CN212399635U - 防脱落的换爪机构及机械手设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种防脱落的换爪机构，包括分别固定安装在机械臂上和机械爪上的两个连接件，两个连接件纵向相对靠近以便进行卡接，第一连接件设有第一卡接块，第二连接件设有第二卡接块，第一、第二连接件横向相对运动使第一、第二卡接块横移卡接，在第一连接件上设有止回电机和伸缩头，该伸缩头在第一、第二卡接块卡接到位后受止回电机驱动伸出从而与第二卡接块形成相互阻挡以防止解除卡接。因此，在令第一、第二卡接块相互卡接之后，第一、第二卡接块之间不会松开从而使得机械爪不会从机械臂上脱落。

Description

防脱落的换爪机构及机械手设备

技术领域

本实用新型涉及机械装置技术领域，特别涉及一种防脱落的换爪机构及机械手设备。

背景技术

为提高生产效率和竞争能力，目前许多企业采用先进的机械手设备来协助生产流程，机械手设备是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，其主要由机械臂和安装在机械臂上的机械爪组成。为满足不同种类产品的生产需求，机械手设备需配备不同的机械爪，传统的机械手设备采用螺钉将机械爪固定安装在机械臂上，在需要更换机械爪时拆卸螺钉以进行更换，故传统的机械手设备装卸耗时长，从而导致生产效率低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是如何令机械手设备装卸耗时短。

发明人曾设想一种换爪机构，其包括分别固定安装在机械臂上和机械爪上的两个连接件，两个连接件纵向靠近以便进行卡接，第一连接件设有第一卡接块，第二连接件设有第二卡接块，第一、第二连接件横向相对运动使第一、第二卡接块横移卡接，这样，令第一、第二连接件横向相对运动即可完成机械臂与机械爪之间的安装拆卸，从而使得机械手设备装卸耗时短。但是，在令第一、第二卡接块相互卡接之后，第一、第二卡接块之间容易松开从而导致机械爪容易从机械臂上脱落。现发明人提供如下技术方案以解决上述技术问题：

防脱落的换爪机构，包括分别固定安装在机械臂上和机械爪上的两个连接件，两个连接件纵向相对靠近以便进行卡接，第一连接件设有第一卡接块，第二连接件设有第二卡接块，第一、第二连接件横向相对运动使第一、第二卡接块横移卡接，在第一连接件上设有止回电机和伸缩头，该伸缩头在第一、第二卡接块卡接到位后受止回电机驱动伸出从而与第二卡接块形成相互阻挡以防止解除卡接。

优选地，包括控制器、到位传感器和触发开关，所述控制器电连接止回电机和到位传感器，所述到位传感器和触发开关分别设于第一、第二连接件上，在第一、第二卡接块卡接到位的状态下，触发开关位于能触发到位传感器的位置。

优选地，所述到位传感器是磁感应传感器，所述触发开关是磁铁。

优选地，第一、第二连接件所作的横向相对运动具体是横向相对转动。

优选地，所述第一卡接块是横向凸出的卡接头，所述第二卡接块是卡接槽，第一、第二连接件作上述横向相对运动使卡接头横向进入至卡接槽中进行卡接。

优选地，包括在换爪时使用的换爪辅助件，所述第二连接件与换爪辅助件可拆卸地相互固定，换爪时第二连接件固定在换爪辅助件上从而不会跟随第一连接件作横向运动。

优选地，换爪辅助件上开有缺口作容纳第二连接件放入之用，所述换爪辅助件分别在缺口两侧朝上伸出两个固定柱，第二连接件上的两侧分别设有两个固定环，固定环套在固定柱上实现所述第二连接件固定在换爪辅助件上。

优选地，所述第一连接件是固定安装在机械臂上的连接件，所述第二连接件是固定安装在机械爪上的连接件。

优选地，所述换爪辅助件设有至少两个安装位，不同安装位用于固定带有不同机械爪的第二连接件。

本实用新型还提供一种机械手设备，包括机械臂和机械爪，其特征是：还包括如上所述的换爪机构，机械爪利用所述换爪机构安装在机械臂上。

本实用新型提供的硬件结构具有以下有益效果：因为第一、第二连接件横向相对运动使第一、第二卡接块横移卡接，所以令第一、第二连接件横向相对运动即可完成机械臂与机械爪之间的安装拆卸，从而使得机械手设备装卸耗时短。又因为在第一连接件上设有止回电机和伸缩头，该伸缩头在第一、第二卡接块卡接到位后受止回电机驱动伸出从而与第二卡接块形成相互阻挡以防止解除卡接，所以在令第一、第二卡接块相互卡接之后，第一、第二卡接块之间不会松开从而使得机械爪不会从机械臂上脱落。

附图说明

图1是机械手设备的示意图；

图2是实施例1的换爪机构的结构分解图；

图3是实施例1的臂部连接件的第一视角图；

图4是实施例1的臂部连接件的第二视角图；

图5是实施例1的爪部连接件的底座与安装盖相互分离后的示意图；

图6是换爪辅助件的结构图；

图7是实施例2的换爪机构的结构分解图；

图8是实施例2的臂部连接件的结构图；

图9是实施例2的臂部连接件的盖体与卡接件相互分离后的示意图；

图10是实施例2的爪部连接件的结构图；

图11是实施例2的爪部连接件的俯视图；

图12是止回电机驱动伸缩头伸出至第三个卡接槽的封闭端外的示意图。

附图标记说明：101-机械臂；102-机械爪；103-换爪机构；104-换爪辅助件；1-臂部连接件；2-爪部连接件；3-通孔；4-安装件；5-横向孔；6-盖体；7-轴柱；8-第一卡接块；8a-第一卡接块的第一端；8b-第一卡接块的第二端；9-凹坑；10-电连接母端子；11-磁感应传感器；12-定位柱；13-底座；14-安装盖；15-卡接孔；16-定位孔；17-转动槽；18-定位槽；19-电连接公端子；20-吸附磁铁；21-到位磁铁；22-波珠螺丝；23-固定环；24-缺口；25-固定柱；26-第一个卡接头；27-第二个卡接头；28-第三个卡接头；29-导电公端子；30-信号公端子；31-止回电机；32-伸缩头；33-导线孔；34-卡接槽；35-卡接口；36-封闭端；37-横向修正斜面；38-纵向修正斜面；39-导电板；40-导电母端子；41-引导斜面；42-信号板；43-信号母端子；44-卡接槽的上部槽壁上的纵向修正斜面。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，能够以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反地，提供这些实施例是为了令本领域的技术人员能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

下文提及的控制器包括相互连接的存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现控制器的功能。

实施例1

机械手设备如图1所示，包括机械臂101和用于抓取物体的机械爪102，待使用的机械爪102利用换爪机构103安装在机械臂101上，使得机械臂101能驱动机械爪102移动，其中换爪机构103包括换爪辅助件104，不使用的机械爪102放置在换爪辅助件104上。如图2所示，换爪机构103包括两个连接件，分别是臂部连接件1和爪部连接件2，其中，臂部连接件1固定安装在机械臂101上，爪部连接件2固定安装在机械爪102上，因此，令臂部连接件1与爪部连接件2纵向相互靠近以进行相互组装，即可实现令机械爪102安装在机械臂101上。臂部连接件1与机械臂101之间的具体安装结构如下：臂部连接件1的顶端开有四个通孔3，机械臂101在对应通孔3的位置开有螺孔，这样，在令臂部连接件1的顶端贴合机械臂101，并令臂部连接件1的通孔3对准机械臂101的螺孔之后，再在通孔3中旋入螺钉(图中未示出)，则螺钉就会穿过通孔3旋入至机械臂101的螺孔中，从而把臂部连接件1固定安装在机械臂101上。爪部连接件2与机械爪102之间的具体安装结构如下：爪部连接件2的底端设有两个安装件4，每个安装件4开有一个横向孔5，机械爪102中设有横向的安装杆(图中未示出)，这样，在令爪部连接件2的安装件4伸入至机械爪102中之后，再令安装杆横穿横向孔5，从而把爪部连接件2固定安装在机械爪102上。

如图3和图4所示，臂部连接件1包括圆形盖体6和设在盖体6底部中心处的轴柱7，通孔3开在盖体6上。在轴柱7的靠近底端处设有由铁质材料制成的第一卡接块8，该第一卡接块8具有分别横向凸出至轴柱7两侧外的第一端8a和第二端8b，第一卡接块8的两端8a、8b底部各开有两个开口朝下的纵向凹坑9，且第一卡接块8上设有两个电连接母端子10和一个磁感应传感器11，其中，第一个电连接母端子10和磁感应传感器11设在第一卡接块8的第一端8a上，第二个电连接母端子10设在第一卡接块8的第二端8b上，且第一个电连接母端子10的前端在第一卡接块8的第一侧露出，第二个电连接母端子10的前端和磁感应传感器11的触发端在第一卡接块8的第二侧露出，即磁感应传感器11的触发端与第一个电连接母端子10的前端朝向相反。本实施例中，在盖体6的底部还设有两根定位柱12。

从图2可以看出，臂部连接件1的顶部中心处开有导线孔33，图3和图4所示的两个电连接母端子10的后端和磁感应传感器11都连接有导线(图中未示出)，这些导线经第一卡接块8内部和轴柱7内部后从导线孔33中穿出。在将臂部连接件1固定安装在机械臂101上之前，先令这些导线连接机械臂101，从而使得：两个电连接母端子10的后端与机械臂101电连接，磁感应传感器11与机械臂101电连接。其中，电连接母端子10利用其前端与其他电连接端子进行对接以实现电连接，电连接母端子10的后端具体是指与前端实现相互电连接的另一端，该后端可以设在电连接母端子10的任意面上。

爪部连接件2如图5所示，包括圆形底座13和安装盖14，安装盖14安装在圆形底座13上之后两者形成第二卡接块。安装盖14上开有一个卡接孔15和两个定位孔16，其中，卡接孔15用于供臂部连接件1上的第一卡接块8穿过，两个定位孔16分别用于供臂部连接件1上的两个定位柱12穿过；底座13上开有一个转动槽17和两个定位槽18，其中，转动槽17用于供臂部连接件1上的第一卡接块8伸入后横向转动，两个定位槽18分别用于供两个定位柱12伸入后横向转动。转动槽17第一侧设有电连接公端子19和吸附磁铁20，第二侧设有电连接公端子19、吸附磁铁20和到位磁铁21，转动槽17底部对应第一卡接块8底部的四个凹坑9的位置各设有一个波珠螺丝22，波珠螺丝22设在转动槽17的两端以分别对准第一卡接块8两端底部的凹坑9，波珠螺丝22是现有常规器件，在此不赘述其详细结构。安装盖14的底部两端还设有两个纵向凹槽(图中未示出)，安装盖14安装在底座13上之后，同一端的两个波珠螺丝22对准同一个纵向凹槽。在安装盖14相对的两侧各凸出有一个固定环23，如图6所示，换爪辅助件104上开有两个缺口24作容纳爪部连接件2之用，在每个缺口24两侧朝上伸出有两个固定柱25。爪部连接件2固定安装在机械爪102上之后，可带着机械爪102伸入至缺口24中，再通过固定环23套在固定柱25上，这样，爪部连接件2就带着机械爪102固定在固定柱25上从而不能转动。优选地，固定环23可不凸出至安装盖14外，这样需第一卡接块8、卡接孔15和转动槽17尺寸适应性地减小以给固定环23避位，且底座13的位于固定环23下方的部位留空，换爪辅助件104的位于同一个缺口24两侧的两个固定柱25之间的距离相应减小，这样，爪部连接件2带着机械爪102伸入至缺口24中之后，底座13的留空部位就卡在换爪辅助件104的缺口24中，使得爪部连接件2仍能通过固定环23套在固定柱25上。

两个电连接公端子19前端朝向转动槽17，后端连接有导线(图中未示出)，这些导线经底座13内部从底座13的底部穿出，在将爪部连接件2固定安装在机械爪102上之前，先令这些导线连接机械爪102，从而使得两个电连接公端子19的后端与机械爪102电连接。其中，电连接公端子19利用其前端与电连接母端子10进行对接以实现电连接，电连接公端子19的后端具体是指与前端实现相互电连接的另一端，该后端可以设在电连接公端子19的任意面上。

机械臂101电连接有控制器(图中未示出)，该控制器经机械臂101电连接臂部连接件1上的两个电连接母端子10和磁感应传感器11。在需要将机械爪102安装到机械臂101上时，先将换爪辅助件104固定在外界的固定平台(图中未示出)上，再利用爪部连接件2将该机械爪102放置在换爪辅助件104上，然后控制器控制相关电路令机械臂101驱动臂部连接件1纵向靠近该爪部连接件2，直至定位柱12从定位孔16伸入至定位槽18中以进行定位，然后臂部连接件1上的第一卡接块8随之从卡接孔15伸入至转动槽17中，此时第一卡接块8上的磁感应传感器11的触发端对准转动槽17中的到位磁铁21，则磁感应传感器11向控制器发出到位的相关信号，控制器在接收到该信号后，控制相关电路令机械臂101驱动臂部连接件1顺时针转动，此时爪部连接件2由于其固定环23套在固定柱25上，不会跟随臂部连接件1转动，则臂部连接件1带着第一卡接块8在转动槽17中顺时针转动，并带着两根定位柱12在定位槽18中顺时针转动，从而使第一卡接块8卡接在底座13与安装盖14形成的第二卡接块中。在第一卡接块8转动卡接的过程中，转动槽17底部的波珠螺丝22先被第一卡接块8纵向下压内缩，直至第一卡接块8底部的凹坑9对准波珠螺丝22，则波珠螺丝22就伸出卡在第一卡接块8底部的凹坑9中，从而把第一卡接块8向上顶往安装盖14的凹槽中，使得第一卡接块8卡在该凹槽中，此时波珠螺丝22所产生的抵顶力锁住该卡接状态，由于第一卡接块8由铁质材料制成，两个吸附磁铁20分别吸住第一卡接块8的两端，从而进一步锁紧该卡接状态，使得第一卡接块8与第二卡接块之间不易松开从而使得机械爪102不易从机械臂101上脱落，至此完成了机械臂101与机械爪102之间的安装过程。然后控制器可控制相关电路令机械臂101带着机械爪102移动脱离换爪辅助件104以抓取物体。

非优选地，磁感应传感器11可改为其他到位开关，例如压力传感器、行程开关等，在此不赘述。在完成机械臂101与机械爪102之间的安装之后，第一卡接块8上的两个电连接母端子10分别与转动槽17中的两个电连接公端子19前端相互对接，使得机械臂101与机械爪102之间顺带完成了电连接，这样就无需在机械臂101与机械爪102之间另外装卸连接导线，使得机械手设备装卸耗时短。

在需要更换机械爪102时，控制器控制相关电路令机械臂101带着机械爪102伸入换爪辅助件104的缺口25，直至爪部连接件2上的固定环23套在换爪辅助件104的固定柱25上，然后控制器控制相关电路令机械臂101驱动臂部连接件1纵向略微下移，以使得第一卡接块8压缩波珠螺丝22并离开安装盖14的凹槽，控制器再控制相关电路令机械臂101对臂部连接件1施加逆时针转动的驱动力，此时爪部连接件2在固定柱25的作用下不会跟随臂部连接件1转动，而机械臂101对臂部连接件1施加的驱动力足够大，以使得第一卡接块8能脱离波珠螺丝22的锁紧力和吸附磁铁20的吸附力，则臂部连接件1带着第一卡接块8在转动槽17中逆时针转动，并带着两根定位柱12在定位槽18中逆时针转动，使得第一卡接块8上的两个电连接母端子10与转动槽17中的两个电连接公端子19前端不再对接，从而使得机械臂101与机械爪102之间断开电连接；在上述第一卡接块8转动的过程中，第一卡接块8离开波珠螺丝22，且第一卡接块8脱离吸附磁铁20的吸附。在第一卡接块8转动直至其上的磁感应传感器11对准到位磁铁21的触发端后，磁感应传感器11向控制器发出到位的相关信号，控制器在接收到该信号后，控制相关电路令机械臂101驱动臂部连接件1纵向移离爪部连接件2，则臂部连接件1上的第一卡接块8从卡接孔15离开转动槽17，两根定位柱12从定位孔16离开定位槽18，即第一卡接块8与第二卡接块相互分离，至此完成机械臂101与机械爪102之间的分离。然后对其他机械爪102重复上述的机械臂101与机械爪102之间的安装过程，从而实现对机械爪102的更换。

非优选地，臂部连接件1与爪部连接件2两者可以进行机械结构互换，即相当于臂部连接件1固定安装在机械爪102上，爪部连接件2固定安装在机械臂101上，这样也能实现与本实施例相同的卡接功能，在此不再赘述。

实施例2

本实施例与实施例1相比，机械手设备的机械臂101、机械爪102和换爪辅助件104都相同，但换爪机构103的结构不同。

本实施例中，换爪机构103如图7所示，包括臂部连接件1和爪部连接件2，臂部连接件1固定安装在机械臂101上，爪部连接件2固定安装在机械爪102上，其中，臂部连接件1如图8所示，包括圆形盖体6和设在盖体6底部中心处的轴柱7，通孔3开在盖体6上，在轴柱7的侧壁靠近底端处横向凸出有三个卡接头26、27、28，这三个卡接头26、27、28环周分布在轴柱7的三等分位置上，其中，第一个卡接头26的底部纵向朝下伸出有两个导电公端子29，导电公端子29具体通过弹簧(图中未示出)连接在第一个卡接头26上，受压内缩并可回弹复位；第二个卡接头27的底部纵向朝下伸出有两个信号公端子30，信号公端子30具体通过弹簧(图中未示出)连接在第二个卡接头27上，受压内缩并可回弹复位；第三个卡接头28的底部设有磁感应传感器11，磁感应传感器11的触发端纵向朝下；三个卡接头26、27、28的底部各开有一个开口朝下的纵向凹坑9。如图9所示，在臂部连接件1上设有止回电机31，止回电机31上设有可伸出至轴柱7外的伸缩头32；在三个卡接头26、27、28的顶部各安装有一个吸附磁铁20。

从图2可以看出，盖体6的顶部开有导线孔33，图8所示的导电公端子29的后端、信号公端子30的后端和磁感应传感器11都连接有导线(图中未示出)，这些导线分别经三个卡接头26、27、28内部和轴柱7内部后从导线孔33中穿出，在将臂部连接件1固定安装在机械臂101上之前，先令这些导线连接机械臂101，从而使得导电公端子29的后端与机械臂101电连接，信号公端子30的后端与机械臂101电连接，磁感应传感器11与机械臂101电连接。其中，导电公端子29利用其前端与其他导电端子进行对接以实现电连接，导电公端子29的后端具体是指与前端实现相互电连接的另一端，该后端可以设在导电公端子29的任意面上；信号公端子30利用其前端与其他信号端子进行对接以实现电连接，信号公端子30的后端具体是指与前端实现相互电连接的另一端，该后端可以设在信号公端子30的任意面上。

爪部连接件2如图10所示，包括圆形底座13和三个设在底座13上的卡接槽34，这三个卡接槽34作为第二卡接块，环周分布在底座13的三等分位置上，且三个卡接槽34的槽口径向相对，共同对准底座13的圆心处，三个卡接槽34的槽底设为弧型并沿着底座13的边缘侧向设置，从而形成圆形卡接空间；在底座13相对的两侧外设有固定环23，该固定环23用于套在图6所示换爪辅助件104的固定柱25上。结合图10和图11可以看出，卡接槽34上朝逆时针方向的一端敞开以形成卡接口35，朝顺时针方向的一端封闭以形成封闭端36，且卡接槽34的侧向槽底上朝自身卡接口35的方向伸出有横向修正斜面37，该横向修正斜面37朝向卡接空间，卡接槽34的下部槽壁上靠近自身卡接口35的位置设为纵向修正斜面38，该纵向修正斜面38朝向上部槽壁，且在卡接槽34下部槽壁上靠近自身封闭端36的位置安装有波珠螺丝22，在卡接槽34的上部槽壁上靠近自身封闭端36的位置开有凹槽(图中未示出)，该凹槽中设有铁块(图中未示出)；在第一个卡接槽34的槽口外安装有导电板39，导电板39上设有两个纵向的导电母端子40，且导电板39上朝逆时针方向的一端设有纵向的导缩斜面41；在第二个卡接槽34的槽口外安装有信号板42，信号板42上设有两个纵向的信号母端子43，且信号板42上朝逆时针方向的一端也设有纵向的导缩斜面41；在第三个卡接槽34的槽口外安装有到位磁铁21。

导电母端子40的后端和信号母端子43的后端都连接有导线(图中未示出)，这些导线经底座13内部从底座13的底部穿出。在将爪部连接件2固定安装在机械爪102上之前，先令这些导线连接机械爪102，从而使得导电母端子40的后端与机械爪102电连接，信号母端子43的后端与机械爪102电连接。其中，导电母端子40利用其前端与导电公端子29进行对接以实现电连接，导电母端子40的后端具体是指与前端实现相互电连接的另一端，该后端可以设在导电母端子40的任意面上；信号母端子43利用其前端与信号公端子30进行对接以实现电连接，信号母端子43的后端具体是指与前端实现相互电连接的另一端，该后端可以设在信号母端子43的任意面上。

非优选地，导电公端子29和信号公端子30可设在同一个卡接头上，导电母端子40和信号母端子43可设在同一个端子板上，这样单个卡接头和单个端子板的结构比较复杂。

机械臂101电连接有控制器(图中未示出)，该控制器经机械臂101电连接臂部连接件1上的导电公端子29、信号公端子30、磁感应传感器11和止回电机31。在需要将机械爪102安装到机械臂101上时，先利用爪部连接件2将该机械爪102放置在换爪辅助件104上，然后控制器控制相关电路令机械臂101驱动臂部连接件1纵向靠近该爪部连接件2，直至臂部连接件1上的轴柱7位于爪部连接件2上的三个卡接槽34之间，且第一个卡接头26位于第一个卡接槽34的卡接口35前方，第二个卡接头27位于第二个卡接槽34的卡接口35前方，第三个卡接头28位于第三个卡接槽34的卡接口35前方；然后控制器控制相关电路令机械臂101驱动臂部连接件1顺时针转动，此时爪部连接件2在固定柱25的作用下不会跟随臂部连接件1转动，则臂部连接件1带着三个卡接头26、27、28顺时针转动，使得三个卡接头26、27、28分别从三个卡接槽34的卡接口35转入相应的卡接槽34中，直至转到卡接槽34的封闭端36以进行卡接。在卡接头26、27、28转动卡接的过程中，各个卡接槽34下部槽壁上的波珠螺丝22先被卡接头26、27、28纵向下压内缩，直至卡接头26、27、28底部的凹坑9分别对准各个波珠螺丝22，则波珠螺丝22就伸出卡在卡接头26、27、28底部的凹坑9中，从而把卡接头26、27、28向上顶往各个卡接槽34上部槽壁的凹槽中，使得卡接头26、27、28卡接在各个卡接槽34中，此时波珠螺丝22所产生的抵顶力锁住该卡接状态，且卡接头26、27、28卡在凹槽中，则卡接头26、27、28上的吸附磁铁20吸住凹槽中的铁块，从而进一步锁紧该卡接状态，使得卡接头26、27、28与各个卡接槽34之间不易松开，从而使得机械爪102不易从机械臂101上脱落；在卡接头26、27、28与三个卡接槽34分别进行卡接之后，第三个卡接头28上的磁感应传感器11对准第三个卡接槽34前的到位磁铁21，则磁感应传感器11向控制器发出卡接到位的相关信号，控制器据此控制相关电路令止回电机31启动，则止回电机31驱动伸缩头32伸出至轴柱7外，从而抵顶在第三个卡接槽34的封闭端36外，此时伸缩头32与第三个卡接槽34形成相互阻挡以防止解除卡接，使得卡接头26、27、28与三个卡接槽34之间不会松开从而使得机械爪102不会从机械臂101上脱落，至此完成了机械臂101与机械爪102之间的安装，控制器即可控制相关电路令机械臂101带着机械爪102移动脱离换爪辅助件104以抓取物体。

非优选地，磁感应传感器11可改为其他到位开关，例如压力传感器、行程开关等，在此不赘述。

在完成机械臂101与机械爪102之间的安装之后，第一个卡接头26上的导电公端子29与导电板39上的导电母端子40前端相互对接，第二个卡接头27上的信号公端子30与信号板42上的信号母端子43前端相互对接，使得机械臂101与机械爪102之间顺带完成了电连接，这样就无需在机械臂101与机械爪102之间另外装卸连接导线，使得机械手设备装卸耗时短。

常规的换爪机构中，导电公端子和信号公端子不能压缩，这样在卡接头分别转入三个卡接槽以进行卡接的过程中，若臂部连接件和爪部连接件之间的纵向距离过近，则电公端子和信号公端子会被压坏。本实施例中，导电公端子29和信号公端子30受压内缩并可回弹复位，这样在上述卡接头26、27、28分别转入三个卡接槽34以进行卡接的过程中，若臂部连接件1和爪部连接件2之间的纵向距离过近，则导电公端子29和信号公端子30先被爪部连接件2压缩，从而不会被压坏。在转动过程中，导电公端子29沿着导电板39的导缩斜面41移向导电母端子40，信号公端子30沿着信号板42的导缩斜面41移向信号母端子43，在此过程中导电公端子29和信号公端子30进一步被压缩，直至卡接头26、27、28分别与三个卡接槽34完成卡接后，导电公端子29对准导电母端子40，信号公端子30对准信号母端子43，此时导电公端子29在弹性回复力的作用下与导电母端子40前端相互对接，信号公端子30在弹性回复力的作用下与信号母端子43前端相互对接，从而使得机械臂101与机械爪102在此状态下实现相互电连接。因此，臂部连接件1与爪部连接件2之间的距离可不用完全精准控制，使得换爪机构103对机械手设备的控制精度要求低，适用性高。

在上述臂部连接件1纵向靠近爪部连接件2之后，若轴柱7没有完全对准底座13的中心处，从而导致卡接头26、27、28与三个卡接槽34之间在横向(因为底座13呈圆形，且三个卡接槽34环周分布在底座13的三等分位置上，所以该横向相当于径向)上存在位置偏差，则在卡接头26、27、28转入卡接槽34以进行卡接的过程中，位于轴柱7的偏离方向上的卡接头会受横向修正斜面37引导转入至卡接槽34中，即横向修正斜面37对轴柱7与卡接头26、27、28这两者的横向位置进行横向相对微调，使得臂部连接件1与爪部连接件2这两者之间的横向位置进行横向相对微调，以使得轴柱7对准底座13的中心处。因此，在令臂部连接件1纵向靠近爪部连接件2之后，即使卡接头26、27、28与三个卡接槽34之间在横向上存在位置偏差，在卡接头26、27、28分别转入三个卡接槽34以进行卡接的过程中，也能利用横向修正斜面37对卡接头26、27、28的横向位置进行微调以顺利进行卡接。因此，臂部连接件1与爪部连接件2之间的横向位置可不用完全精准控制，使得换爪机构103对机械手设备的控制精度要求低，适用性高。

在上述臂部连接件1纵向靠近爪部连接件2之后，若轴柱7过于靠近底座13从而导致卡接头26、27、28没有完全对准三个卡接槽34的卡接口35，即卡接头26、27、28与三个卡接槽34之间在纵向上存在位置偏差，则在卡接头26、27、28分别转入三个卡接槽34以进行卡接的过程中，卡接头26、27、28会受纵向修正斜面38引导转入至卡接槽34中，即纵向修正斜面38对轴柱7与卡接头26这两者的纵向位置进行纵向相对微调，使得臂部连接件1与爪部连接件2这两者之间的横向位置进行横向相对微调，因此，在令臂部连接件1纵向靠近爪部连接件2之后，即使卡接头26、27、28与三个卡接槽34之间在纵向上存在位置偏差，在卡接头26、27、28分别转入三个卡接槽34以进行卡接的过程中，也能利用纵向修正斜面38对卡接头26、27、28的纵向位置进行微调以顺利进行卡接。因此，臂部连接件1与爪部连接件2之间的纵向距离可不用完全精准控制，使得换爪机构对机械手设备的控制精度要求低，适用性高。此外，如图10所示，卡接槽34的上部槽壁上靠近自身卡接口35的位置也可设为纵向修正斜面44，这样，在上述臂部连接件1移向爪部连接件2之后，若轴柱7过于远离底座13从而导致卡接头26、27、28没有完全对准三个卡接槽34的卡接口35，则在卡接头26、27、28分别转入三个卡接槽34以进行卡接的过程中，卡接头26、27、28会受位于上部槽壁上的纵向修正斜面44引导转入至卡接槽34中，即位于上部槽壁上的纵向修正斜面44也能对轴柱7与卡接头26、27、28这两者的纵向位置进行微调。

在需要更换机械爪102时，控制器控制相关电路令机械臂101带着机械爪102伸入换爪辅助件104的缺口25，直至爪部连接件2上的固定环23套在换爪辅助件104的固定柱25上，然后控制器控制相关电路令止回电机31驱动伸缩头32回缩，从而不再与第三个卡接槽34形成相互阻挡，然后控制器控制相关电路令机械臂101驱动臂部连接件1纵向略微下移，以使得卡接头26、27、28分别压缩三个波珠螺丝22并离开卡接槽34上部槽壁的凹槽，控制器在控制相关电路令机械臂101对臂部连接件1施加逆时针转动的驱动力，此时爪部连接件2在固定柱25的作用下不会跟随臂部连接件1转动，而机械臂101对臂部连接件1施加的驱动力足够大，以使得卡接头26、27、28能脱离波珠螺丝22的锁紧力和吸附磁铁20的吸附力，则臂部连接件1带着卡接头26、27、28逆时针转动，使得第一个卡接头26上的导电公端子29脱离导电板39上的导电母端子40，第二个卡接头27上的信号公端子30脱离信号板42上的信号母端子43，第三个卡接头28上的磁感应传感器11不再对准到位磁铁21，从而使得机械臂101与机械爪102之间断开电连接；在上述卡接头26、27、28转动的过程中，卡接头26、27、28离开波珠螺丝22，且卡接头26、27、28上的吸附磁铁20脱离卡接槽34上的铁块，直至卡接头26、27、28分别从三个卡接槽34的卡接口35转出之后，控制器控制相关电路令机械臂101驱动臂部连接件1纵向移离爪部连接件2，则臂部连接件1上的轴柱7带着卡接头26、27、28离开底座13，至此完成机械臂101与机械爪102之间的分离。然后对其他机械爪102重复上述的机械臂101与机械爪102之间的安装过程，从而实现对机械爪102的更换。

非优选地，臂部连接件1与爪部连接件2两者可以进行机械结构互换，即相当于臂部连接件1固定安装在机械爪102上，爪部连接件2固定安装在机械臂101上，这样也能实现与本实施例相同的卡接功能，在此不再赘述。

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，而非对本申请保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本申请作了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.防脱落的换爪机构，包括分别固定安装在机械臂上和机械爪上的两个连接件，两个连接件纵向相对靠近以便进行卡接，第一连接件设有第一卡接块，第二连接件设有第二卡接块，第一、第二连接件横向相对运动使第一、第二卡接块横移卡接，其特征是：在第一连接件上设有止回电机和伸缩头，该伸缩头在第一、第二卡接块卡接到位后受止回电机驱动伸出从而与第二卡接块形成相互阻挡以防止解除卡接。

2.根据权利要求1所述的防脱落的换爪机构，其特征是：包括控制器、到位传感器和触发开关，所述控制器电连接止回电机和到位传感器，所述到位传感器和触发开关分别设于第一、第二连接件上，在第一、第二卡接块卡接到位的状态下，触发开关位于能触发到位传感器的位置。

3.根据权利要求2所述的防脱落的换爪机构，其特征是：所述到位传感器是磁感应传感器，所述触发开关是磁铁。

4.根据权利要求1所述的防脱落的换爪机构，其特征是：第一、第二连接件所作的横向相对运动具体是横向相对转动。

5.根据权利要求1所述的防脱落的换爪机构，其特征是：所述第一卡接块是横向凸出的卡接头，所述第二卡接块是卡接槽，第一、第二连接件作上述横向相对运动使卡接头横向进入至卡接槽中进行卡接。

6.根据权利要求1所述的防脱落的换爪机构，其特征是：包括在换爪时使用的换爪辅助件，所述第二连接件与换爪辅助件可拆卸地相互固定，换爪时第二连接件固定在换爪辅助件上从而不会跟随第一连接件作横向运动。

7.根据权利要求6所述的防脱落的换爪机构，其特征是：换爪辅助件上开有缺口作容纳第二连接件放入之用，所述换爪辅助件分别在缺口两侧朝上伸出两个固定柱，第二连接件上的两侧分别设有两个固定环，固定环套在固定柱上实现所述第二连接件固定在换爪辅助件上。

8.根据权利要求5至7任一项所述的防脱落的换爪机构，其特征是：所述第一连接件是固定安装在机械臂上的连接件，所述第二连接件是固定安装在机械爪上的连接件。

9.根据权利要求6或7所述的防脱落的换爪机构，其特征是：所述换爪辅助件设有至少两个安装位，不同安装位用于固定带有不同机械爪的第二连接件。

10.机械手设备，包括机械臂和机械爪，其特征是：还包括如权利要求1至9任一项所述的换爪机构，机械爪利用所述换爪机构安装在机械臂上。

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