CN206048233U - 一种机器人工件自动快换装置及使用其的机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种机器人工件自动快换装置及使用其的机器人，包括机器人侧单元、工具侧单元和锁紧机构，机器人侧单元和工具侧单元之间通过分置于机器人侧单元和工具侧单元的锁紧机构连接，当所述锁紧驱动活塞带动锁紧盘滑动至锁紧执行头的底部时所述外撑机构向外顶出而挤压锁紧凹槽的内壁。通过锁紧机构实现机器人侧本体和工具侧本体之间的自动锁紧或自动松开，可设置一个机器人侧本体并将其安装在机器人的驱动臂上，可设置多个与机器人侧本体配合使用的工具侧本体并安装在各种执行器上；从而通过锁紧机构，一台机器人可自动切换多个工具侧本体，继而自动更换不同的执行器，从而使机器人的应用更具柔性和灵活性，降低生产加工投入成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人技术设备领域，尤其涉及一种机器人工件自动快换装置及使用其的机器人。
背景技术
目前，机器人在流水线工作时需要更换不同的执行器，如焊枪、抓手和真空器具等，不同的执行器对能源的需求也不一样，机器人工作时需要快速连接和切换不同的执行器，同时提供给执行器各种信号需求，如水源供给、气体供给、电源供给等。现有的快换装置多为手动式，每次机器人更换执行器时，均需要机器人停止工作，人工切换工具侧本体，生产效率低，增大工人劳动强度。而且，锁紧及定位效果较差，缺少防止工具侧本体从机器人侧本体上脱落的安全保护装置或检测装置，使得机器人快换系统运行稳定性和工作效率较差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种可实现自动快速更换，提高工作效率和运行稳定性的机器人工件自动快换装置及使用其的机器人。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种机器人工件自动快换装置，包括机器人侧单元、工具侧单元和锁紧机构，机器人侧单元和工具侧单元之间通过分置于机器人侧单元和工具侧单元的锁紧机构连接；
所述锁紧机构包括机器人侧锁紧模块和工具侧锁紧模块；所述机器人侧锁紧模块包括锁紧盘，所述机器人侧单元包括机器人侧本体、锁紧驱动活塞和锁紧执行头，锁紧执行头设置于机器人侧本体的下表面，所述锁紧执行头的底部设有外撑机构；
所述锁紧驱动活塞和所述锁紧盘设置于锁紧执行头的内部，并且所述锁紧驱动活塞带动锁紧盘在锁紧执行头的内部滑动；
所述工具侧锁紧模块包括锁紧凹槽，所述工具侧单元包括工具侧本体，所述锁紧凹槽设置于工具侧本体的上表面；工作时所述机器人侧本体和工具侧本体贴合，所述锁紧执行头插入锁紧凹槽，当所述锁紧驱动活塞带动锁紧盘滑动至锁紧执行头的底部时所述外撑机构向外顶出而挤压锁紧凹槽的内壁。
优选地，所述外撑机构包括多个锁紧钢珠，所述机器人侧本体的中部设有活塞安装腔，所述锁紧执行头的内部设有锁紧盘活动腔和多个钢珠活动槽，并且活塞安装腔的一端和锁紧盘活动腔的一端连通；
所述锁紧驱动活塞设置于活塞安装腔内，所述锁紧盘设置于锁紧盘活动腔内，锁紧驱动活塞的活塞杆伸延至锁紧盘活动腔并与锁紧盘连接，所述锁紧驱动活塞带动锁紧盘在锁紧盘活动腔内滑动；多个钢珠活动槽设置于所述锁紧盘活动腔的另一端的侧壁上，并且每个钢珠活动槽设置一个锁紧钢珠；
当所述锁紧驱动活塞带动锁紧盘滑动至锁紧盘活动腔的另一端时所述钢珠活动槽的锁紧钢珠向外顶出而挤压锁紧凹槽的内壁。
优选地，所述机器人侧单元包括机器人侧送气模块，所述机器人侧送气模块包括机器人侧送气通道、送气控制弹簧、弹簧安装堵头、送气控制钢珠和出气口密封圈，所述机器人侧送气通道设置于机器人侧本体的一侧并且机器人侧送气通道的出气口和机器人侧本体的下表面连通；
所述出气口密封圈设置于机器人侧送气通道的出气口，所述弹簧安装堵头设置于机器人侧送气通道的管壁，所述送气控制弹簧的一端和弹簧安装堵头连接，所述送气控制弹簧的另一端和送气控制钢珠连接，所述送气控制钢珠在送气控制弹簧的推压作用下抵住所述出气口密封圈。
优选地，所述工具侧单元包括工具侧进气模块，所述工具侧进气模块包括工具侧进气通道、进气口密封胶块和密封胶块支撑套管，所述工具侧进气通道设置于工具侧本体的一侧并且工具侧进气通道的进气口和工具侧本体的上表面连通，当所述机器人侧本体和工具侧本体贴合时，所述工具侧进气通道和机器人侧送气通道连通；
所述密封胶块支撑套管设置于工具侧进气通道的进气口，所述进气口密封胶块套合于密封胶块支撑套管的外侧；
当所述机器人侧本体和工具侧本体贴合时，所述密封胶块支撑套管插入机器人侧送气通道的出气口并顶起送气控制钢珠。
优选地，所述工具侧锁紧模块还包括锁紧法兰，所述锁紧法兰套接于所述锁紧凹槽的槽口；
所述锁紧法兰和锁紧凹槽之间形成锁紧导向凹弧面，所述锁紧导向凹弧面的直径与锁紧钢珠的直径相同；
工作时锁紧钢珠向外顶出并卡嵌在锁紧导向凹弧面内，将机器人侧本体锁紧装配在工具侧本体上。
优选地，所述机器人侧本体还包括第一活塞控制气道和第二活塞控制气道，第一活塞控制气道和第二活塞控制气道设置于机器人侧本体的另一侧的侧壁，所述第一活塞控制气道的一端与活塞安装腔的一端的侧壁连通，所述第二活塞控制气道的一端与活塞安装腔的另一端的侧壁连通；
还包括第一活塞位置传感器和第二活塞位置传感器，所述第一活塞位置传感器设置于第一活塞控制气道内，所述第二活塞位置传感器设置于第二活塞控制气道内。
优选地，所述机器人侧本体还包括第一活塞控制气道和第二活塞控制气道，第一活塞控制气道和第二活塞控制气道设置于机器人侧本体的另一侧的侧壁，所述第一活塞控制气道的一端与活塞安装腔的一端的侧壁连通，所述第二活塞控制气道的一端与活塞安装腔的另一端的侧壁连通；
还包括活塞行程检测管和活塞行程检测杆，所述活塞行程检测管的开口端与机器人侧本体的上表面连接，所述活塞行程检测杆的一端与所述锁紧驱动活塞的活塞头连接；所述机器人侧本体的上表面设有行程检测杆导向通孔，所述活塞行程检测杆的另一端穿过行程检测杆导向通孔延伸至活塞行程检测管的内部；
还包括第一活塞位置传感器和第二活塞位置传感器，所述第一活塞位置传感器设置于活塞行程检测管的开口端的侧壁，所述第二活塞位置传感器设置于活塞行程检测管的封口端的侧壁。
优选地，所述机器人侧单元还包括定位销，所述定位销设置于机器人侧本体的下表面；
所述工具侧单元还包括定位销导槽和定位导向套，所述定位销导孔设置于工具侧本体的上表面，所述定位导向套设置于定位销导槽的槽口；
所述定位销导槽与定位销正对，工作时定位销插入定位销导槽。
优选地，所述机器人侧单元还包括端面传感器，所述端面传感器设置于机器人侧本体的下表面；所述工具侧单元还包括端面检测块，所述端面检测块设置于工具侧本体的上表面；所述端面检测块和端面传感器正对；
还包括机器人侧连接板和工具侧连接板，所述机器人侧连接板设置于机器人侧本体的侧壁，所述工具侧连接板设置于工具侧本体的侧壁。
使用所述机器人工件自动快换装置的机器人，包括机器人本体和所述机器人工件自动快换装置，所述机器人工件自动快换装置的机器人侧本体与机器人本体连接。
所述机器人工件自动快换装置通过锁紧机构实现机器人侧本体和工具侧本体之间的自动锁紧或自动松开，可设置一个机器人侧本体并将其安装在机器人的驱动臂上，可设置多个与机器人侧本体配合使用的工具侧本体并安装在各种执行器(如焊枪、抓手和真空器具等)上；从而通过锁紧机构，一台机器人可自动切换多个工具侧本体，继而自动更换不同的执行器，从而使机器人的应用更具柔性和灵活性，降低生产加工投入成本。所述机器人工件自动快换装置实现机器人侧本体和工具侧本体之间的自动锁紧或自动松开，更换过程无需机器人停止工作，生产效率高，降低工人劳动强度。
附图说明
附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。
图1是本实用新型其中一个实施例的机器人工件快换装置结构示意图；
图2是本实用新型其中一个实施例的机器人工件快换装置工作原理图；
图3是本实用新型其中一个实施例的机器人侧送气模块和工具侧进气模块结构图；
图4是本实用新型其中一个实施例的机器人侧送气模块和工具侧进气模块放大图；
图5是本实用新型其中一个实施例的活塞行程检测管结构示意图；
图6是本实用新型其中一个实施例的机器人工件快换装置装配图。
其中：机器人侧本体1；锁紧驱动活塞11；锁紧执行头13；锁紧盘12；锁紧钢珠14；活塞安装腔15；锁紧盘活动腔131；钢珠活动槽132；锁紧凹槽21；工具侧本体2；机器人侧送气模块18；机器人侧送气通道181；送气控制弹簧182；弹簧安装堵头183；送气控制钢珠184；出气口密封圈185；工具侧进气模块26；工具侧进气通道261；进气口密封胶块262；密封胶块支撑套管263；锁紧法兰22；锁紧导向凹弧面23；第一活塞控制气道151；第二活塞控制气道152；第一活塞位置传感器154；第二活塞位置传感器155；活塞行程检测管19；活塞行程检测杆111；定位销16；定位销导槽24；定位导向套241；端面传感器17；端面检测块25；机器人侧连接板3；工具侧连接板4。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
本实施例的一种机器人工件自动快换装置，包括机器人侧单元、工具侧单元和锁紧机构，机器人侧单元和工具侧单元之间通过分置于机器人侧单元和工具侧单元的锁紧机构连接，如图1所示，
所述锁紧机构包括机器人侧锁紧模块和工具侧锁紧模块；所述机器人侧锁紧模块包括锁紧盘12，所述机器人侧单元包括机器人侧本体1、锁紧驱动活塞11和锁紧执行头13，锁紧执行头13设置于机器人侧本体1的下表面，所述锁紧执行头13的底部设有外撑机构；
所述锁紧驱动活塞11和所述锁紧盘12设置于锁紧执行头13的内部，并且所述锁紧驱动活塞11带动锁紧盘12在锁紧执行头13的内部滑动；
所述工具侧锁紧模块包括锁紧凹槽21，所述工具侧单元包括工具侧本体2，所述锁紧凹槽21设置于工具侧本体2的上表面；工作时所述机器人侧本体1和工具侧本体2贴合，所述锁紧执行头13插入锁紧凹槽21，当所述锁紧驱动活塞11带动锁紧盘12滑动至锁紧执行头13的底部时所述外撑机构向外顶出而挤压锁紧凹槽21的内壁。
优选地，如图1所示，所述外撑机构包括多个锁紧钢珠14，所述机器人侧本体1的中部设有活塞安装腔15，所述锁紧执行头13的内部设有锁紧盘活动腔131和多个钢珠活动槽132，并且活塞安装腔15的一端和锁紧盘活动腔131的一端连通；
所述锁紧驱动活塞11设置于活塞安装腔15内，所述锁紧盘12设置于锁紧盘活动腔131内，锁紧驱动活塞11的活塞杆伸延至锁紧盘活动腔131并与锁紧盘12连接，所述锁紧驱动活塞11带动锁紧盘12在锁紧盘活动腔131内滑动；多个钢珠活动槽132设置于所述锁紧盘活动腔131的另一端的侧壁上，并且每个钢珠活动槽132设置一个锁紧钢珠14；
当所述锁紧驱动活塞11带动锁紧盘12滑动至锁紧盘活动腔131的另一端时所述钢珠活动槽132的锁紧钢珠14向外顶出而挤压锁紧凹槽21的内壁。
所述机器人工件自动快换装置通过锁紧机构实现机器人侧本体1和工具侧本体2之间的自动锁紧或自动松开，可设置一个机器人侧本体1并将其安装在机器人的驱动臂上，可设置多个与机器人侧本体1配合使用的工具侧本体2并安装在各种执行器(如焊枪、抓手和真空器具等)上；从而通过锁紧机构，一台机器人可自动切换多个工具侧本体2，继而自动更换不同的执行器，从而使机器人的应用更具柔性和灵活性，降低生产加工投入成本。
现有的快换装置多为手动式，每次机器人更换执行器时，均需要机器人停止工作，人工切换工具侧本体2，生产效率低，增大工人劳动强度。而所述机器人工件自动快换装置设置机器人侧锁紧模块和工具侧锁紧模块，实现机器人侧本体1和工具侧本体2之间的自动锁紧或自动松开，其工作过程如下：
工作时，如图2所示，首先机器人带动机器人侧本体1和工具侧本体2贴合，从而使机器人侧本体1的下表面和工具侧本体2的上表面紧密接触，并且机器人侧本体1的锁紧执行头13插入工具侧本体2的锁紧凹槽21内；然后，机器人侧本体1的锁紧驱动活塞11带动锁紧盘12滑动至锁紧盘活动腔131的另一端，从而锁紧盘12推动锁紧钢珠14从钢珠活动槽132向外顶出，继而使锁紧钢珠14和锁紧凹槽21相互挤压，实现锁紧执行头13对工具侧本体2的锁紧固定作用和轴向定位作用。
更换执行器时，机器人侧本体1的锁紧驱动活塞11带动锁紧盘12向锁紧盘活动腔131的一端滑动，锁紧盘12不再对锁紧钢珠14有推动作用，并给锁紧钢珠14向锁紧盘活动腔131活动留有空间，锁紧钢珠14不再挤压锁紧凹槽21，实现机器人侧本体1与工具侧本体2解锁；然后，机器人带动机器人侧本体1和工具侧本体2分离，机器人侧本体1的锁紧执行头13从工具侧本体2的锁紧凹槽21抽出。相比与现有的手动式快换装置，所述机器人工件自动快换装置实现机器人侧本体1和工具侧本体2之间的自动锁紧或自动松开，更换过程无需机器人停止工作，生产效率高，降低工人劳动强度。
优选地，所述机器人侧单元包括机器人侧送气模块18，如图3、图4所示，所述机器人侧送气模块18包括机器人侧送气通道181、送气控制弹簧182、弹簧安装堵头183、送气控制钢珠184和出气口密封圈185，所述机器人侧送气通道181设置于机器人侧本体1的一侧并且机器人侧送气通道181的出气口和机器人侧本体1的下表面连通；
所述出气口密封圈185设置于机器人侧送气通道181的出气口，所述弹簧安装堵头183设置于机器人侧送气通道181的管壁，所述送气控制弹簧182的一端和弹簧安装堵头183连接，所述送气控制弹簧182的另一端和送气控制钢珠184连接，所述送气控制钢珠184在送气控制弹簧182的推压作用下抵住所述出气口密封圈185。
优选地，所述工具侧单元包括工具侧进气模块26，如图3、图4所示，所述工具侧进气模块26包括工具侧进气通道261、进气口密封胶块262和密封胶块支撑套管263，所述工具侧进气通道261设置于工具侧本体2的一侧并且工具侧进气通道261的进气口和工具侧本体2的上表面连通，当所述机器人侧本体1和工具侧本体2贴合时，所述工具侧进气通道261和机器人侧送气通道181连通；所述密封胶块支撑套管263设置于工具侧进气通道261的进气口，所述进气口密封胶块262套合于密封胶块支撑套管263的外侧；当所述机器人侧本体1和工具侧本体2贴合时，所述密封胶块支撑套管263插入机器人侧送气通道181的出气口并顶起送气控制钢珠184。
由于实际应用中，可通过在所述机器人工件自动快换装置的四周连接不同的实用工具模块，使所述机器人工件自动快换装置能够让不同的介质图液体、气体、真空、液压、电信号等从机器人的驱动臂连通到执行器上。而所述机器人侧送气模块18和工具侧进气模块26相互配合，构成气路联通机构，机器人侧送气通道181和外接气源连通，工具侧进气通道261和执行器的气路连通，实现机器人为一些气动执行器输送外接气源。
当机器人侧本体1和工具侧本体2锁紧时，所述机器人侧本体1和工具侧本体2紧密贴合，所述密封胶块支撑套管263插入机器人侧送气通道181的出气口并顶起送气控制钢珠184，从而使送气控制钢珠184脱离出气口密封圈185，实现工具侧进气通道261和机器人侧送气通道181相互连通，机器人为气动执行器输送外接气源；同时，在工具侧进气通道261和机器人侧送气通道181的交接处，进气口密封胶块262和机器人侧本体1接触而挤压变形，将交接处的空隙填满，有效地防止气体从交接处泄露出去。
当机器人侧本体1和工具侧本体2解锁时，送气控制钢珠184因失去了密封胶块支撑套管263的支持，在送气控制弹簧182的推压作用下抵住所述出气口密封圈185，实现机器人侧送气通道181的密封，防止气体泄漏；所述送气控制弹簧182始终保持压缩状态，所述弹簧安装堵头183为送气控制弹簧182提供支撑。所述机器人侧送气模块18和工具侧进气模块26相互配合，随着机器人侧本体1和工具侧本体2的锁紧或解锁而实现气路的快速联通或断开，动作迅速高效，气密性好，安全可靠。
优选地，所述工具侧锁紧模块还包括锁紧法兰22，如图1所示，所述锁紧法兰22套接于所述锁紧凹槽21的槽口；所述锁紧法兰22和锁紧凹槽21之间形成锁紧导向凹弧面23，所述锁紧导向凹弧面23的直径与锁紧钢珠14的直径相同；工作时锁紧钢珠14向外顶出并卡嵌在锁紧导向凹弧面23内，将机器人侧本体1锁紧装配在工具侧本体2上。所述锁紧法兰22和锁紧凹槽21之间形成锁紧导向凹弧面23，工作时锁紧钢珠14向外顶出并卡嵌在锁紧导向凹弧面23内，将机器人侧本体1锁紧装配在工具侧本体2上。所述锁紧导向凹弧面23和锁紧钢珠14相互配合，可提高机器人侧本体1和工具侧本体2的锁紧强度，有效防止机器人侧本体1和工具侧本体2的意外脱离。所述锁紧法兰22和锁紧执行头13的相互贴合实现对机器人侧本体1和工具侧本体2的轴向定位。
优选地，所述机器人侧本体1还包括第一活塞控制气道151和第二活塞控制气道152，如图1、图3所示，第一活塞控制气道151和第二活塞控制气道152设置于机器人侧本体1的另一侧的侧壁，所述第一活塞控制气道151的一端与活塞安装腔15的一端的侧壁连通，所述第二活塞控制气道152的一端与活塞安装腔15的另一端的侧壁连通；还包括第一活塞位置传感器154和第二活塞位置传感器155，所述第一活塞位置传感器154设置于第一活塞控制气道151内，所述第二活塞位置传感器155设置于第二活塞控制气道152内。
所述第一活塞控制气道151和第二活塞控制气道152分别与外接气源连通，并且所述第一活塞控制气道151设置于活塞安装腔15的一端，所述第二活塞控制气道152设置于活塞安装腔15的另一端，从而使外接气源控制锁紧驱动活塞11的活塞头在活塞安装腔15内上下滑动。当第一活塞控制气道151排气，第二活塞控制气道152供气，锁紧驱动活塞11的活塞头向下移动，使与锁紧驱动活塞11连接的锁紧盘12滑动至锁紧盘活动腔131的另一端，所述机器人工件自动快换装置处于锁紧状态；当第一活塞控制气道151供气，第二活塞控制气道152排气，锁紧驱动活塞11的活塞头向上移动，使与锁紧驱动活塞11连接的锁紧盘12向锁紧盘活动腔131的一端滑动，所述机器人工件自动快换装置处于解锁状态。所述第一活塞位置传感器154设置于第一活塞控制气道151内，检测锁紧驱动活塞11的活塞头滑动行程的最下位置；所述第二活塞位置传感器155设置于第二活塞控制气道152内，检测锁紧驱动活塞11的活塞头滑动行程的最上位置。从而通过第一活塞位置传感器154和第二活塞控制气道152了解锁紧驱动活塞11的活塞头实时状态，从而控制第一活塞控制气道151和第二活塞控制气道152的排供气状态。
优选地，所述机器人侧本体1还包括第一活塞控制气道151和第二活塞控制气道152，如图1所示，第一活塞控制气道151和第二活塞控制气道152设置于机器人侧本体1的另一侧的侧壁，所述第一活塞控制气道151的一端与活塞安装腔15的一端的侧壁连通，所述第二活塞控制气道152的一端与活塞安装腔15的另一端的侧壁连通；
还包括活塞行程检测管19和活塞行程检测杆111，如图5所示，所述活塞行程检测管19的开口端与机器人侧本体1的上表面连接，所述活塞行程检测杆111的一端与所述锁紧驱动活塞11的活塞头连接；所述机器人侧本体1的上表面设有行程检测杆导向通孔，所述活塞行程检测杆111的另一端穿过行程检测杆导向通孔延伸至活塞行程检测管19的内部；
还包括第一活塞位置传感器154和第二活塞位置传感器155，所述第一活塞位置传感器154设置于活塞行程检测管19的开口端的侧壁，所述第二活塞位置传感器155设置于活塞行程检测管19的封口端的侧壁。
还可设置活塞行程检测管19，将第一活塞位置传感器154设置于活塞行程检测管19的开口端，第二活塞位置传感器155设置于活塞行程检测管19的封口端；还设置和锁紧驱动活塞11的活塞头连接的活塞行程检测杆111，所述活塞行程检测杆111随锁紧驱动活塞11的活塞头的上下移动而在活塞行程检测管19内上下移动；从而通过活塞行程检测杆111，第一活塞位置传感器154间接检测锁紧驱动活塞11的活塞头滑动行程的最下位置，第二活塞位置传感器155间接检测锁紧驱动活塞11的活塞头滑动行程的最上位置，了解锁紧驱动活塞11的活塞头实时状态，从而控制第一活塞控制气道151和第二活塞控制气道152的排供气状态，并且避免将第一活塞位置传感器154和第二活塞位置传感器155设置在活塞控制气道内而导致气流气压对传感器件造成损坏。
优选地，所述机器人侧单元还包括定位销16，如图1所示，所述定位销16设置于机器人侧本体1的下表面；所述工具侧单元还包括定位销导槽24和定位导向套241，所述定位销导孔24设置于工具侧本体2的上表面，所述定位导向套241设置于定位销导槽24的槽口；
如图2所示，所述定位销导槽24与定位销16正对，工作时定位销16插入定位销导槽24。当机器人侧本体1和工具侧本体2锁紧时，所述定位销16插入定位销导槽24，实现机器人侧本体1和工具侧本体2的周向、径向定位。所述定位导向套241对定位销16起到夹紧固定作用，有效防止使用中定位销16和定位销导槽24发生相对移动。
优选地，所述机器人侧单元还包括端面传感器17，如图1所示，所述端面传感器17设置于机器人侧本体1的下表面；所述工具侧单元还包括端面检测块25，所述端面检测块25设置于工具侧本体2的上表面；所述端面检测块25和端面传感器17正对；
还包括机器人侧连接板3和工具侧连接板4，如图6所示，所述机器人侧连接板3设置于机器人侧本体1的侧壁，所述工具侧连接板4设置于工具侧本体2的侧壁。
所述端面传感器17用于检测机器人侧本体1和工具侧本体2是否紧密贴合，如图2所示，当机器人侧本体1和工具侧本体2锁紧时，所述端面传感器17应和端面检测块25接触，检测出机器人侧本体1和工具侧本体2是紧密贴合的；当机器人侧本体1和工具侧本体2解紧时，所述端面传感器17应和端面检测块25分离，检测出机器人侧本体1和工具侧本体2是分离的。从而，可通过端面传感器17和端面检测块25配合使用，检测机器人工件自动快换装置是处于锁紧状态还是解锁状态，若机器人工件自动快换装置意外解锁，端面传感器17可将情况反馈给机器人，机器人将不会进行下一步动作，提高设备使用安全可靠性。
所述机器人侧本体1通过机器人侧连接板3与机器人的驱动臂连接，所述工具侧本体2通过工具侧连接板4与执行器连接，当机器人侧本体1和工具侧本体2的锁紧或分离时，执行器和机器人跟随锁紧或分离，实现执行器和机器人间的气路、液路及电路的通断。可设置不同规格尺寸的机器人侧连接板3和工具侧连接板4，以使所述机器人工件自动快换装置适应不同的执行器和机器人，扩大使用范围。
优选地，使用所述机器人工件自动快换装置的机器人，包括机器人本体和所述机器人工件自动快换装置，所述机器人工件自动快换装置的机器人侧本体1与机器人本体连接。使用所述机器人工件自动快换装置的机器人，可通过安装在机器人的驱动臂上的机器人侧本体1，与安装在执行器上的工具侧本体2配合，实现单台机器人可自动切换多个工具侧本体2，继而自动更换不同的执行器，从而使机器人的应用更具柔性和灵活性，降低生产加工投入成本，更换过程无需机器人停止工作，生产效率高，降低工人劳动强度。
本实施例的机器人工件自动快换装置具有以下有益效果：1.机器人侧本体1和工具侧本体2之间的自动锁紧或自动松开，更换过程无需机器人停止工作，生产效率高，降低工人劳动强度；2.所述机器人侧送气模块18和工具侧进气模块26相互配合，随着机器人侧本体1和工具侧本体2的锁紧或解锁而实现气路的快速联通或断开，动作迅速高效，气密性好，安全可靠；3.所述定位销16插入定位销导槽24，实现机器人侧本体1和工具侧本体2的周向、径向定位。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种机器人工件自动快换装置，包括机器人侧单元、工具侧单元和锁紧机构，机器人侧单元和工具侧单元之间通过分置于机器人侧单元和工具侧单元的锁紧机构连接，其特征在于：
所述锁紧机构包括机器人侧锁紧模块和工具侧锁紧模块；所述机器人侧锁紧模块包括锁紧盘，所述机器人侧单元包括机器人侧本体、锁紧驱动活塞和锁紧执行头，锁紧执行头设置于机器人侧本体的下表面，所述锁紧执行头的底部设有外撑机构；
所述锁紧驱动活塞和所述锁紧盘设置于锁紧执行头的内部，并且所述锁紧驱动活塞带动锁紧盘在锁紧执行头的内部滑动；
所述工具侧锁紧模块包括锁紧凹槽，所述工具侧单元包括工具侧本体，所述锁紧凹槽设置于工具侧本体的上表面；工作时所述机器人侧本体和工具侧本体贴合，所述锁紧执行头插入锁紧凹槽，当所述锁紧驱动活塞带动锁紧盘滑动至锁紧执行头的底部时所述外撑机构向外顶出而挤压锁紧凹槽的内壁。
2.根据权利要求1所述的机器人工件自动快换装置，其特征在于：所述外撑机构包括多个锁紧钢珠，所述机器人侧本体的中部设有活塞安装腔，所述锁紧执行头的内部设有锁紧盘活动腔和多个钢珠活动槽，并且活塞安装腔的一端和锁紧盘活动腔的一端连通；
所述锁紧驱动活塞设置于活塞安装腔内，所述锁紧盘设置于锁紧盘活动腔内，锁紧驱动活塞的活塞杆伸延至锁紧盘活动腔并与锁紧盘连接，所述锁紧驱动活塞带动锁紧盘在锁紧盘活动腔内滑动；多个钢珠活动槽设置于所述锁紧盘活动腔的另一端的侧壁上，并且每个钢珠活动槽设置一个锁紧钢珠；
当所述锁紧驱动活塞带动锁紧盘滑动至锁紧盘活动腔的另一端时所述钢珠活动槽的锁紧钢珠向外顶出而挤压锁紧凹槽的内壁。
3.根据权利要求1所述的机器人工件自动快换装置，其特征在于：所述机器人侧单元包括机器人侧送气模块，所述机器人侧送气模块包括机器人侧送气通道、送气控制弹簧、弹簧安装堵头、送气控制钢珠和出气口密封圈，所述机器人侧送气通道设置于机器人侧本体的一侧并且机器人侧送气通道的出气口和机器人侧本体的下表面连通；
所述出气口密封圈设置于机器人侧送气通道的出气口，所述弹簧安装堵头设置于机器人侧送气通道的管壁，所述送气控制弹簧的一端和弹簧安装堵头连接，所述送气控制弹簧的另一端和送气控制钢珠连接，所述送气控制钢珠在送气控制弹簧的推压作用下抵住所述出气口密封圈。
4.根据权利要求3所述的机器人工件自动快换装置，其特征在于：所述工具侧单元包括工具侧进气模块，所述工具侧进气模块包括工具侧进气通道、进气口密封胶块和密封胶块支撑套管，所述工具侧进气通道设置于工具侧本体的一侧并且工具侧进气通道的进气口和工具侧本体的上表面连通，当所述机器人侧本体和工具侧本体贴合时，所述工具侧进气通道和机器人侧送气通道连通；
所述密封胶块支撑套管设置于工具侧进气通道的进气口，所述进气口密封胶块套合于密封胶块支撑套管的外侧；
当所述机器人侧本体和工具侧本体贴合时，所述密封胶块支撑套管插入机器人侧送气通道的出气口并顶起送气控制钢珠。
5.根据权利要求2所述的机器人工件自动快换装置，其特征在于：所述工具侧锁紧模块还包括锁紧法兰，所述锁紧法兰套接于所述锁紧凹槽的槽口；
所述锁紧法兰和锁紧凹槽之间形成锁紧导向凹弧面，所述锁紧导向凹弧面的直径与锁紧钢珠的直径相同；
工作时锁紧钢珠向外顶出并卡嵌在锁紧导向凹弧面内，将机器人侧本体锁紧装配在工具侧本体上。
6.根据权利要求2所述的机器人工件自动快换装置，其特征在于：所述机器人侧本体还包括第一活塞控制气道和第二活塞控制气道，第一活塞控制气道和第二活塞控制气道设置于机器人侧本体的另一侧的侧壁，所述第一活塞控制气道的一端与活塞安装腔的一端的侧壁连通，所述第二活塞控制气道的一端与活塞安装腔的另一端的侧壁连通；
还包括第一活塞位置传感器和第二活塞位置传感器，所述第一活塞位置传感器设置于第一活塞控制气道内，所述第二活塞位置传感器设置于第二活塞控制气道内。
7.根据权利要求2所述的机器人工件自动快换装置，其特征在于：所述机器人侧本体还包括第一活塞控制气道和第二活塞控制气道，第一活塞控制气道和第二活塞控制气道设置于机器人侧本体的另一侧的侧壁，所述第一活塞控制气道的一端与活塞安装腔的一端的侧壁连通，所述第二活塞控制气道的一端与活塞安装腔的另一端的侧壁连通；
还包括活塞行程检测管和活塞行程检测杆，所述活塞行程检测管的开口端与机器人侧本体的上表面连接，所述活塞行程检测杆的一端与所述锁紧驱动活塞的活塞头连接；所述机器人侧本体的上表面设有行程检测杆导向通孔，所述活塞行程检测杆的另一端穿过行程检测杆导向通孔延伸至活塞行程检测管的内部；
还包括第一活塞位置传感器和第二活塞位置传感器，所述第一活塞位置传感器设置于活塞行程检测管的开口端的侧壁，所述第二活塞位置传感器设置于活塞行程检测管的封口端的侧壁。
8.根据权利要求1所述的机器人工件自动快换装置，其特征在于：所述机器人侧单元还包括定位销，所述定位销设置于机器人侧本体的下表面；
所述工具侧单元还包括定位销导槽和定位导向套，所述定位销导孔设置于工具侧本体的上表面，所述定位导向套设置于定位销导槽的槽口；
所述定位销导槽与定位销正对，工作时定位销插入定位销导槽。
9.根据权利要求1所述的机器人工件自动快换装置，其特征在于：所述机器人侧单元还包括端面传感器，所述端面传感器设置于机器人侧本体的下表面；所述工具侧单元还包括端面检测块，所述端面检测块设置于工具侧本体的上表面；所述端面检测块和端面传感器正对；
还包括机器人侧连接板和工具侧连接板，所述机器人侧连接板设置于机器人侧本体的侧壁，所述工具侧连接板设置于工具侧本体的侧壁。
10.使用权利要求1至9任意一项所述的机器人工件自动快换装置的机器人，其特征在于：包括机器人本体和所述机器人工件自动快换装置，所述机器人工件自动快换装置的机器人侧本体与机器人本体连接。
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