一种具备复合旋转功能的工具快换装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于机械臂的工具快换装置，尤其涉及一种具备复合旋转功能的工具快换装置。

背景技术：

在对电石进行冶炼的过程中，需要利用机器臂采用不同的工具来完成出炉作业，在作业过程中需要对工具进行伸出、收回、旋转等多种操作，工具一般都预先安装了统一的插销式夹头，机械臂上装有工具快换装置，工具快换装置为夹持机构，利用工具快换装置来对不同工具进行切换。但是，现有的工具快换装置的部件夹爪外露，机构较大，如果工作环境粉尘较多，不利于机构洁净，粉尘进入转轴等后易造成机构损坏。而且需要较大的活动空间，增大了与其它物件干涉的可能性，不便于在有限空间使用。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺点与不足，本实用新型公开了一种具备复合旋转功能的工具快换装置，其结构简单紧凑、减小活动范围、安全有效的复合旋转工具快换装置，以满足需要旋转有插销式夹头的工具或夹具的快速切换。

本实用新型公开了一种具备复合旋转功能的工具快换装置，包括基座、内轴、拉杆、夹持动力机构、旋转动力机构和夹持机构；所述基座和所述内轴均为中空，所述内轴穿过所述基座并且所述内轴的外端伸出至所述基座外，所述内轴的内端与所述旋转动力机构连接，所述夹持机构设置在所述内轴的外端；所述拉杆穿过所述内轴并且所述拉杆的外端与所述夹持机构连接，所述拉杆的内端与所述夹持动力机构连接，所述拉杆与所述旋转动力机构动力连接；所述旋转动力机构可带动所述内轴和所述拉杆在所述基座内同步转动；所述夹持动力机构可带动所述拉杆沿所述内轴的轴线运动。

作为本实用新型的进一步改进，所述夹持动力机构包括气缸、推板和旋转解耦组件，所述气缸设置在所述基座上，所述气缸的活塞杆与所述推板固定，所述推板通过所述旋转解耦组件与所述拉杆的内端连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述旋转动力机构包括旋转动力模组、同步带轮和同步带，所述内轴的内端与所述同步带轮固定，所述拉杆穿过所述同步带轮，所述旋转动力模组设置有主动轮，所述主动轮通过所述同步带与所述同步带轮动力连接，所述旋转动力模组通过带动所述主动轮转动来使所述同步带轮转动。

作为本实用新型的进一步改进，所述旋转动力机构包括旋转动力模组、同步链轮和同步链条，所述内轴的内端与所述同步链轮固定，所述拉杆穿过所述同步链轮，所述旋转动力模组设置有主动轮，所述主动轮通过所述同步链条与所述同步链轮连接，所述旋转动力模组通过带动所述主动轮转动来使所述同步链轮转动。

作为本实用新型的进一步改进，所述夹持机构包括环形安装板、拉拔头、多根连杆、多个斜滑座和多个斜滑块；所述环形安装板设置在所述内轴的外端，多个所述斜滑座均匀设置在所述环形安装板内侧面，所述斜滑座设置滑槽，所述滑槽与所述内轴中心轴线之间的夹角大于等于30°，相邻的所述斜滑座的滑槽之间的距离由外向内逐渐减小；所述斜滑块卡设在所述滑槽中并可沿所述滑槽移动；所述连杆的一端与所述斜滑块铰接，所述连杆的另一端与所述拉拔头铰接；所述拉拔头与所述拉杆连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述夹持机构共设置有四个所述斜滑座和四个所述斜滑块。

作为本实用新型的进一步改进，所述斜滑块包括滑板和立板，所述立板垂直设置在所述滑板的表面，所述滑板卡设在所述滑槽中。

作为本实用新型的进一步改进，所述立板靠近所述拉杆轴线的侧面设置有夹紧槽。

作为本实用新型的进一步改进，所述滑槽与所述内轴中心轴线之间的夹角为45°。

作为本实用新型的进一步改进，所述夹持机构还包括夹具套筒头，所述夹具套筒头设置在所述环形安装板的外端面。

本实用新型的一种具备复合旋转功能的工具快换装置结构简单紧凑，密封性强，活动性高。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1是本实用新型中旋转滑座的示意图。

图2是本实用新型中旋转滑座的剖视图。

图3是本实用新型中夹持机构的示意图。

图4是本实用新型中夹持机构夹持状态时的示意图。

图5是本实用新型中旋转解耦组件的部分剖视图。

图6是图5的部分放大示意图。

具体实施方式

请参阅图1-6，本实用新型公开了一种具备复合旋转功能的工具快换装置，包括基座10、内轴21、拉杆22、夹持动力机构、旋转动力机构和夹持机构；所述基座10和所述内轴21均为中空，所述内轴21穿过所述基座10并且所述内轴21的外端伸出至所述基座10外，所述内轴21的内端与所述旋转动力机构连接，所述夹持机构设置在所述内轴21的外端；所述拉杆22穿过所述内轴21并且所述拉杆22的外端与所述夹持机构连接，所述拉杆22的内端与所述夹持动力机构连接，所述拉杆22与所述旋转动力机构动力连接；所述旋转动力机构可带动所述内轴21和所述拉杆22在所述基座10内同步转动；所述夹持动力机构可带动所述拉杆22沿所述内轴21的轴线运动。所述夹持动力机构通过带动所述拉杆22沿所述内轴21运动来向所述夹持机构提供夹持力，所述旋转动力机构可在所述夹持机构夹持工具时带动所述夹持机构转动，并且不用担心电气管线缠绕的问题。

所述基座10为圆筒状，其两端开口分别为入口和出口，所述旋转动力机构和夹持动力机构均设置在所述基座10的入口端，所述夹持机构设置在所述基座10的出口端。所述基座10内设置有轴承，所述内轴21承托在该轴承内，以便所述内轴21相对所述基座10转动。

所述内轴21的大部分位于所述基座10内，所述内轴21的外端从所述基座10的出口伸出，所述内轴21的内端位于所述基座10的入口处，所述内轴21中空用于容置所述拉杆22。

所述拉杆22为主要的动力传输部件，用于实现夹持力的传输。所述内轴21与所诉拉杆22之间设置有直线轴承61，该直线轴承61用于支撑所述拉杆22沿所述内轴21的轴线方向运动。

所述夹持动力机构包括气缸31、推板32和旋转解耦组件33，所述气缸31设置在所述基座10上，所述气缸31的活塞杆与所述推板32固定，所述推板32通过所述旋转解耦组件33与所述拉杆22的内端连接。所述气缸31固定在所述基座10上，所述气缸31的活塞杆的运动方向与所述内轴21的轴线方向平行，所述气缸31的活塞杆的伸出端与所述推板32固定，所述推板32同时固定有所述旋转解耦组件33，所述旋转解耦组件33与所述拉杆22的内端连接。所述气缸31的活塞杆伸出或收回时，可以通过推杆和所述旋转解耦组件33带动所述拉杆22沿所述内轴21的轴线移动。

所述旋转动力机构包括旋转动力模组41、同步带轮42和同步带43，所述内轴21的内端与所述同步带轮42固定，所述拉杆22穿过所述同步带轮42，所述旋转动力模组41设置有主动轮，所述主动轮通过所述同步带43与所述同步带轮42动力连接，所述旋转动力模组41通过带动所述主动轮转动来使所述同步带轮42转动。在其它实施例中，所述旋转动力机构包括旋转动力模组、同步链轮和同步链条，所述内轴的内端与所述同步链轮固定，所述拉杆穿过所述同步链轮，所述旋转动力模组设置有主动轮，所述主动轮通过所述同步链条与所述同步链轮连接，所述旋转动力模组通过带动所述主动轮转动来使所述同步链轮转动。

所述夹持机构包括夹具套筒头56、环形安装板51、拉拔头52、多根连杆53、多个斜滑座54和多个斜滑块55；所述环形安装板51设置在所述内轴21的外端，多个所述斜滑座54均匀设置在所述环形安装板51内侧面，所述斜滑座54设置滑槽541，所述滑槽541与所述内轴21中心轴线之间的夹角大于等于30°，本实施例中，所述滑槽541与所述内轴21中心轴线之间的夹角为45°。相邻的所述斜滑座54的滑槽541之间的距离由外向内逐渐减小；所述斜滑块55卡设在所述滑槽541中并可沿所述滑槽541移动；所述连杆53的一端与所述斜滑块55铰接，所述连杆53的另一端与所述拉拔头52铰接；所述拉拔头52与所述拉杆22连接。所述夹具套筒头56设置在所述环形安装板51的外端面。本实施例中，所述夹持机构共设置有四个所述斜滑座54和四个所述斜滑块55。

每个所述斜滑座54的表面设置有两块对称设置的L形卡板，两块所述L形卡板弯折处之间形成所述滑槽541。所述斜滑块55包括滑板551和立板552，所述立板552垂直设置在所述滑板551的表面，所述滑板551卡设在所述滑槽541中，所述立板552靠近所述拉杆22轴线的侧面设置有夹紧槽553。所述夹紧槽553的横截面为弧形，四个所述斜滑块55的夹紧槽553相互靠近后形成的夹紧空间用于容置作业工具的插销式夹头。

所述夹具套筒头56与所述环形安装板51形成的空间用于容纳夹持机构的其它部件，防止部件大面积外露而积尘。

所述旋转解耦组件包括轴承座331、双向推力球轴承332和内套筒333；所述轴承座331的一侧与所述推板固定，所述双向推力球轴承332设置在所述轴承座331内，所述拉杆22穿过所述双向推力球轴承332，所述拉杆22的内端处设置有向外凸出的卡环221，所述拉杆22表面设置有环槽222，所述环槽222的位置位于所述双向推力球轴承332内，所述内套筒333位于所述环槽222内并且套设在所述拉杆22外。所述卡环221向外凸出并且其直径比所述拉杆22的直径大，所述内套筒333与所述双向推力球轴承332的垫环334套设在所述拉杆22位于所述环槽222的一段的外表面。在所述轴承座331靠近所述夹持机构的一侧还设置有端板335。当所述气缸的活塞杆伸出时，带动所述推板伸出，所述推板带动所述轴承座331和所述双向推力球轴承332移动，带动所述垫环334和内套筒333顶推所述卡环221，从而带动所述拉杆22向与所述夹持机构相反的方向移动，从而使所述夹持机构处于夹持状态。同理，当所述气缸的活塞杆收回时，带动所述拉杆22向所述夹持机构移动，使所述夹持机构松开。在其它实施例中，所述双向推力球轴承可以替换为配对单列圆锥滚子轴承。

所述旋转解耦组件33内设置有双向推力球轴承，所述拉杆22的端部卡设在所述双向推力球轴承中。所述旋转解耦组件33的设置可以将拉杆22的拉夹动作与旋转动作隔开，使得拉杆22在旋转时可以维持拉紧状态，实现可解耦旋转的夹持伸缩动作主要目的功能。因旋转解耦组件33的存在，夹持机构的夹持动作和旋转互不影响，故在工具需要旋转作业时，所述旋转动力模组41通过同步带43带动所述同步带轮42旋转，即可使相连的旋转内轴21带动所述夹具套筒头56及工具同步旋转。

使用时，当工具的插销式夹头插入至所述夹具套筒头56后，气缸31的活塞杆伸出，经推板32带动所述旋转解耦组件33伸出，同时带动拉杆22移动，所述拉杆22驱使所述拉拔头52分别传力给四根连杆53，所述连杆53拉动所述斜滑块55沿所述滑槽541移动，四个所述斜滑块55向中间靠拢，所述斜滑块55的夹紧槽553将工具的插销式夹头夹住，在沿径向夹持的同时还带有轴向拉紧的作用。需要松开工具时，所述气缸31活塞杆缩回，使得四个所述斜滑块55松开工具的插销式夹头，工具即可退出夹具套筒头56。

本装置通过圆筒形基座10和夹具套筒头56将运动部件集中在内部，整体结构简单紧凑，夹持机构利用内置的斜滑块55对工具进行夹紧，兼有夹爪式的夹持功能以及轴向方向上的拉紧力，有利于工具切换稳固。本装置的夹持机构安装在内轴21端部，封闭式安装有利于保护机构的洁净安全，避免与其它物件干涉，同时也将整体结构紧凑化。

本实用新型的一种具备复合旋转功能的工具快换装置结构简单紧凑，密封性强，活动性高。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。