CN115503009A - 一种机械臂末端执行器快换装置 - Google Patents

Abstract

一种机械臂末端执行器快换装置，该装置设置在机械臂与末端执行器之间，该装置包括与机械臂法兰盘连接的第一连接部件、以及多个与不同末端执行器连接的第二连接部件，所述第一连接部件和第二连接部件扣合锁定或解锁分离，使得机械臂上的末端执行器可更换；第一连接部件包括机械臂端壳体，机械臂端壳体的顶面设有与机械臂法兰盘装配的装配面，机械臂端壳体的外侧设有机械臂端电气接口；第二连接部件包括工具端壳体，工具端壳体的底面设有与末端执行器相连的安装面，工具端壳体的外侧设有工具臂端电气接口。本发明结构简单，可靠性强，操作简便。解决现有利用高压气体为动力源的快换装置不便在AGV小车结合机械臂应用的场景下使用的问题。

Description

一种机械臂末端执行器快换装置

技术领域

本发明涉及机电技术领域，尤其涉及一种机械臂末端执行器快换装置。

背景技术

随着科技的发展，机械臂被广泛应用在生产、科研以及救援任务中。为了适应不同的工况，需要频繁的更换机械臂末端执行器。现有的机械臂末端执行器快换装置大多通过高压气体实现公母盘之间的锁紧和松开，具有控制简单、结构紧凑的特点。但是随着AGV小车结合机械臂应用的增加，机械臂能够装在AGV小车上随小车进行移动，但是AGV小车上空间以及本身载重有限，不便搭载高压气源，因此发明一种电动的机械臂末端执行器快换装置具有重要的意义。

发明内容

为解决现有利用高压气体为动力源的快换装置不便在AGV小车结合机械臂应用的场景下使用的问题，本发明提供一种机械臂末端执行器快换装置。

本发明采用的技术方案是：一种机械臂末端执行器快换装置，该装置设置在机械臂与末端执行器之间，该装置包括与机械臂法兰盘连接的第一连接部件、以及多个与不同末端执行器连接的第二连接部件，所述第一连接部件和第二连接部件扣合锁定或解锁分离，使得机械臂上的末端执行器可更换；

所述第一连接部件包括机械臂端壳体，机械臂端壳体呈圆柱体状，机械臂端壳体内有腔体且下端设有开口；机械臂端壳体的顶面设有与机械臂法兰盘装配的装配面，装配面上还设有驱动器走线槽；机械臂端壳体的外侧设有第一切面，第一切面处设有机械臂端电气接口；机械臂端壳体腔体内的顶部设有驱动器安装座，驱动器安装座的四周均布有凹坑；驱动器安装座上设有驱动器，凹坑内设有导向块；

驱动器的输出轴向下设置并同轴连接有驱动器转接件，驱动器转接件呈小圆板状，驱动器转接件的底面同轴连接有驱动板；所述驱动板呈大圆板状，驱动板上且位于驱动器转接件外周的位置设有四个偏离驱动板圆心的偏心圆弧槽；偏心圆弧槽一端离驱动板圆心较远、另一端离驱动板圆心较近，每个偏心圆弧槽内滑动设有一个对锁螺丝，对锁螺丝与插销连接；驱动器能带动驱动板旋转，使得对锁螺丝能够在偏心圆弧槽两端之间运动；

所述插销整体呈水平设置的圆柱状，插销靠近驱动板圆心的一端开槽，插销远离驱动板圆心的一端为圆头；插销的开槽处卡入驱动板，插销的两个内侧槽面与驱动板表面贴合；所述插销的开槽处且与对锁螺丝上下两端相对应的位置开有第一通孔，对锁螺丝的两端与第一通孔连接；

所述导向块竖直设置，导向块的上端插入凹坑内，导向块的下部侧面与插销相对应的位置开设有导向孔，插销的圆头端活动插设在导向孔内；

所述第二连接部件包括工具端壳体，工具端壳体呈圆柱体状，工具端壳体内有腔体且上端设有开口；工具端壳体的底面设有与末端执行器相连的安装面，工具端壳体的外侧设有第二切面，第二切面处设有工具臂端电气接口；工具端壳体的腔体内与导向块相对应的位置开设有凹槽，当第一连接部件和第二连接部件对应扣合时，导向块的下端插入凹槽内，凹槽的外侧与插销相对应的位置开设有第二通孔；

所述插销具有第一状态位和第二状态位，在第一状态位下，插销的圆头端收缩在导向孔内，使得第一连接部件的第二连接部件能对应扣合或分离；在第二状态位下，插销伸出导向孔外，插设在工具端壳体的第二通孔，使得第一连接部件的第二连接部件锁定在一起；

所述机械臂端电气接口连接电源，工具臂端电气接口连接末端执行器的供电端，当第一连接部件的第二连接部件对应扣合时，机械臂端电气接口与工具臂端电气接口贴合，机械臂端电气接口上的触点与工具臂端电气接口上的触点接触连通。

进一步，所述驱动器的输出轴上安装有外齿轮，驱动器转接件的圆心处开孔并安装有内齿轮，外齿轮与内齿轮相啮合。

进一步，所述导向块的纵截面为上部类半圆形面、下部类矩形面。

本发明的有益效果是：

1、解决现有利用高压气体为动力源的快换装置不便在AGV小车结合机械臂应用的场景下使用的问题。

2、结构简单，可靠性强，操作简便。

附图说明

图1是本发明中机械臂末端执行器快换装置的结构示意图。

图2是本发明中机械臂末端执行器快换装置工具端的结构示意图。

图3是本发明中机械臂末端执行器快换装置机械臂端的爆炸图。

图4是本发明中机械臂末端执行器快换装置机械臂端的结构示意图。(插销收回时)

图5是本发明中机械臂末端执行器快换装置机械臂端的结构示意图。(插销伸出时)

图6是本发明中机械臂端壳体的结构示意图。

图7是本发明中驱动器的结构示意图。

图8是本发明中驱动器转接件的结构示意图。

图9是本发明中导向块的结构示意图。

图10是本发明中驱动板的结构示意图。

图11是本发明中插销的结构示意图。

图12是本发明中电气接口的结构示意图。

图13是本发明中工具端壳体的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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，如出现术语“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照附图，一种机械臂末端执行器快换装置，该装置设置在机械臂与末端执行器之间，该装置包括与机械臂法兰盘连接的第一连接部件100、以及多个与不同末端执行器连接的第二连接部件200，所述第一连接部件100和第二连接部件200扣合锁定或解锁分离，使得机械臂上的末端执行器可更换；

所述第一连接部件100包括机械臂端壳体11，机械臂端壳体11呈圆柱体状，机械臂端壳体11内有腔体且下端设有开口；机械臂端壳体11的顶面设有与机械臂法兰盘装配的装配面，装配面还开有驱动器的走线槽；机械臂端壳体11的外侧设有第一切面，第一切面处设有机械臂端电气接口12；机械臂端壳体11腔体内的顶部设有驱动器安装座112，驱动器安装座112的四周均布有凹坑111；驱动器安装座112上设有驱动器13，凹坑111内设有导向块14；导向块14的纵截面为上部类半圆形面、下部类矩形面。

驱动器13的输出轴向下设置并同轴连接有驱动器转接件15，驱动器转接件15呈小圆板状，驱动器转接件15的底面172同轴连接有驱动板17；所述驱动器13的输出轴上安装有外齿轮，驱动器转接件15的圆心处开孔并安装有内齿轮，外齿轮与内齿轮相啮合。

所述驱动板17呈大圆板状，驱动板17上且位于驱动器转接件15外周的位置设有四个偏离驱动板17圆心的偏心圆弧槽171；偏心圆弧槽171一端离驱动板17圆心较远、另一端离驱动板17圆心较近，每个偏心圆弧槽171内滑动设有一个对锁螺丝，对锁螺丝与插销16连接；驱动器13能带动驱动板17旋转，使得对锁螺丝能够在偏心圆弧槽171两端之间运动；

所述插销16整体呈水平设置的圆柱状，插销16靠近驱动板17圆心的一端开槽，插销16远离驱动板17圆心的一端为圆头；插销16的开槽处卡入驱动板17，插销16的两个内侧槽面与驱动板17表面贴合；所述插销16的开槽处且与对锁螺丝上下两端相对应的位置开有第一通孔162，对锁螺丝的两端与第一通孔162连接；

所述导向块14竖直设置，导向块14的上端插入凹坑111内，导向块14的下部侧面与插销16相对应的位置开设有导向孔141，插销16的圆头端活动插设在导向孔141内；

所述第二连接部件200包括工具端壳体21，工具端壳体21呈圆柱体状，工具端壳体21内有腔体且上端设有开口；工具端壳体21的底面设有与末端执行器相连的安装面，工具端壳体21的外侧设有第二切面，第二切面处设有工具臂端电气接口22；工具端壳体21的腔体内与导向块14相对应的位置开设有凹槽211，当第一连接部件100和第二连接部件200对应扣合时，导向块14的下端插入凹槽211内，凹槽211的外侧与插销16相对应的位置开设有第二通孔212；

所述插销16具有第一状态位和第二状态位，在第一状态位下，插销16的圆头端收缩在导向孔141内，使得第一连接部件100的第二连接部件200能对应扣合或分离；在第二状态位下，插销16伸出导向孔141外，插设在工具端壳体21的第二通孔212，使得第一连接部件100的第二连接部件200锁定在一起；

所述机械臂端电气接口12连接电源，工具臂端电气接口22连接末端执行器的供电端，当第一连接部件100的第二连接部件200对应扣合时，机械臂端电气接口12与工具臂端电气接口22贴合，机械臂端电气接口12上的触点与工具臂端电气接口22上的触点接触连通。

对接步骤：机械臂带动第一连接部件100移动到第二连接部件正上方，第一连接部件100与第二连接部件200的轴线重合，绕轴线调整第一连接部件100的角度，使导向块14和工具端壳体上的凹槽211重合。然后第一连接部件100向下移动，导向块14沿工具端壳体上的凹槽211滑动，起到定位作用，直到第一连接部件100和第二连接部件200直接接触，第一连接部件上的电气接口12上的触点和第二连接部件上的电气接口22上面的触点接触，第一连接部件100和第二连接部件200的电路接通。驱动器13带动驱动板17转到图5的角度，驱动板上的偏心圆弧槽171推动插销16伸出，沿导向块上导向孔161伸出插入工具端壳体上通孔212中，第一连接部件100与第二连接部件200锁紧。

解除对接步骤：驱动器13带动驱动板17转到图4的角度，驱动板上的偏心圆弧槽171拉着插销16缩回，第一连接部件100与第二连接部件200解锁，第一连接部件100沿轴线向上移动，第一连接部件100和第二连接部件200脱离，与此同时，第一连接部件上的电气接口12上的触点和第二连接部件上的电气接口22上面的触点解除接触，电路断开。

切换末端执行器：第一连接部件100移动到与相应的末端执行器直接相连的第二连接部件200的正上方，重复上述的对接步骤。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (3)

1.一种机械臂末端执行器快换装置，该装置设置在机械臂与末端执行器之间，其特征在于：该装置包括与机械臂法兰盘连接的第一连接部件(100)、以及多个与不同末端执行器连接的第二连接部件(200)，所述第一连接部件(100)和第二连接部件(200)扣合锁定或解锁分离，使得机械臂上的末端执行器可更换；

所述第一连接部件(100)包括机械臂端壳体(11)，机械臂端壳体(11)呈圆柱体状，机械臂端壳体(11)内有腔体且下端设有开口；机械臂端壳体(11)的顶面设有与机械臂法兰盘装配的装配面，装配面上还设有驱动器走线槽；机械臂端壳体(11)的外侧设有第一切面，第一切面处设有机械臂端电气接口(12)；机械臂端壳体(11)腔体内的顶部设有驱动器安装座(112)，驱动器安装座(112)的四周均布有凹坑(111)；驱动器安装座(112)上设有驱动器(13)，凹坑(111)内设有导向块(14)；

驱动器(13)的输出轴向下设置并同轴连接有驱动器转接件(15)，驱动器转接件(15)呈小圆板状，驱动器转接件(15)的底面(172)同轴连接有驱动板(17)；所述驱动板(17)呈大圆板状，驱动板(17)上且位于驱动器转接件(15)外周的位置设有四个偏离驱动板(17)圆心的偏心圆弧槽(171)；偏心圆弧槽(171)一端离驱动板(17)圆心较远、另一端离驱动板(17)圆心较近，每个偏心圆弧槽(171)内滑动设有一个对锁螺丝，对锁螺丝与插销(16)连接；驱动器(13)能带动驱动板(17)旋转，使得对锁螺丝能够在偏心圆弧槽(171)两端之间运动；

所述插销(16)整体呈水平设置的圆柱状，插销(16)靠近驱动板(17)圆心的一端开槽，插销(16)远离驱动板(17)圆心的一端为圆头；插销(16)的开槽处卡入驱动板(17)，插销(16)的两个内侧槽面与驱动板(17)表面贴合；所述插销(16)的开槽处且与对锁螺丝上下两端相对应的位置开有第一通孔(162)，对锁螺丝的两端与第一通孔(162)连接；

所述导向块(14)竖直设置，导向块(14)的上端插入凹坑(111)内，导向块(14)的下部侧面与插销(16)相对应的位置开设有导向孔(141)，插销(16)的圆头端活动插设在导向孔(141)内；

所述第二连接部件(200)包括工具端壳体(21)，工具端壳体(21)呈圆柱体状，工具端壳体(21)内有腔体且上端设有开口；工具端壳体(21)的底面设有与末端执行器相连的安装面，工具端壳体(21)的外侧设有第二切面，第二切面处设有工具臂端电气接口(22)；工具端壳体(21)的腔体内与导向块(14)相对应的位置开设有凹槽(211)，当第一连接部件(100)和第二连接部件(200)对应扣合时，导向块(14)的下端插入凹槽(211)内，凹槽(211)的外侧与插销(16)相对应的位置开设有第二通孔(212)；

所述插销(16)具有第一状态位和第二状态位，在第一状态位下，插销(16)的圆头端收缩在导向孔(141)内，使得第一连接部件(100)的第二连接部件(200)能对应扣合或分离；在第二状态位下，插销(16)伸出导向孔(141)外，插设在工具端壳体(21)的第二通孔(212)，使得第一连接部件(100)的第二连接部件(200)锁定在一起；

所述机械臂端电气接口(12)连接电源，工具臂端电气接口(22)连接末端执行器的供电端，当第一连接部件(100)的第二连接部件(200)对应扣合时，机械臂端电气接口(12)与工具臂端电气接口(22)贴合，机械臂端电气接口(12)上的触点与工具臂端电气接口(22)上的触点接触连通。

2.如权利要求1所述的一种机械臂末端执行器快换装置，其特征在于：所述驱动器(13)的输出轴上安装有外齿轮，驱动器转接件(15)的圆心处开孔并安装有内齿轮，外齿轮与内齿轮相啮合。

3.如权利要求1所述的一种机械臂末端执行器快换装置，其特征在于：所述导向块(14)的纵截面为上部类半圆形面、下部类矩形面。

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