CN213054873U - 一种柔性机器人末端工具库 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种柔性机器人末端工具库，包括基座、第一电机、第二电机、第一连接轴、第二连接轴、第三连接轴、托盘、上层转盘、下层转盘、工位弧形滑块、第一外齿轮、第二外齿轮和齿圈，所述上层转盘的外周侧均布设有多个工位卡孔，工位弧形滑块的底端固定设有弧形卡块，下层转盘的上端设有弧形卡槽，第一外齿轮与齿圈的内齿相齿合，每个工位弧形滑块的外侧壁均设有外齿，第二外齿轮分别与工位弧形滑块的外齿和齿圈的外齿相齿合。本实用新型的末端工具库内能容纳多个末端工具，能控制上层转盘和工位弧形滑块转动，能确保柔性机器人的手腕找准工装位置、确保快换装置的主盘与工具盘快速和精确定位，能缩短柔性机器人更换末端工具的时间。

Description

一种柔性机器人末端工具库

技术领域

本实用新型属于工业柔性机器人配件技术领域，具体涉及一种柔性机器人末端工具库。

背景技术

柔性机器人是现代制造业重要的自动化装备，一种柔性机器人往往会被用在多种工作环境下，所执行的任务多具有多样性，作业目标对象的形状、尺寸等各有不同，仅使用单一的末端工具操作远不能满足任务要求。为了提高柔性机器人的使用效率，通常会给柔性机器人配备末端工具库，并在柔性机器人手腕和末端工具之间安装快换装置，快换装置包括安装在手腕上的主盘和安装在末端工具上的工具盘，每个待更换的末端工具均安装有工具盘，更换时，通过控制主盘与工具盘之间的拆卸和组装实现末端工具的更换，柔性机器人可按照一定的指令实现自动更换末端工具，进而实现对多种类型的目标进行操作。

但是，柔性机器人在末端工具库上进行自动更换末端工具时，往往存在手腕上安装的主盘与末端工具上安装的工具盘难以对齐的问题，通过编程控制柔性机器人寻找末端工具库的工装位置会导致柔性机器人的编程复杂繁琐，因此，通过控制末端工具库切换工装位置和对齐接口，能简化柔性机器人的编程难度，能实现快速和准确的定位卡接。

实用新型内容

针对现有柔性机器人与末端工具库相配合自动更换末端工具存在的不足，本实用新型提出一种柔性机器人末端工具库。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种柔性机器人末端工具库，包括基座、第一电机、第二电机、第一连接轴、第二连接轴、第三连接轴、托盘、上层转盘和下层转盘；所述第一电机固定安装于基座上端，且第一电机的转轴竖直向上，所述第一连接轴的底端与第一电机的转轴固定连接，第一连接轴的顶端与托盘的底端固定连接，第二连接轴的两端分别与托盘的顶端和上层转盘的底端固定连接，且第一连接轴、第二连接轴和上层转盘同轴设置，下层转盘固定套设在第二连接轴上，且位于上层转盘下方，具体地，托盘和上层转盘可与第二连接轴螺纹连接或焊接固定，下层转盘轴心设有通孔，下层转盘可与第二连接轴螺纹连接或焊接固定，第一电机能带动第一连接轴、第二连接轴、托盘、上层转盘和下层转盘同轴转动，所述上层转盘的外周侧均布设有多个工位卡孔，每个所述工位卡孔的下方均配套设有工位弧形滑块，工位弧形滑块的弧形开口与工位卡孔同轴设置，工位卡孔用于更换末端工具时卡接柔性机器人手腕，工位弧形滑块用于更换末端工具时卡接末端工具，工位弧形滑块的底端固定设有弧形卡块，下层转盘的上端设有弧形卡槽，弧形卡块、弧形卡槽与工位卡孔同轴设置，弧形卡块能在弧形卡槽内滑动，工位弧形滑块下方的下层转盘的外周侧设有缺口，防止末端工具卡接在工位弧形滑块内转动受限，所述第二电机固定安装于托盘上端，且第二电机的转轴竖直向上，第三连接轴的底端与第二电机的转轴固定连接，第三连接轴的顶端贯穿下层转盘，且第三连接轴的顶端固定安装有第一外齿轮，具体地，下层转盘设有通孔，所述下层转盘的上端面设有具有内齿和外齿的齿圈，齿圈与下层转盘同轴设置，第一外齿轮与齿圈的内齿相齿合，每个所述工位弧形滑块的外侧壁均设有外齿，每个工位弧形滑块与齿圈之间均设有第二外齿轮，第二外齿轮分别与工位弧形滑块的外齿和齿圈的外齿相齿合，通过第二电机能带动第三连接轴转动，第一外齿轮随第三连接轴转动，从而带动齿圈转动，齿圈带动第二外齿轮转动，第二外齿轮带动工位弧形滑块转动；所述第一电机和第二电机外接电源和控制器，第一电机和第二电机可与柔性机器人具有统一控制器系统，实现柔性机器人、第一电机和第二电机的联动控制；

进行柔性机器人末端工具更换时，先卸载连接在柔性机器人手腕上的末端工具，具体地，将柔性机器人手腕卡接在工位卡孔内，末端工具卡接在工位弧形滑块内，断开手腕与末端工具之间的快换装置，然后提升手腕，快换装置的主盘随手腕提升，快换装置的工具盘与末端工具留在工位弧形滑块内，通过第一电机驱动上层转盘转动，以切换工装位置，使即将加装的末端工具移动到位，控制柔性机器人手腕使其卡接在对应的工位卡孔内，通过第二电机驱动工位弧形滑块转动，从而使手腕上连接的快换装置的主盘与末端工具连接的快换装置的工具盘卡点对齐，控制主盘与工具盘相连，从而实现形末端工具的加装；该末端工具库内能容纳多个末端工具，通过控制上层转盘和工位弧形滑块转动，便于配合柔性机器人快速更换末端工具，便于更换末端工具时，快换装置的主盘与工具盘快速和精确定位，缩短柔性机器人更换末端工具的时间。

进一步限定，所述基座的上端设有几字形承托板，且几字形承托板扣盖第一电机，几字形承托板的左右两端均与基座的上端固定连接，具体地，可通过螺钉固定连接，第一连接轴的上部贯穿几字形承托板的中部，托盘的下端与几字形承托板的上端相抵，具体地，几字形承托板的中部设有通孔，几字形承托板能增大第一连接轴的稳定性，能支撑托盘，提高稳定性。

进一步限定，所述几字形承托板的上端固定设有环形卡环，托盘的底端设有与环形卡环对应的环形卡槽，环形卡环、环形卡槽和第一连接轴同轴设置，能提高托盘转动时的稳定性。

进一步限定，下层转盘上端面固定设有多个第四连接轴，多个第二外齿轮通过可转动的方式一一对应安装在多个第四连接轴上，能确保第二外齿轮的稳定性。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的一种柔性机器人末端工具库，有益效果在于：该末端工具库内能容纳多个末端工具，能控制上层转盘转动，以使柔性机器人的手腕找准工装位置，能控制工位弧形滑块转动，使快换装置的主盘与工具盘快速和精确定位，该末端工具库能配合柔性机器人快速更换末端工具，能缩短柔性机器人更换末端工具的时间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中A-A方向局部俯视图。

图3为图1中B-B方向局部俯视图。

图4为图1中I处局部结构示意图。

附图中：1-基座，2-第一电机，3-第二电机，4-第一连接轴，5-第二连接轴，6-第三连接轴，7-托盘，8-上层转盘，9-下层转盘，10-工位卡孔，11-工位弧形滑块，12-弧形卡块，13-弧形卡槽，14-第一外齿轮，15-齿圈，16-第二外齿轮，17-几字形承托板，18-环形卡环，19-环形卡槽，20-第四连接轴，21-手腕，22-末端工具，23-主盘，24-工具盘。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

如图1至图4所示，一种柔性机器人末端工具库，包括基座1、第一电机2、第二电机3、第一连接轴4、第二连接轴5、第三连接轴6、托盘7、上层转盘8和下层转盘9；所述第一电机2固定安装于基座1上端，且第一电机2的转轴竖直向上，所述第一连接轴4的底端与第一电机2的转轴固定连接，第一连接轴4的顶端与托盘7的底端固定连接，第二连接轴5的两端分别与托盘7的顶端和上层转盘8的底端固定连接，且第一连接轴4、第二连接轴5和上层转盘8同轴设置，下层转盘9固定套设在第二连接轴5上，且位于上层转盘8下方，具体地，托盘7和上层转盘8可与第二连接轴5螺纹连接或焊接固定，下层转盘9轴心设有通孔，下层转盘9可与第二连接轴5螺纹连接或焊接固定，第一电机2能带动第一连接轴4、第二连接轴5、托盘7、上层转盘8和下层转盘9同轴转动，所述上层转盘8的外周侧均布设有多个工位卡孔10，每个所述工位卡孔10的下方均配套设有工位弧形滑块11，工位弧形滑块11的弧形开口与工位卡孔10同轴设置，工位卡孔10用于更换末端工具22时卡接柔性机器人手腕21，工位弧形滑块11用于更换末端工具22时卡接末端工具22，工位弧形滑块11的底端固定设有弧形卡块12，下层转盘9的上端设有弧形卡槽13，弧形卡块12、弧形卡槽13与工位卡孔10同轴设置，弧形卡块12能在弧形卡槽13内滑动，工位弧形滑块11下方的下层转盘9的外周侧设有缺口，防止末端工具22卡接在工位弧形滑块11内转动受限，所述第二电机3固定安装于托盘7上端，且第二电机3的转轴竖直向上，第三连接轴6的底端与第二电机3的转轴固定连接，第三连接轴6的顶端贯穿下层转盘9，且第三连接轴6的顶端固定安装有第一外齿轮14，具体地，下层转盘9设有通孔，所述下层转盘9的上端面设有具有内齿和外齿的齿圈15，齿圈15与下层转盘9同轴设置，第一外齿轮14与齿圈15的内齿相齿合，每个所述工位弧形滑块11的外侧壁均设有外齿，每个工位弧形滑块11与齿圈15之间均设有第二外齿轮16，第二外齿轮16分别与工位弧形滑块11的外齿和齿圈15的外齿相齿合，通过第二电机3能带动第三连接轴6转动，第一外齿轮14随第三连接轴6转动，从而带动齿圈15转动，齿圈15带动第二外齿轮16转动，第二外齿轮16带动工位弧形滑块11转动；所述第一电机2和第二电机3外接电源和控制器，第一电机2和第二电机3可与柔性机器人具有统一控制器系统，实现柔性机器人、第一电机2和第二电机3的联动控制；该末端工具库内能容纳多个末端工具22，通过控制上层转盘8和工位弧形滑块11转动，便于配合柔性机器人快速更换末端工具22，便于更换末端工具22时，快换装置的主盘23与工具盘24快速和精确定位，缩短柔性机器人更换末端工具22的时间。

本实施例中，所述基座1的上端设有几字形承托板17，且几字形承托板17扣盖第一电机2，几字形承托板17的左右两端均与基座1的上端固定连接，具体地，可通过螺钉固定连接，第一连接轴4的上部贯穿几字形承托板17的中部，托盘7的下端与几字形承托板17的上端相抵，具体地，几字形承托板17的中部设有通孔，几字形承托板17能增大第一连接轴4的稳定性，能支撑托盘7，提高稳定性。

本实施例中，所述几字形承托板17的上端固定设有环形卡环18，托盘7的底端设有与环形卡环18对应的环形卡槽19，环形卡环18、环形卡槽19和第一连接轴4同轴设置，能提高托盘7转动时的稳定性。

本实施例中，下层转盘9上端面固定设有多个第四连接轴20，多个第二外齿轮16通过可转动的方式一一对应安装在多个第四连接轴20上，能确保第二外齿轮16的稳定性。

本实施例的工作原理：进行柔性机器人末端工具22更换时，先卸载连接在柔性机器人手腕21上的末端工具22，具体地，将柔性机器人手腕21卡接在工位卡孔10内，末端工具22卡接在工位弧形滑块11内，断开手腕21与末端工具22之间的快换装置，然后提升手腕21，快换装置的主盘23随手腕21提升，快换装置的工具盘24与末端工具22留在工位弧形滑块11内，通过第一电机2驱动上层转盘8转动，以切换工装位置，使即将加装的末端工具22移动到位，控制柔性机器人手腕21使其卡接在对应的工位卡孔10内，通过第二电机3驱动工位弧形滑块11转动，从而使手腕21上连接的快换装置的主盘23与末端工具22连接的快换装置的工具盘24卡点对齐，控制主盘23与工具盘24相连，然后控制柔性机器人的手腕21提出末端工具22，从而实现形末端工具22的更换；该末端工具库内能容纳多个末端工具22，能控制上层转盘8转动，以使柔性机器人的手腕21找准工装位置，能控制工位弧形滑块11转动，使快换装置的主盘23与工具盘24快速和精确定位，该末端工具库能配合柔性机器人快速更换末端工具22，能缩短柔性机器人更换末端工具22的时间。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (4)

1.一种柔性机器人末端工具库，其特征在于：包括基座(1)、第一电机(2)、第二电机(3)、第一连接轴(4)、第二连接轴(5)、第三连接轴(6)、托盘(7)、上层转盘(8)和下层转盘(9)；所述第一电机(2)固定安装于基座(1)上端，且第一电机(2)的转轴竖直向上；第一连接轴(4)的底端与第一电机(2)的转轴固定连接，第一连接轴(4)的顶端与托盘(7)的底端固定连接；第二连接轴(5)的两端分别与托盘(7)的顶端和上层转盘(8)的底端固定连接，且第一连接轴(4)、第二连接轴(5)和上层转盘(8)同轴设置；下层转盘(9)固定套设在第二连接轴(5)上，且位于上层转盘(8)下方；上层转盘(8)的外周侧均布设有多个工位卡孔(10)，每个所述工位卡孔(10)的下方均配套设有工位弧形滑块(11)，工位弧形滑块(11)的弧形开口与工位卡孔(10)同轴设置，工位弧形滑块(11)的底端固定设有弧形卡块(12)，下层转盘(9)的上端设有弧形卡槽(13)，弧形卡块(12)、弧形卡槽(13)与工位卡孔(10)同轴设置；工位弧形滑块(11)下方的下层转盘(9)的外周侧设有缺口；第二电机(3)固定安装于托盘(7)上端，且第二电机(3)的转轴竖直向上；第三连接轴(6)的底端与第二电机(3)的转轴固定连接，第三连接轴(6)的顶端贯穿下层转盘(9)，且第三连接轴(6)的顶端固定安装有第一外齿轮(14)；下层转盘(9)的上端面设有具有内齿和外齿的齿圈(15)，齿圈(15)与下层转盘(9)同轴设置，第一外齿轮(14)与齿圈(15)的内齿相齿合，每个所述工位弧形滑块(11)的外侧壁均设有外齿，每个工位弧形滑块(11)与齿圈(15)之间均设有第二外齿轮(16)，第二外齿轮(16)分别与工位弧形滑块(11)的外齿和齿圈(15)的外齿相齿合。

2.根据权利要求1所述的一种柔性机器人末端工具库，其特征在于：所述基座(1)的上端设有几字形承托板(17)，且几字形承托板(17)扣盖第一电机(2)，几字形承托板(17)的左右两端均与基座(1)的上端固定连接，第一连接轴(4)的上部贯穿几字形承托板(17)的中部，托盘(7)的下端与几字形承托板(17)的上端相抵。

3.根据权利要求2所述的一种柔性机器人末端工具库，其特征在于：所述几字形承托板(17)的上端固定设有环形卡环(18)，托盘(7)的底端设有与环形卡环(18)对应的环形卡槽(19)，环形卡环(18)、环形卡槽(19)和第一连接轴(4)同轴设置。

4.根据权利要求1所述的一种柔性机器人末端工具库，其特征在于：下层转盘(9)上端面固定设有多个第四连接轴(20)，多个第二外齿轮(16)通过可转动的方式一一对应安装在多个第四连接轴(20)上。

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