CN216543382U - 一种机械臂末端工具连接装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及全自动工具更换技术领域，特别是涉及一种机械臂末端工具连接装置，包括主体、下壳、连接盘、末端工具连接件，主体与连接盘之间设置有驱动连接盘转动的驱动机构，主体与下壳之间设置有驱动下壳升降的升降机构，连接盘套设在下壳内部，末端工具连接件套设在连接盘内部，所述下壳、连接盘和末端工具连接件之间设置有用于使连接盘和末端工具连接件相互定位的锁止机构，下壳升降时触发锁止机构。本申请对现有结构进行改进，精简结构、缩小体积，主要实现机械臂与末端工具之间的快速连接与脱开。

Description

一种机械臂末端工具连接装置

技术领域

本申请涉及全自动工具更换技术领域，特别是涉及一种机械臂末端工具连接装置。

背景技术

目前，作业机器人应用越来越广泛，尤其是在具有一定操作危险的作业现场，用机器人代替人工作业已成为一种趋势。由于场景的复杂、作业动作多样性，以及工具接口的特异性，一台设备要满足大多数工作需求，就需要同时携带多种作业工具。因此，能简单地实现工具自动更换，对作业机器人的实用性、便捷性、场景适应性都至关重要。

发明内容

为克服现有技术的不足，本申请实施例提供了一种机械臂末端工具连接装置，该装置结构简单，能够快速自动的实现末端工具的更换。

为了实现上述目的，本申请实施例提供了一种机械臂末端工具连接装置，包括主体、下壳、连接盘、末端工具连接件，主体与连接盘之间设置有驱动连接盘转动的驱动机构，主体与下壳之间设置有驱动下壳升降的升降机构，连接盘套设在下壳内部，末端工具连接件套设在连接盘内部，所述下壳、连接盘和末端工具连接件之间设置有用于使连接盘和末端工具连接件相互定位的锁止机构，下壳升降时触发锁止机构。

在其中一些实施例中，所述驱动机构包括设置在主体上的驱动电机、设置在主体上的中心轴、以及套设在中心轴上的转动齿轮，转动齿轮下端与所述连接盘固定连接，驱动电机通过驱动转动齿轮带动连接盘转动。

在其中一些实施例中，所述升降机构包括设置在主体上的升降电机、转动连接在主体上的升降齿轮、以及一端与升降齿轮偏心连接的偏心杆，偏心杆另一端可转动的连接在下壳上，升降电机与升降齿轮传动连接进而驱动升降齿轮转动。

在其中一些实施例中，所述升降齿轮包括对称设置的第一升降齿轮和第二升降齿轮，第一升降齿轮、第二升降齿轮均与升降电机传动连接，第一升降齿轮和第二升降齿轮分别对称偏心连接有可转动的偏心杆，两根偏心杆另一端分别对称且可转动的连接在下壳上，升降电机驱动第一升降齿轮和第二升降齿轮带动两个偏心杆运动，从而使下壳做升降运动。

在其中一些实施例中，所述连接盘设置有通过向下延伸的侧壁所形成的容置空间，容置空间内竖直设置有多个连接杆，末端工具连接件上设置有与连接杆数量对应的连接孔，末端工具连接件通过连接杆和连接孔的配合套设在容置空间内，所述锁止机构包括设置在连接盘侧壁上的锁止孔，锁止孔内设置有可活动但不脱离锁止孔的锁止件，所述下壳的内壁上设置有与锁止件配合的第一限位凹槽，末端工具连接件的外壁上设置有与锁止件的配合的第二限位凹槽。

在其中一些实施例中，所述转动齿轮内设置有轴承结构，转动齿轮通过轴承结构套设在中心轴上。

在其中一些实施例中，所述驱动电机通过设置在主体上的减速机构驱动转动齿轮。

在其中一些实施例中，所述下壳和转动齿轮之间的中心轴上套设有弹性结构。

在其中一些实施例中，所述偏心杆两端分别通过轴承结构连接在升降齿轮和下壳上。

在其中一些实施例中，所述锁止件设置为直径小于锁止孔可活动的球型结构。

根据上述内容，本申请技术方案相比现有技术的有益效果是：提供一种机械臂末端工具连接装置，对现有结构进行改进，精简结构、缩小体积，主要实现机械臂与末端工具之间的快速连接与脱开。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例整体结构内部示意图；

图2是本申请实施例整体结构示意图；

图3是本申请实施例内部剖面图。

附图标记说明：1.1中心轴；2连接盘；2.1连接杆；2.2锁止孔；2.3锁止件；3末端工具连接件；3.1连接孔；3.2第二限位凹槽；4下壳；4.1第一限位凹槽；5.1驱动电机；5.2转动齿轮；5.3减速机构；6.1升降电机；6.2升降齿轮；6.3偏心杆。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本申请提供了一种机械臂末端工具连接装置，包括主体、下壳、连接盘、末端工具连接件，主体与连接盘之间设置有驱动连接盘转动的驱动机构，主体与下壳之间设置有驱动下壳升降的升降机构，连接盘套设在下壳内部，末端工具连接件套设在连接盘内部，所述下壳、连接盘和末端工具连接件之间设置有用于使连接盘和末端工具连接件相互定位的锁止机构，下壳升降时触发锁止机构。

实施例如图1、图2和图3所示，一种机械臂末端工具连接装置，包括主体、下壳4、连接盘2、末端工具连接件3，主体与连接盘2之间设置有驱动连接盘2转动的驱动机构，驱动机构设置有固定在主体上的驱动电机5.1，主体沿轴心设置有中心轴1.1，中心轴1.1上套设有转动齿轮5.2，转动齿轮5.2下端固定连接有连接盘2，连接盘2设置有通过向下延伸的侧壁所组成的容置空间，容置空间内竖直设置有多个连接杆2.1，末端工具连接件3上设置有与连接杆2.1数量对应的连接孔3.1，末端工具连接件3通过连接杆2.1和连接孔3.1的配合套设在容置空间内，驱动电机5.1通过驱动转动齿轮5.2带动连接盘2转动，从而带动末端工具连接件3转动；主体与下壳4之间设置有驱动下壳4升降的升降机构，升降机构设置有固定在主体上的升降电机6.1，升降电机6.1驱动转动连接在主体上的升降齿轮6.2，升降齿轮包括第一升降齿轮和第二升降齿轮，所述第一升降齿轮和第二升降齿轮以中心轴1.1为中线对称设置在主体上，第一升降齿轮、第二升降齿轮和升降电机之间互相传动连接，第一升降齿轮和第二升降齿轮分别对称偏心连接有可转动的偏心杆6.3，第一偏心杆一端可转动的偏心连接在第一升降齿轮上，另一端可转动的连接在下壳4上，第二偏心杆一端可转动的偏心连接在第二升降齿轮上，另一端可转动的连接在下壳4上，第一偏心杆和第二偏心杆在下壳4上为以中心轴1.1为中线对称连接，升降电机6.1通过驱动两个互相传动的升降齿轮6.2从而带动两个偏心杆6.3运动，使下壳4做升降运动；连接盘2套设在下壳4内部，下壳4、连接盘2和末端工具连接件3之间设置有用于使连接盘2和末端工具连接件3相互定位的锁止机构，下壳4升降时触发锁止机构，所述锁止机构设置在连接盘2侧壁，包括设置在连接盘2侧壁上的锁止孔2.2，锁止孔2.2内设置有直径小于锁止孔2.2，且可活动但不脱离锁止孔2.2的球形锁止件2.3，所述下壳4的内壁上设置有与锁止件2.3配合的第一限位凹槽4.1，末端工具连接件3的外壁上设置有与锁止件2.3的配合的第二限位凹槽3.2。

示例性的，所述转动齿轮5.2内设置有轴承结构，转动齿轮通过轴承结构套设在中心轴1.1上。

示例性的，所述驱动电机5.1通过设置在主体上的减速机构5.3驱动转动齿轮5.2，如减速齿轮或减速齿轮组。

示例性的，所述下壳4和转动齿轮5.2之间的中心轴1.1上套设有弹性结构，如弹簧。

示例性的，所述偏心杆6.3两端可分别通过轴承结构连接在升降齿轮6.2和下壳4上。

示例性的，连接盘2下方可等分的设置三个连接杆。

工作方法及原理：升降机构由升降电机6.1驱动一对以中心轴1.1为中线对称设置且相互传动的升降齿轮6.2，升降齿轮6.2上分别偏心设置有偏心杆6.3，偏心杆6.3在升降齿轮6.2上的一端随着升降齿轮6.2的转动做圆周运动，偏心杆6.3另一端可转动的连接在下壳4上，随着升降齿轮6.2的转动带动下壳4做升降运动。

工作时，先由机械臂控制末端工具连接装置将连接杆2.1插入末端工具连接件3上的连接孔3.1内，使末端工具连接件3进入到连接盘2下部的容置空间内，控制升降电机6.1驱动下壳4向上运动，锁止孔2.2内的锁止件2.3因下壳4的运动从第一限位凹槽4.1内滑出，从而进入到锁止孔2.2和第二限位凹槽3.2之间，对末端工具连接件3进行锁止。这时驱动电机5.1可驱动转动齿轮5.2带动连接盘2转动，连接盘2通过连接杆2.1带动末端工具连接件3转动。当需要更换末端工具时，控制升降电机6.1驱动升降齿轮6.2使下壳4下降到合适的位置，末端工具连接件3会因重力原因将锁止件推回第一限位凹槽3.2和锁止孔2.2内，末端工具自动脱离连接盘2。

本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种机械臂末端工具连接装置，其特征在于：包括主体、下壳、连接盘、末端工具连接件，主体与连接盘之间设置有驱动连接盘转动的驱动机构，主体与下壳之间设置有驱动下壳升降的升降机构，连接盘套设在下壳内部，末端工具连接件套设在连接盘内部，所述下壳、连接盘和末端工具连接件之间设置有用于使连接盘和末端工具连接件相互定位的锁止机构，下壳升降时触发锁止机构。

2.根据权利要求1所述的机械臂末端工具连接装置，其特征在于：所述驱动机构包括设置在主体上的驱动电机、设置在主体上的中心轴、以及套设在中心轴上的转动齿轮，转动齿轮下端与所述连接盘固定连接，驱动电机通过驱动转动齿轮带动连接盘转动。

3.根据权利要求1所述的机械臂末端工具连接装置，其特征在于：所述升降机构包括设置在主体上的升降电机、转动连接在主体上的升降齿轮、以及一端与升降齿轮偏心连接的偏心杆，偏心杆另一端可转动的连接在下壳上，升降电机与升降齿轮传动连接进而驱动升降齿轮转动。

4.根据权利要求3所述的机械臂末端工具连接装置，其特征在于：所述升降齿轮包括对称设置的第一升降齿轮和第二升降齿轮，第一升降齿轮、第二升降齿轮均与升降电机传动连接，第一升降齿轮和第二升降齿轮分别对称偏心连接有可转动的偏心杆，两根偏心杆另一端分别对称且可转动的连接在下壳上，升降电机驱动第一升降齿轮和第二升降齿轮带动两个偏心杆运动，从而使下壳做升降运动。

5.根据权利要求1所述的机械臂末端工具连接装置，其特征在于：所述连接盘设置有通过向下延伸的侧壁所形成的容置空间，容置空间内竖直设置有多个连接杆，末端工具连接件上设置有与连接杆数量对应的连接孔，末端工具连接件通过连接杆和连接孔的配合套设在容置空间内，所述锁止机构包括设置在连接盘侧壁上的锁止孔，锁止孔内设置有可活动但不脱离锁止孔的锁止件，所述下壳的内壁上设置有与锁止件配合的第一限位凹槽，末端工具连接件的外壁上设置有与锁止件的配合的第二限位凹槽。

6.根据权利要求2所述的机械臂末端工具连接装置，其特征在于：所述转动齿轮内设置有轴承结构，转动齿轮通过轴承结构套设在中心轴上。

7.根据权利要求2所述的机械臂末端工具连接装置，其特征在于：所述驱动电机通过设置在主体上的减速机构驱动转动齿轮。

8.根据权利要求2所述的机械臂末端工具连接装置，其特征在于：所述下壳和转动齿轮之间的中心轴上套设有弹性结构。

9.根据权利要求4所述的机械臂末端工具连接装置，其特征在于：所述偏心杆两端分别通过轴承结构连接在升降齿轮和下壳上。

10.根据权利要求5所述的机械臂末端工具连接装置，其特征在于：所述锁止件设置为直径小于锁止孔可活动的球型结构。

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