CN116690536B - 机器人手部快换装置及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人手部快换装置及机器人，快换装置包括：固定件，固定件内设有安装腔；锁紧件，锁紧件可转动地设在固定件上，锁紧件设有锁定槽；快换件，快换件上设有插接部，快换件通过插接部与固定件可拆卸地连接，在快换件与固定件锁紧的情况下，插接部位于安装腔内，且锁紧件的锁定槽的至少一部分与插接部不重叠，以通过锁紧件将插接部限制在固定件的安装腔内；在快换件和固定件解锁的情况下，锁定槽与插接部相互对应，插接部通过锁定槽可脱离固定件。本发明的机器人手部快换装置结构更加简单，锁紧后的可靠性更好，同时便于快速切换。

Description

机器人手部快换装置及机器人

技术领域

本发明涉及机器人制造技术领域，更具体地，涉及一种机器人手部快换装置及机器人。

背景技术

机器人为了执行不同的任务，在机器臂末端需要安装不同的末端执行器。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。但是，目前的快换装置存在结构复杂，锁紧可靠性不足，更换效率低等问题。本发明提出了双重解锁方式、断电后自锁、防呆设计和一次性电气连接的快换装置，以实现快速和可靠的拆卸和更换末端执行器。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种机器人手部快换装置及机器人的新技术方案，至少能够解决现有技术中的快换装置结构复杂，锁紧可靠性不足且更换效率低等问题。

本发明的第一方面，提供了一种机器人手部快换装置，包括：固定件，所述固定件内设有安装腔；锁紧件，所述锁紧件可转动地设在所述固定件上，所述锁紧件设有锁定槽；快换件，所述快换件上设有插接部，所述快换件通过所述插接部与所述固定件可拆卸地连接，在所述快换件与所述固定件锁紧的情况下，所述插接部位于所述安装腔内，且所述锁紧件与所述插接部抵接，以通过所述锁紧件将所述插接部限制在所述固定件的所述安装腔内；在所述快换件和所述固定件解锁的情况下，所述锁定槽与所述插接部相互对应，所述插接部通过所述锁定槽可脱离所述固定件。

可选地，所述固定件为中空的柱状结构件，所述锁紧件为环形体，所述锁紧件套设在所述固定件上，且所述锁紧件相对所述固定件可转动，以使所述快换件在锁紧状态和解锁状态之间可切换。

可选地，所述锁紧件朝向所述快换件的一侧设有多个间隔开分布的锁紧凸块，相邻两个所述锁紧凸块之间限定出所述锁定槽，所述插接部设置成沿所述快换件的端面间隔开分布的插接块，在所述快换件与所述固定件锁紧的情况下，所述插接块位于所述安装腔内，且所述锁紧凸块的至少一部分止抵所述插接块，以将所述插接块限制在所述固定件的所述安装腔内；在所述快换件和所述固定件解锁的情况下，所述锁紧凸块与所述插接块脱离，所述锁定槽与所述插接块相互对应，所述插接块通过所述锁定槽可脱离所述固定件。

可选地，所述固定件上设有驱动件，所述机器人手部快换装置还包括：回转齿圈，所述回转齿圈可活动地套设在所述固定件上，所述回转齿圈与所述锁紧件连接，且所述驱动件与所述回转齿圈连接，以驱动所述回转齿圈相对所述固定件转动，并带动所述锁紧件在所述锁紧状态和所述解锁状态之间可切换。

可选地，所述回转齿圈的内壁设有齿纹，所述驱动件包括：电机；固定块，所述电机通过所述固定块设在所述固定件上；驱动齿轮，所述驱动齿轮通过所述固定块与所述电机连接；所述驱动齿轮与所述齿纹啮合，以驱动所述回转齿圈转动。在电解锁过程中，电机驱动驱动齿轮转动，通过驱动齿轮与齿纹啮合，以驱动回转齿圈转动，进而带动锁紧件转动，实现快换件与固定件的快速锁紧或解锁。

可选地，所述固定件设有多个连接板，多个所述连接板沿所述固定件的周向间隔开分布，相邻两个所述连接板之间形成镂空区，所述驱动件设在其中一个所述连接板上。

可选地，所述回转齿圈还设有感应槽，所述感应槽沿所述回转齿圈的径向延伸，且所述感应槽与所述齿纹的位置相对应，所述机器人手部快换装置还包括：感应板，所述感应板设在所述相邻两个所述连接板限定出的所述镂空区上，且所述感应板与所述连接板连接，所述感应槽上设有多个槽口，在所述回转齿圈转动的过程中，通过所述感应板与相应的所述槽口的配合，实现所述回转齿圈的位置检测。回转齿圈的位置检测目的主要是用于检测快换件的锁定状态，增加了快换件解锁以及锁定状态监测。

可选地，所述驱动件驱动所述回转齿圈在第一位置和第二位置之间可转动，在所述回转齿圈位于所述第一位置时，所述感应板与所述感应槽上的一部分所述槽口相对应，所述快换件与所述固定件处于所述锁紧状态；在所述回转齿圈位于所述第二位置时，所述感应板与所述感应槽上的另一部分所述槽口相对应，所述快换件与所述固定件处于所述解锁状态。

可选地，所述驱动件驱动所述回转齿圈位于第三位置时，所述感应板与所述感应槽上的另一部分所述槽口相对应，所述快换件与所述固定件处于所述解锁状态，所述第一位置位于所述第二位置和所述第三位置之间。

可选地，所述的机器人手部快换装置还包括：轴承，所述轴承设在所述固定件上，所述锁紧件与所述轴承转动连接；压板，所述压板设在所述固定件内，且所述压板的每个凸边穿过所述镂空区并与所述轴承相抵接。

可选地，所述锁紧件的外周沿设有拨动槽，所述机器人手部快换装置还包括：拨动片，所述拨动片设在所述回转齿圈和所述锁紧件上，且所述拨动片的侧边设有卡接板，所述卡接板设在所述拨动槽内，所述拨动片的背向所述回转齿圈的一侧表面设有拨动凸块，所述拨动片用于驱动所述锁紧件对所述快换件进行锁紧或解锁。拨动片可以用于在电解锁失效下手动解锁。两种解锁方式结合可靠性更高。该机器人手部快换装置具有两种解锁方式，可以通过手动转动或者内部的电驱动结构实现末端执行器的快速拆装更换。快换装置通过紧固或者解锁防呆设计，使用过程中不会出现脱落的情况。并且在快换装置断电后，可以保持执行器的锁紧，可靠性高，不松动。在结构锁紧的同时，能够实现一次性的电气连接，无需人工操作机械臂做电气接线连接的动作操作。

可选地，所述的机器人手部快换装置还包括：固定板，所述固定件与所述固定板连接，所述感应板的一端与所述固定板连接。

可选地，所述的机器人手部快换装置还包括：电路板和电路对接板，所述电路板设在所述回转齿圈内，所述电路对接板设在所述快换件内，所述电路板与所述电路对接板电连接，且所述感应板与所述电路板电连接。

本发明的第二方面，提供一种机器人，包括上述实施例中所述的机器人手部快换装置。

本发明的机器人手部快换装置，在固定件上设置可转动的锁紧件，并通过在锁紧件上设置锁定槽，快换件通过插接部与固定件可拆卸地连接，通过转动锁紧件，在锁定槽与插接部至少部分不重叠使，利用锁紧件将插接部限制在固定件的安装腔内，实现固定件与快换件的稳固锁紧，保证快换件与固定件锁紧可靠不松动。当快换件与固定件需要解锁时，转动锁紧件，当锁紧件转动到锁定槽与插接部的位置重叠时，快换件的插接部可以通过锁定槽脱离固定件，实现快换件与固定件的快速拆换。本发明的机器人手部快换装置结构更加简单，锁紧后的可靠性更好，同时便于快速切换。

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

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明实施例的机器人手部快换装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的机器人手部快换装置的结构爆炸图；

图3是根据本发明实施例的机器人手部快换装置的固定件与驱动件的装配示意图；

图4是根据本发明实施例的机器人手部快换装置的锁紧件的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的机器人手部快换装置的快换件的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的机器人手部快换装置的回转齿圈的结构示意图；

图7是根据本发明实施例的机器人手部快换装置的拨动片的结构示意图。

附图标记：

固定件10；安装腔11；连接板12；镂空区13；凸起14；

锁紧件20；锁定槽21；锁紧凸块22；拨动槽23；

快换件30；插接部31；电路对接板32；导向槽33；

驱动件40；电机41；固定块42；驱动齿轮43；

回转齿圈50；齿纹51；感应槽52；槽口521；

感应板60；光电传感器61；

轴承71；压板72；凸边721；固定板73；电路板74；

拨动片80；卡接板81；拨动凸块82。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：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发明的范围。

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，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

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，所述技术、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例子中，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例子可以具有不同的值。

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。

本发明的说明书和权利要求书中，若涉及到术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，若涉及到术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

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，涉及到的术语“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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图具体描述根据本发明实施例的机器人手部快换装置。

参见图1和图2，根据本发明实施例的机器人手部快换装置包括固定件10、锁紧件20和快换件30。

具体而言，固定件10内设有安装腔11。锁紧件20可转动地设在固定件10上，锁紧件20设有锁定槽21。快换件30上设有插接部31，快换件30通过插接部31与固定件10可拆卸地连接，在快换件30与固定件10锁紧的情况下，插接部31位于安装腔11内，且锁紧件20与插接部31抵接，以通过锁紧件20将插接部31限制在固定件10的安装腔11内。在快换件30和固定件10解锁的情况下，锁定槽21与插接部31相互对应，插接部31通过锁定槽21可脱离固定件10。

换言之，根据本发明实施例的机器人手部快换装置主要用于实现多种机械臂末端工具的快速切换，以便于安装不同的末端执行器。如图1和图2所示，该机器人手部快换装置主要由固定件10、锁紧件20和快换件30组成。其中，如图3所示，固定件10内设置有安装腔11。

锁紧件20可转动地安装在固定件10上，锁紧件20内设置有锁定槽21(参见图4)。锁定槽21的弧度大小决定了锁紧或解锁的范围，以及锁紧的接触面及锁紧可靠性。快换件30上设置有插接部31(参见图2和图5)，插接部31可以伸入或伸出锁定槽21，便于快换件30与固定件10的快速拆换。快换件30可以通过插接部31与固定件10可拆卸地连接，在快换件30与固定件10锁紧的情况下，插接部31位于安装腔11内，并且锁紧件20与插接部31抵接，此时，锁紧件20中的锁定槽21的边缘结构对插接部31进行固定限位，以此通过锁紧件20将插接部31限制在固定件10的安装腔11内，保证快换件30与固定件10的紧固可靠地连接，保证快换件30与固定件10不松动。在快换件30和固定件10解锁的情况下，锁定槽21与插接部31相互对应，此时，快换件30的插接部31可以通过锁定槽21脱离固定件10，实现快换件30与固定件10的快速分离。

由此，根据本发明实施例的机器人手部快换装置，在固定件10上设置可转动的锁紧件20，并通过在锁紧件20上设置锁定槽21，快换件30通过插接部31与固定件10可拆卸地连接，通过转动锁紧件20，在锁定槽21与插接部31至少部分不重叠使，利用锁紧件20将插接部31限制在固定件10的安装腔11内，实现固定件10与快换件30的稳固锁紧，保证快换件30与固定件10锁紧可靠不松动。当快换件30与固定件10需要解锁时，转动锁紧件20，当锁紧件20转动到锁定槽21与插接部31的位置重叠时，快换件30的插接部31可以通过锁定槽21脱离固定件10，实现快换件30与固定件10的快速拆换。本发明的机器人手部快换装置结构更加简单，锁紧后的可靠性更好，同时便于快速切换。

根据本发明的一个实施例，固定件10为中空的柱状结构件，锁紧件20为环形体，锁紧件20套设在固定件10上，且锁紧件20相对固定件10可转动，以使快换件30在锁紧状态和解锁状态之间可切换。

也就是说，参见图2和图3，固定件10可以设计成中空的柱状结构件，减小固定件10的重量。并且通过将固定件10设计成中空结构，便于实现一次性电气连接，不需要人工操作机械臂做电气接线连接的动作操作。锁紧件20可以设计成环形体，锁紧件20套设在固定件10上，并且锁紧件20相对固定件10可转动，通过转动锁紧件20，可以使快换件30在锁紧状态和解锁状态之间快速切换。

在本发明中，快换件30内可以设置多个导向槽33，固定件10的安装腔11设有多个凸起14。其中，多个凸起14设置在固定件10的朝向快换件30的一端的边沿位置，快换件30上的导向槽33相对于插接部31远离固定件10。装配过程中，快换件30的导向槽33与固定件10上的凸起14相对，在快换件30插入的过程中，保证插接部31能够顺利进入安装腔11，并与锁定槽21可转动配合，实现快速导向装配。

导向槽33的个数快换可以4个，导向槽33可以用于快换件30与固定件10的导向定位，快换件30插入以后可以有效防止转动的情况发生。当然，此类防止对接后转动的结构也可以是：导向孔和导向销轴，多边形配合，D孔与D轴等，齿型配合等方式，均可实现防止转动的定位效果。在本发明中，导向槽33和凸起14的形状和数量可以根据设计需要进行具体设计，在本发明中不再详细赘述。

本发明的机器人手部快换装置具有两种解锁方式，可以通过手动转动或者内部的电驱动结构(驱动件40)实现末端执行器的快速拆装更换。快换装置通过紧固或者解锁防呆设计，使用过程中不会出现脱落的情况。并且在快换装置断电后，可以保持执行器的锁紧，可靠性高，不松动。在结构锁紧的同时，能够实现一次性的电气连接，无需人工操作机械臂做电气接线连接的动作操作。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，锁紧件20朝向快换件30的一侧设有多个间隔开分布的锁紧凸块22，相邻两个锁紧凸块22之间限定出锁定槽21，插接部31设置成沿快换件30的端面间隔开分布的插接块，在快换件30与固定件10锁紧的情况下，插接块位于安装腔11内，且锁紧凸块22的至少一部分止抵插接块，以将插接块限制在固定件10的安装腔11内；在快换件30和固定件10解锁的情况下，锁紧凸块22与插接块脱离，锁定槽21与插接块相互对应，插接块通过锁定槽21可脱离固定件10。

换句话说，参见图4，锁紧件20可以设置成锁紧梅花片，锁紧件20的朝向快换件30的一侧设置有锁紧凸块22，多个锁紧凸块22沿锁紧件20的周向间隔开分布。相邻两个锁紧凸块22之间限定出锁定槽21。插接部31设置成沿快换件30的端面间隔开分布的插接块。插接块可以伸入或伸出锁定槽21。在快换件30与固定件10锁紧的情况下，插接块位于安装腔11内，并且锁紧凸块22的至少一部分止抵插接块，将插接块稳固可靠地限制在固定件10的安装腔11内，实现快换件30与固定件10的锁紧。在快换件30和固定件10解锁的情况下，锁紧凸块22与插接块脱离，锁定槽21与插接块相互对应，插接块通过锁定槽21脱离固定件10，实现快换件30与固定件10的快速分离。

根据本发明的一个实施例，固定件10上设有驱动件40，机器人手部快换装置还包括：回转齿圈50，回转齿圈50可活动地套设在固定件10上，回转齿圈50与锁紧件20连接，且驱动件40与回转齿圈50连接，以驱动回转齿圈50相对固定件10转动，并带动锁紧件20在锁紧状态和解锁状态之间可切换。

也就是说，如图1至图3所示，固定件10上可以设置有驱动件40，通过驱动件40可以实现快换装置的自动锁紧或解锁，自动化程度高。机器人手部快换装置还包括回转齿圈50，回转齿圈50可活动地套设在固定件10上，回转齿圈50与锁紧件20连接，并且驱动件40与回转齿圈50连接，驱动件40可以驱动回转齿圈50相对固定件10转动，并带动锁紧件20在锁紧状态和解锁状态之间切换，实现快换装置的自动锁紧或解锁，自动化程度高。

在本发明的一些具体是方式中，回转齿圈50的内壁设有齿纹51，驱动件40包括电机41、固定块42和驱动齿轮43，其中，电机41通过固定块42设在固定件10上。驱动齿轮43通过固定块42与电机41连接；驱动齿轮43与齿纹51啮合，以驱动回转齿圈50转动。

换句话说，参见图2和图6，回转齿圈50的内壁可以设置有齿纹51，驱动件40主要由电机41、固定块42和驱动齿轮43组成，其中，电机41可以通过固定块42固定在固定件10上。驱动齿轮43可以通过固定块42与电机41连接。电机41驱动驱动齿轮43转动，驱动齿轮43与齿纹51啮合，以驱动回转齿圈50转动，进而带动锁紧件20转动，实现快换件30与固定件10的快速锁紧或解锁。

在本发明中，电机41可以是有刷电机41或无刷电机41，电机41也可以是带行星减速或者常规多级减速的结构，以提高驱动能力。电机41可以通过内齿轮驱动转动，也可以通过同步轮、同步带的方式驱动，还可以是链传动，绳传动，蜗轮与蜗杆传动等方式，实现回转齿圈50的转动。本发明不对驱动件40的具体结构和形式进行限制，只要能够满足回转齿圈50驱动的方式，均应落入本发明的保护范围。

根据本发明的一个实施例，固定件10设有多个连接板12，多个连接板12沿固定件10的周向间隔开分布，相邻两个连接板12之间形成镂空区13，驱动件40设在其中一个连接板12上。

也就是说，如图1至图3所示，固定件10上设置有多个连接板12，多个连接板12可以沿固定件10的周向间隔开分布，并且相邻两个连接板12之间形成镂空区13，将固定件10构造成中空框架结构，进一步减小固定件10的重量和尺寸。驱动件40可以设置在其中一个连接板12上，通过驱动件40中的驱动齿轮43与回转齿圈50上的齿纹51啮合，带动回转齿圈50转动，进而带动锁紧件20转动，实现对快换件30的锁紧或解锁。

根据本发明的一个实施例，回转齿圈50还设有感应槽52，感应槽52沿回转齿圈50的径向延伸，且感应槽52与齿纹51的位置相对应，机器人手部快换装置还包括：

感应板60，感应板60设在相邻两个连接板12限定出的镂空区13上，且感应板60与连接板12连接，感应槽52上设有多个槽口521，在回转齿圈50转动的过程中，通过感应板60与相应的槽口521的配合，实现回转齿圈50的位置检测。

换句话说，如图2和图6所示，回转齿圈50上设置有感应槽52，感应槽52可以沿回转齿圈50的径向延伸，回转齿圈50上的感应槽52与齿纹51在径向方向上可以相互对应，机器人手部快换装置还包括：感应板60，感应板60设置在相邻两个连接板12限定出的镂空区13上，并且感应板60与连接板12连接。感应板60的宽度大致与固定件10上的相邻两个连接板12之间的镂空区13的宽度相等，有利于实现感应板60的良好固定。感应板60上设置有感测件。感应槽52上设置有多个槽口521。感应板60和感应槽52组成位置检测模块，在回转齿圈50转动的过程中，通过感应板60与相应的槽口521的配合，实现回转齿圈50的位置检测。回转齿圈50的位置检测目的主要是用于检测快换件30的锁定状态，增加了快换件30的解锁以及锁定状态监测。

在本发明中，感应板60可以采用光电感应，也可以用磁铁与霍尔感应的方式实现转动位置的检测。当然，还可以采用接近开关的方式进行位置检测。在本发明的下述实施例中，可以以感应板60为光电感应板60为例进行具体说明。

在本发明中，驱动件40可以驱动回转齿圈50在第一位置和第二位置之间转动，在回转齿圈50位于第一位置时，感应板60与感应槽52上的一部分槽口521相对应，此时，感应板60通过与感应槽52的槽口521配合，检测到快换件30与固定件10处于锁紧状态。在回转齿圈50位于第二位置时，感应板60与感应槽52上的另一部分槽口521相对应，检测到快换件30与固定件10处于解锁状态。

在本发明中，驱动件40驱动回转齿圈50位于第三位置时，感应板60与感应槽52上的另一部分槽口521相对应，检测到快换件30与固定件10处于解锁状态，第一位置位于第二位置和第三位置之间。其中，第一位置可以记为中间位置，第二位置为最左侧位置，第三位置为最右侧位置。

在本发明中，驱动件40的驱动齿轮43的活动范围是有极限位置限位的，保持整体装置可靠运行。限位结构的极限位置可以正好是解锁角度位置，此可以通过电机41堵转来判断已经完成解锁，也可以是超过解锁位置角度。解锁角度的识别可以通过感应板60上的光电传感器61和感应槽52来识别和区分。当然，限位结构也可以是在固定件10上安装挡片与回转齿圈50形成位置限位。

在本发明的锁定状态的模式判断中，可以通过感应板60上的3个光电对射传感器(光电传感器61)来判断锁紧件20到位情况，在对称双向解锁时所需要的配置中，存在5种状态，以有槽口521为1：

其中， 状态1 完全左旋解锁 1 1 1

状态2 左旋中间态 0 0 0

状态3 中间紧固态(紧固受力最好)1 1 0

状态4 右旋中间态 0 0 1

状态5 完全右旋解锁 1 0 0

如果进一步限制运动角度，只考虑单向解锁，则可以采用2个传感器即可判断到位置的情况。在解锁位置，在完全锁定位置，和在中间状态位置3种，不需要判断5种情况。

当识别到驱动齿轮43转动到回转圈体的齿纹51的中间位置(第一位置)时，前面的瓣状结构完全重合，此时锁紧力最大。

当识别到齿轮转动到齿纹51的2边位置(第二位置和第三位置)，前面的瓣状结构(锁紧凸块22)完全不重合，此时可以正常的插入快换件30。

除上述的3个特别的角度区间，其他位置2个瓣状结构(锁紧凸块22)部分重合，在锁紧情况下，依然可以保证不脱落。

根据本发明的一个实施例，机器人手部快换装置还包括轴承71和压板72。其中，轴承71设在固定件10上，锁紧件20与轴承71转动连接。压板72设在固定件10内，且压板72的每个凸边721穿过镂空区13并与轴承71相抵接。

也就是说，如图2所示，机器人手部快换装置还包括轴承71和压板72。其中，轴承71安装在固定件10上，锁紧件20与轴承71转动连接。压板72安装在固定件10内，并且压板72的每个凸边721穿过镂空区13并与轴承71相抵接。压板72与固定件10可以螺钉连接，通过压板72可以防止轴承71轴向移动，保证锁紧件20与轴承71的稳定转动。

在本发明的一些具体实施方式中，锁紧件20的外周沿设有拨动槽23，机器人手部快换装置还包括：拨动片80，拨动片80设在回转齿圈50和锁紧件20上，且拨动片80的侧边设有卡接板81，卡接板81设在拨动槽23内，拨动片80的背向回转齿圈50的一侧表面设有拨动凸块82，拨动片80用于驱动锁紧件20对快换件30进行锁紧或解锁。

换句话说，参见图4，锁紧件20的外周沿可以设置有拨动槽23，机器人手部快换装置还包括拨动片80，如图1、图2和图7所示，拨动片80设置在回转齿圈50和锁紧件20上，并且拨动片80的侧边设置有卡接板81，卡接板81可以设置在拨动槽23内，拨动片80的背向回转齿圈50的一侧表面可以设置有拨动凸块82，拨动片80可以用于用户手动驱动锁紧件20对快换件30进行锁紧或解锁。用户通过拨动拨动凸块82，使拨动片80转动，进而通过卡接板81带动锁紧件20转动，实现对快换件30的锁紧或解锁。本发明通过设计两种解锁方式，可以通过手动转动或者内部的电驱动结构实现末端执行器的快速拆装更换，同时固定紧固可靠，不松动。

拨动片80可以用于在电解锁失效下手动解锁，保证两种解锁方式可靠性更高。该机器人手部快换装置具有两种解锁方式，可以通过手动转动或者内部的电驱动结构实现末端执行器的快速拆装更换。快换装置通过紧固或者解锁防呆设计，使用过程中不会出现脱落的情况。并且在快换装置断电后，可以保持执行器的锁紧，可靠性高，不松动。在结构锁紧的同时，能够实现一次性的电气连接，无需人工操作机械臂做电气接线连接的动作操作。

在本发明的一些具体实施方式中，机器人手部快换装置还包括：固定板73，固定件10与固定板73连接，感应板60的一端与固定板73连接。机器人手部快换装置还包括：电路板74和电路对接板32，电路板74设在回转齿圈50内，电路对接板32设在快换件30内，电路板74与电路对接板32电连接，且感应板60与电路板74电连接。

也就是说，如图1和图2所示，机器人手部快换装置还包括固定板73，固定件10与固定板73连接，感应板60上设置有固定孔，感应板60可以通过固定孔与固定板73螺钉连接。机器人手部快换装置还包括电路板74和电路对接板32，电路板74设置在回转齿圈50内，电路对接板32设置在快换件30内，电路板74与电路对接板32电连接，并且感应板60与电路板74电连接。电路板74用于集成控制，接收末端控制信号，接收感应板60的反馈信号，控制电机41运动，以及与后部电路板74实现连接通讯。

本发明的机器人手部快换装置，具有紧固或者解锁防呆设计，使用过程中不会出现脱落的情况，并且断电也可以保持执行器的锁紧。在结构锁紧的同时，可以实现一次性的电气连接，不需要人工操作机械臂做电气接线连接的动作操作。本发明的机器人手部快换装置，可以电驱动旋转解锁，同时保留手动解锁设计，中间镂空可保证电气系统快速对接。锁紧对接角度范围大，可以保证在简单对接的同时保证锁紧，对接面接触范围大，可以保证连接紧固，抗拉强度高。断电后处于锁紧状态。

当然，对于本领域技术人员来说，机器人手部快换装置的其他结构及其工作原理是可以理解并且能够实现的，在本发明中不再详细赘述。

根据本发明第二方面，提供一种机器人，包括上述实施例中的机器人手部快换装置。由于根据本发明实施例的机器人手部快换装置，因此，根据本发明实施例的机器人也应具有相应的技术效果，即本发明的机器人通过采用该机器人手部快换装置，可以通过手动转动或者内部的电驱动结构实现末端执行器的快速拆装更换，同时固定紧固可靠，不松动，整体结构重量轻、尺寸小，满足机器人轻量化需求。

当然，对于本领域技术人员来说，机器人的其他结构及其工作原理是可以理解并且能够实现的，在本发明中不再详细赘述。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种机器人手部快换装置，其特征在于，包括：

固定件，所述固定件内设有安装腔，所述固定件上设有驱动件；

锁紧件，所述锁紧件可转动地设在所述固定件上，所述锁紧件设有锁定槽；

快换件，所述快换件上设有插接部，所述快换件通过所述插接部与所述固定件可拆卸地连接，在所述快换件与所述固定件锁紧的情况下，所述插接部位于所述安装腔内，且所述锁紧件与所述插接部抵接，以通过所述锁紧件将所述插接部限制在所述固定件的所述安装腔内；在所述快换件和所述固定件解锁的情况下，所述锁定槽与所述插接部相互对应，所述插接部通过所述锁定槽可脱离所述固定件；

所述锁紧件朝向所述快换件的一侧设有多个间隔开分布的锁紧凸块，相邻两个所述锁紧凸块之间限定出所述锁定槽，所述插接部设置成沿所述快换件的端面间隔开分布的插接块，在所述快换件与所述固定件锁紧的情况下，所述插接块位于所述安装腔内，且所述锁紧凸块的至少一部分止抵所述插接块，以将所述插接块限制在所述固定件的所述安装腔内；在所述快换件和所述固定件解锁的情况下，所述锁紧凸块与所述插接块脱离，所述锁定槽与所述插接块相互对应，所述插接块通过所述锁定槽可脱离所述固定件；

所述机器人手部快换装置还包括：回转齿圈，所述回转齿圈可活动地套设在所述固定件上，所述回转齿圈与所述锁紧件连接，且所述驱动件与所述回转齿圈连接，以驱动所述回转齿圈相对所述固定件转动，并带动所述锁紧件在所述锁紧状态和所述解锁状态之间可切换；所述固定件设有多个连接板，多个所述连接板沿所述固定件的周向间隔开分布，相邻两个所述连接板之间形成镂空区，所述驱动件设在其中一个所述连接板上。

2.根据权利要求1所述的机器人手部快换装置，其特征在于，所述固定件为中空的柱状结构件，所述锁紧件为环形体，所述锁紧件套设在所述固定件上，且所述锁紧件相对所述固定件可转动，以使所述快换件在锁紧状态和解锁状态之间可切换。

3.根据权利要求1所述的机器人手部快换装置，其特征在于，所述回转齿圈的内壁设有齿纹，所述驱动件包括：

电机；

固定块，所述电机通过所述固定块设在所述固定件上；

驱动齿轮，所述驱动齿轮通过所述固定块与所述电机连接；所述驱动齿轮与所述齿纹啮合，以驱动所述回转齿圈转动。

4.根据权利要求3所述的机器人手部快换装置，其特征在于，所述回转齿圈还设有感应槽，所述感应槽沿所述回转齿圈的径向延伸，且所述感应槽与所述齿纹的位置相对应，所述机器人手部快换装置还包括：

感应板，所述感应板设在所述相邻两个所述连接板限定出的所述镂空区上，且所述感应板与所述连接板连接，所述感应槽上设有多个槽口，在所述回转齿圈转动的过程中，通过所述感应板与相应的所述槽口的配合，实现所述回转齿圈的位置检测。

5.根据权利要求4所述的机器人手部快换装置，其特征在于，所述驱动件驱动所述回转齿圈在第一位置和第二位置之间可转动，在所述回转齿圈位于所述第一位置时，所述感应板与所述感应槽上的一部分所述槽口相对应，所述快换件与所述固定件处于所述锁紧状态；在所述回转齿圈位于所述第二位置时，所述感应板与所述感应槽上的另一部分所述槽口相对应，所述快换件与所述固定件处于所述解锁状态。

6.根据权利要求5所述的机器人手部快换装置，其特征在于，所述驱动件驱动所述回转齿圈位于第三位置时，所述感应板与所述感应槽上的另一部分所述槽口相对应，所述快换件与所述固定件处于所述解锁状态，所述第一位置位于所述第二位置和所述第三位置之间。

7.根据权利要求1所述的机器人手部快换装置，其特征在于，还包括：

轴承，所述轴承设在所述固定件上，所述锁紧件与所述轴承转动连接；

压板，所述压板设在所述固定件内，且所述压板的每个凸边穿过所述镂空区并与所述轴承相抵接。

8.根据权利要求1所述的机器人手部快换装置，其特征在于，所述锁紧件的外周沿设有拨动槽，所述机器人手部快换装置还包括：拨动片，所述拨动片设在所述回转齿圈和所述锁紧件上，且所述拨动片的侧边设有卡接板，所述卡接板设在所述拨动槽内，所述拨动片的背向所述回转齿圈的一侧表面设有拨动凸块，所述拨动片用于驱动所述锁紧件对所述快换件进行锁紧或解锁。

9.根据权利要求4所述的机器人手部快换装置，其特征在于，还包括：固定板，所述固定件与所述固定板连接，所述感应板的一端与所述固定板连接。

10.根据权利要求4所述的机器人手部快换装置，其特征在于，还包括：电路板和电路对接板，所述电路板设在所述回转齿圈内，所述电路对接板设在所述快换件内，所述电路板与所述电路对接板电连接，且所述感应板与所述电路板电连接。

11.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-10中任一项所述的机器人手部快换装置。