一种机械式机器人末端快换装置

1.本发明属于机器人快换设备技术领域，更具体地说，特别涉及机械式机器人末端快换装置。


背景技术：

2.在现代工业机器人的工作之中，机器人的往往需要完成多种工作，通过使用末端执行器，可以使机器人在安装上相应的机械手之后，可以快速的执行例如点焊焊枪、抓手、真空工具、气动和电动马达等工作任务。
3.基于现有技术发现，现有的机械式机器人末端快换装置在使用的时候，通常只能同时安装一种机械手，在需要其他类型机械手的时候，需要对已安装机械手进行拆除，十分麻烦，浪费了大量的工作时间；同时现有的机械式机器人末端快换装置在使用的时候，切换时机械手时的定位装置不够完善，若程序输入错误导致定位误差较大，启动机械手后很容易对机械手造成损伤，甚至会发生安全事故。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供一种机械式机器人末端快换装置，以解决现有的机械式机器人末端快换装置在使用的时候，通常只能安装一种机械手，在需要其他类型机械手的时候，需要对已安装机械手进行拆除，十分麻烦，浪费了大量的工作时间；同时现有的机械式机器人末端快换装置在使用的时候，切换时机械手时的定位装置不够完善，若程序输入错误导致定位误差较大，启动机械手后很容易对机械手造成损伤，甚至会发生安全事故的问题。
5.本发明一种机械式机器人末端快换装置的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：
6.一种机械式机器人末端快换装置，包括：
7.连接臂；
8.所述连接臂的内部安装有安装机构，且连接底板通过螺丝与安装机构的安装箱体连接；所述安装机构的内部安装有末端中枢，且安装机构的上方安装有切换机构；
9.固定机构；所述固定机构安装在切换机构的左侧，且固定板通过螺丝与切换机构的转换板连接。
10.进一步的，所述连接臂包括有：
11.固定臂，固定臂的左侧设有转轴；
12.连接底板，连接底板的四个角开设有螺孔，连接底板通过转轴连接在固定臂的上方。
13.进一步的，所述连接臂还包括有：
14.活动臂，活动臂位于固定臂的上方；活动臂的上方设有电机，活动臂的内部设有齿轮；活动臂的齿轮内部开设有螺孔，活动臂的齿轮与活动臂电机的齿轮啮合；
15.导向件，导向件的上方设有螺纹，导向件的下方安装有轴承，且导向件插入在活动臂齿轮的螺孔内部，并且导向件的外侧套装有弹簧。
16.进一步的，所述安装机构包括有：
17.安装箱体，安装箱体的内部开设有圆形通孔，且安装箱体的下方开设有四个螺孔。
18.进一步的，所述安装机构还包括有：
19.固定套筒，固定套筒通过螺丝连接在安装箱体的右侧；
20.驱动件，驱动件插入在固定套筒的内部，且驱动件的左侧连接有转轴，并且驱动件的转轴穿过安装箱体的通孔。
21.进一步的，所述末端中枢包括有：
22.主体，主体上方设有环状凸起，且主体插入在安装箱体的内部；所述主体的内部开设有横向的通孔，且主体的内部开设有纵向的通孔，并且主体的纵向通孔内部上方插入有导向件的轴承。
23.进一步的，所述末端中枢还包括有：
24.连接触点，连接触点开设在主体的上方，且连接触点为金属薄片，并且连接触点通过导线与主体的控制中枢连接；
25.定位件，定位件的下方设有螺纹，且两个定位件安装在主体的上方。
26.进一步的，所述切换机构包括有：
27.转换板，转换板安装在主体的上方，且转换板的左右两侧开设有安装槽；所述转换板的内部开设有t型通孔，且转换板的t型通孔四周开设有圆周排列的四个矩形卡槽。
28.进一步的，所述切换机构还包括有：
29.定位槽，四个定位槽呈矩阵排列开设在转换板的内部；
30.连接电极，连接电极连接在转换板的下方。
31.进一步的，所述固定机构包括有：
32.固定板，固定板插入在转换板的安装槽内部；
33.连接接口，连接接口通过螺丝安装在固定板的右侧。
34.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
35.1、在本装置中，设置了连接臂，连接臂右侧与操纵装置的机械臂进行连接，活动臂内部电机的传动齿轮和活动臂内部的齿轮相互啮合，电机转动时会带动齿轮进行转动，通过齿轮内部的螺纹和导向件的啮合，使活动臂进行上下的移动，以此压缩导向件外部套装的弹簧，对转换板进行锁定或解除锁定；同时固定臂和连接底板之间通过转轴进行连接，使用以上的机构可以使本装置在一定的角度内进行转动微调，同时利用活动臂可以快速的调节转换板上机械手的位置，选择适合工作的机械手进行操作，避免了需要更换使用的机械手时需要对机械手整体进行拆除造成的人力和时间的浪费，进而提高工作效率；
36.2、在本装置中，设置了切换机构和固定机构，转换板通过外侧的螺孔对机械手进行安装，且通过固定板内安装的连接接口，将装置的控制总成与机械手进行连接，在活动臂上升，导向件外侧弹簧解除锁定的时候，人工或电动转动转换板，即可以调节处于工作位置上的机械手，并通过定位槽、定位件确定转换板固定的位置，在调节好位置之后，活动臂对转换板进行锁定，之后若转换板位置正确，连接电极会弹入到连接触点所在的凹槽内部，同时连接电极与连接触点接触，对机械手进行供电，反之，转换板位置错误，则无法使机械手
接通电源；通过切换机构可以安装四个机械手以此满足不同工作中对不同机械手的需求，同时确保了在更换机械手的时候，机械手能正确的处于工作位置，防止机械手因错位导致损坏，进而提升了装置整体的安全性能。
附图说明
37.图1是本发明的立体结构示意图。
38.图2是本发明的立体后视结构示意图。
39.图3是本发明的爆炸结构示意图。
40.图4是本发明的安装机构及末端中枢立体截面结构示意图。
41.图5是本发明的切换机构立体截面结构示意图。
42.图6是本发明的固定机构结构示意图。
43.图7是本发明的图4所示a处的局部放大结构示意图。
44.图8是本发明的图5所示b处的局部放大结构示意图。
45.图中，部件名称与附图编号的对应关系为：
46.1、连接臂；101、固定臂；102、连接底板；103、活动臂；104、导向件；
47.2、安装机构；201、安装箱体；202、固定套筒；203、驱动件；
48.3、末端中枢；301、主体；302、连接触点；303、定位件；
49.4、切换机构；401、转换板；402、定位槽；403、连接电极；
50.5、固定机构；501、固定板；502、连接接口。
具体实施方式
51.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
52.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
53.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，术语“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。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。
54.实施例：
55.如附图1至附图8所示：
56.本发明提供一种机械式机器人末端快换装置，包括：连接臂1；连接臂1的内部安装有安装机构2，且连接底板102通过螺丝与安装机构2的安装箱体201连接；安装机构2的内部安装有末端中枢3，且安装机构2的上方安装有切换机构4；固定机构5；固定机构5安装在切换机构4的左侧，且固定板501通过螺丝与切换机构4的转换板401连接。
57.如图3所示，其中，连接臂1包括有：固定臂101，固定臂101的右侧与装置外的机械臂连接，固定臂101的左侧设有转轴；连接底板102，连接底板102为板状结构，连接底板102的四个角开设有螺孔，连接底板102通过转轴连接在固定臂101的上方；连接底板102用来固定安装机构2，同时可以在固定臂101转轴的带动下使安装机构2及其相连机构在一定角度内转动；活动臂103，活动臂103的右侧与装置外的机械臂滑动连接，活动臂103位于固定臂101的上方；活动臂103的上方设有电机，活动臂103的内部设有齿轮；活动臂103的齿轮内部开设有螺孔，活动臂103的齿轮与活动臂103电机的齿轮啮合；活动臂103通过电机带动齿轮旋转，通过导向件104，使活动臂103上升或下降；导向件104，导向件104为柱状结构，导向件104的上方设有螺纹，导向件104的下方安装有轴承，且导向件104插入在活动臂103齿轮的螺孔内部，并且导向件104的外侧套装有弹簧；导向件104在使活动臂103移动时，会被活动臂103压缩或放松弹簧，以此达到压紧和松开转换板401的目的。
58.如图4所示，其中，安装机构2包括有：安装箱体201，安装箱体201为圆形结构，安装箱体201的内部开设有圆形通孔，且安装箱体201的下方开设有四个螺孔；安装箱体201用来安装末端中枢3；固定套筒202，固定套筒202为椭圆型结构，固定套筒202的左侧设有板状凸起，固定套筒202通过螺丝连接在安装箱体201的右侧；固定套筒202用来安装固定驱动件203；驱动件203，驱动件203为步进电机，驱动件203插入在固定套筒202的内部，驱动件203的左侧连接有转轴，且驱动件203的转轴穿过安装箱体201的通孔；在装置使用的时候，驱动件203可以使本装置驱动旋转类型的机械手，配合切换机构4上安装的四个功能的机械手，使本装置在不拆换机械手的情况下，可以实现较多的功能。
59.如图4所示，其中，末端中枢3包括有：主体301，主体301上方设有环状凸起，且主体301插入在安装箱体201的内部；主体301的内部开设有横向的通孔，且主体301的内部开设有纵向的通孔，并且主体301的纵向通孔内部上方插入有导向件104的轴承；主体301用来安装末端中枢3的其他零件，同时主体301的横向通孔内部插入有驱动件的转轴；主体301内部设有电路板及控制中枢，通过导线向安装在装置上的机械手传递运动信号；导向件104的轴承在主体301的内部通过四颗可活动的紧固螺丝进行固定，配合连接底板102使装置整体固定在连接臂1的内部；连接触点302，连接触点302为矩形结构，连接触点302开设在主体301的上方，且连接触点302为金属薄片，并且连接触点302通过导线与主体301的控制中枢连接；连接触点302用来控制本装置的电源，连接电极403接触到连接触点302之后会接通装置整体的电源使装置可以正常运行；定位件303，定位件303为锥形结构，定位件303的下方设有螺纹，且两个定位件303安装在主体301的上方；定位件303用来协助切换机构4对齐末端中枢3，进而防止切换机构4在切换机械手的时候错位，导致运行过程中出现意外事故。
60.如图5所示，其中，切换机构4包括有：转换板401，转换板401为矩形板状结构，转换板401安装在主体3011的上方，且转换板401的左右两侧开设有安装槽；转换板401的内部开设有t型通孔，且转换板401的t型通孔四周开设有圆周排列的四个矩形卡槽；转换板401在活动臂向上移动使弹簧松开的时候，可以向上移动，旋转后即可使对应的固定机构5上连接的机械手调整到工作位置，可以在不拆卸装置的情况下，进行机械手的更换；定位槽402，定位槽402为圆形结构，四个定位槽402呈矩阵排列开设在转换板401的内部；定位槽402内部插入有定位件303，在转换板401更换机械手的时候，保证转换板401安装到位，使机械手可以正确的到达工作位置，防止错位；连接电极403，连接电极403为矩形结构，连接电极403连
接在转换板401的下方；连接电极403在转换板401位置正确的时候会在弹簧的作用下弹入连接触点302所在的凹槽内，与连接触点302连通，然后给机械手进行供电，以此配合定位件303保证转换板401的位置，防止机械手未正确到达工作位置便开始工作。
61.如图6所示，其中，固定机构5包括有：固定板501，固定板501为u型结构，固定板501插入在转换板401的安装槽内部；连接接口502，连接接口502通过螺丝安装在固定板501的右侧；连接接口502根据机械手使用的导线选择相应的接口，在转换板401安装上机械手后，机械手通过连接接口502与主体301内部的控制中枢连接，然后将主体301的控制中枢与整个装置的控制总成进行连接。
62.使用时：固定臂101与外界的机械臂进行固定连接，活动臂103与外界的机械臂进行滑动连接，将固定臂101通过转轴与连接底板102进行连接，然后在连接底板102上方用螺丝固定安装箱体201，末端中枢3安装在安装箱体201的内部，然后将驱动件203插入在主体301的横向通孔内部，并使用固定套筒202进行固定，然后将转换板401安装在主体301的上方，将导向件104的轴承插入在主体301的纵向通孔上方，并使用螺丝将导向件104的轴承进行固定，然后转换板401通孔的四个卡槽卡装在固定轴承的4个螺丝外侧，然后固定板501通过螺丝安装在定位槽402外侧，并将连接接口502与固定板501进行连接，最后将工作中需要使用的机械手通过螺丝安装在转换板401的外侧，并通过连接接口502将机械手与装置的控制总成进行连接，需要更换机械手的时候，启动活动臂103的驱动电机，使活动臂向上移动，松开导向件104外侧的弹簧，使转换板401解除锁定，人工或电动转动转换板401，调节需要使用的机械手到工作位置，在定位槽402内部插入定位件303，并通过导向件104外侧的弹簧对转化板401进行锁定，转换板401位置确定之后，如果位置正确，连接电极403会弹入到连接触点302所在的凹槽，并与连接触点302连通，对转换板401上的机械手进行供电，至此装置正常运行，使用本装置，可以在不拆卸机械手的前提下，对机械手进行更换，避免了工作中时间的浪费，同时通过两种锁定方式电路保护，确保机械手只有在到达了工作位置的前提下才会进行工作，避免了机械手的损坏，防止安全事故的发生。
63.本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。