动机构，4-控制环，5-大导柱，6-小导柱，7-夹爪基座，8-大夹爪，9-小夹爪，10-小夹爪导向槽，11-大夹爪导向槽，12-小夹爪直线凹槽Ⅰ，13-小夹爪曲线凹槽，14-小夹爪直线凹槽Ⅱ，15-大夹爪直线凹槽Ⅰ，16-大夹爪曲线凹槽，17-大夹爪直线凹槽Ⅱ，18-长杆，19-夹头，20-航空插头小圈，21-航空插头大圈，501-大导柱安装架，601-小导柱安装架。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。

一种航空插头对接专用机械手，如图1所示：包括导向结构和夹头结构2；所述导向结构包括导向外部结构1、驱动机构3与控制环4，所述驱动机构3位于导向外部结构1内侧，所述驱动机构3的传动端与控制环4的尾部可拆卸连接，如图2所示，所述控制环4头部结构包括两组夹爪滑移架，两组夹爪滑移架的结构呈中心对称，每组夹爪滑移架的头部呈台阶状，凸出的台阶内侧设有沿径向的两个大导柱安装架501，所述两个大导柱安装架501内侧正对设有两个大导柱5，凹陷的台阶内侧设有沿径向的两个小导柱安装架601，所述两个小导柱安装架601内侧正对设有两个小导柱6，因此两组夹爪滑移架中设有两对大导柱5与两对小导柱6，两对大导柱5径向正对，两对小导柱6径向正对；如图3和图4所示，所述夹头结构2包括夹爪基座7、大夹爪8与小夹爪9，所述夹爪基座7位于控制环4的内侧、且固定连接于导向外部结构1的一端面，所述大夹爪8与小夹爪9各设有两个，且大夹爪8与小夹爪9间隔均匀布置于夹爪基座7的周向上，使得两个大夹爪8径向正对，两个小夹爪9径向正对；所述大夹爪8与小夹爪9的结构相同，均包括一根长杆18及夹头19，所述长杆18截面呈弧形，所述长杆18的尾端连接于夹爪基座7，所述夹头19截面呈弧形，且其宽度大于长杆18的宽度，所述夹头19的凸侧连接于长杆18的头端，凹侧向内；所述大夹爪8头部伸出的高度与凸出的台阶相匹配，小夹爪9头部伸出的高度与凹陷的台阶相匹配；所述大夹爪8的长杆18的两侧面开有大夹爪导向槽11，所述大导柱5滑动连接于相应的大夹爪导向槽11内；所述小夹爪9的长杆18的两侧面开有小夹爪导向槽10，所述小导柱6滑动连接于相应的小夹爪导向槽10内；所述大夹爪导向槽11由三段构成，按照由尾部到头部的顺序依次为：大夹爪直线凹槽Ⅰ15、大夹爪曲线凹槽16、大夹爪直线凹槽Ⅱ17，所述大夹爪直线凹槽Ⅰ15、大夹爪曲线凹槽16、大夹爪直线凹槽Ⅱ17相互连通，所述大夹爪直线凹槽Ⅰ15与大夹爪直线凹槽Ⅱ17平行，且大夹爪直线凹槽Ⅱ17位于大夹爪直线凹槽Ⅰ15外侧，所述大夹爪直线凹槽Ⅱ17与大夹爪直线凹槽Ⅰ15通过弯曲的大夹爪曲线凹槽16连于一体，所述大夹爪曲线凹槽16贴近于长杆18的头部位置；所述小夹爪导向槽10也由三段构成，按照由尾部到头部的顺序依次为：小夹爪直线凹槽Ⅰ12、小夹爪曲线凹槽13、小夹爪直线凹槽Ⅱ14，所述小夹爪直线凹槽Ⅰ12、小夹爪曲线凹槽13、小夹爪直线凹槽Ⅱ14相互连通，所述小夹爪直线凹槽Ⅰ12与小夹爪直线凹槽Ⅱ14呈一条直线状态，所述小夹爪曲线凹槽13呈拱形，且向外侧突出，所述小夹爪曲线凹槽13贴近于长杆18的头部位置。

本实施例采用了以下优选方案：所有大夹爪8与小夹爪9各自对应的长杆18的尾部通过尾端长销安装于夹爪基座7上；所述夹头19的凹侧的夹持面呈齿状面；所述导向外部结构1尾端设置有机器人快换盘，且通过机器人快换盘与机器人连接。

本实施例具体操作为：夹爪基座7固定不动，驱动机构3带动控制环4向前移动，此时小导柱6位于小夹爪导向槽10的小夹爪直线凹槽Ⅰ12处，大导柱5位于大夹爪导向槽11的大夹爪直线凹槽Ⅰ15处，此时两个小夹爪9和两个大夹爪8都处于打开状态；控制环4继续向前移动，先实现的是小导柱6运动到小夹爪导向槽10的小夹爪曲线凹槽13最底部位置，此时小导柱6使得两个小夹爪9向中心收缩，夹紧航空插头小圈20，由机器人提供动力将航空插头与航空插座轴向对正并旋转小圈，使定位键与键槽两者周向对准并滑入键槽中。之后控制环4继续向前运动，此时大导柱5运动到大夹爪曲线凹槽16最底处（即凹槽最接近长杆头部的位置），此时大导柱5使得两个大夹爪8向中心收缩，实现航空插头大圈21的夹紧，即抓住航空插头大圈，此时小导柱6运动到小夹爪直线凹槽Ⅱ14处，释放航空插头小圈20；由机器人提供动力旋转航空插头大圈21，直到航空插座的四个导向销从四个到位标识孔中弹出，对接完成；然后控制环4后退，带动大导柱5和小导柱6分别退到大夹爪直线凹槽Ⅰ15与小夹爪直线凹槽Ⅰ12处，大夹爪8和小夹爪9完全松开，将航空插头释放。

本发明要求保护的范围不限于以上具体实施方式，而且对于本领域技术人员而言，本发明可以有多种变形和更改，凡在本发明的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种航空插头对接专用机械手，其特征在于：包括导向结构和夹头结构（2）；

所述导向结构包括导向外部结构（1）、驱动机构（3）与控制环（4），所述驱动机构（3）位于导向外部结构（1）内侧，所述驱动机构（3）的传动端与控制环（4）的尾部可拆卸连接，所述控制环（4）头部结构包括两组夹爪滑移架，两组夹爪滑移架的结构呈中心对称，每组夹爪滑移架的头部呈台阶状，凸出的台阶内侧设有沿径向的两个大导柱安装架（501），所述两个大导柱安装架（501）内侧正对设有两个大导柱（5），凹陷的台阶内侧设有沿径向的两个小导柱安装架（601），所述两个小导柱安装架（601）内侧正对设有两个小导柱（6），因此两组夹爪滑移架中设有两对大导柱（5）与两对小导柱（6），两对大导柱（5）径向正对，两对小导柱（6）径向正对；

所述夹头结构（2）包括夹爪基座（7）、大夹爪（8）与小夹爪（9），所述夹爪基座（7）位于控制环（4）的内侧、且固定连接于导向外部结构（1）的一端面，所述大夹爪（8）与小夹爪（9）各设有两个，且大夹爪（8）与小夹爪（9）间隔均匀布置于夹爪基座（7）的周向上，使得两个大夹爪（8）径向正对，两个小夹爪（9）径向正对；所述大夹爪（8）与小夹爪（9）的结构相同，均包括一根长杆（18）及夹头（19），所述长杆（18）截面呈弧形，所述长杆（18）的尾端连接于夹爪基座（7），所述夹头（19）截面呈弧形，且其宽度大于长杆（18）的宽度，所述夹头（19）的凸侧连接于长杆（18）的头端，凹侧向内；所述大夹爪（8）头部伸出的高度与凸出的台阶相匹配，小夹爪（9）头部伸出的高度与凹陷的台阶相匹配；所述大夹爪（8）的长杆（18）的两侧面开有大夹爪导向槽（11），所述大导柱（5）滑动连接于相应的大夹爪导向槽（11）内；所述小夹爪（9）的长杆（18）的两侧面开有小夹爪导向槽（10），所述小导柱（6）滑动连接于相应的小夹爪导向槽（10）内；

所述大夹爪导向槽（11）由三段构成，按照由尾部到头部的顺序依次为：大夹爪直线凹槽Ⅰ（15）、大夹爪曲线凹槽（16）、大夹爪直线凹槽Ⅱ（17），所述大夹爪直线凹槽Ⅰ（15）、大夹爪曲线凹槽（16）、大夹爪直线凹槽Ⅱ（17）相互连通，所述大夹爪直线凹槽Ⅰ（15）与大夹爪直线凹槽Ⅱ（17）平行，且大夹爪直线凹槽Ⅱ（17）位于大夹爪直线凹槽Ⅰ（15）外侧，所述大夹爪直线凹槽Ⅱ（17）与大夹爪直线凹槽Ⅰ（15）通过弯曲的大夹爪曲线凹槽（16）连于一体，所述大夹爪曲线凹槽（16）贴近于长杆（18）的头部位置；

所述小夹爪导向槽（10）也由三段构成，按照由尾部到头部的顺序依次为：小夹爪直线凹槽Ⅰ（12）、小夹爪曲线凹槽（13）、小夹爪直线凹槽Ⅱ（14），所述小夹爪直线凹槽Ⅰ（12）、小夹爪曲线凹槽（13）、小夹爪直线凹槽Ⅱ（14）相互连通，所述小夹爪直线凹槽Ⅰ（12）与小夹爪直线凹槽Ⅱ（14）呈一条直线状态，所述小夹爪曲线凹槽（13）呈拱形，且向外侧突出，所述小夹爪曲线凹槽（13）贴近于长杆（18）的头部位置。

2.根据权利要求1所述的一种航空插头对接专用机械手，其特征在于：所有大夹爪（8）与小夹爪（9）各自对应的长杆（18）的尾部通过尾端长销安装于夹爪基座（7）上。

3.根据权利要求1所述的一种航空插头对接专用机械手，其特征在于：所述夹头（19）的凹侧的夹持面呈齿状面。

4.根据权利要求1所述的一种航空插头对接专用机械手，其特征在于：所述导向外部结构（1）尾端设置有机器人快换盘，且通过机器人快换盘与机器人连接。