一种基于机械手的电机快换装置的制作方法

本实用新型涉及自动化机械技术领域，特别是涉及一种基于机械手的电机快换装置。

背景技术：

一般情况下，运动机构的驱动电机通过螺栓进行安装与固定，并且电机连接有供电、控制等电缆，电机更换只能通过人工操作完成。在一些特殊工况下，电机安装在不适宜人员进入或接触的区域，需远程通过机械手完成电机的更换操作，传统的电机安装方式则无法满足电机远程快换的需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术中传统电机安装方式无法满足电机远程快换需求的缺陷，而提供一种基于机械手的电机快换装置。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

一种基于机械手的电机快换装置，包括供机械手夹持的快换模块、装配于减速机上的固定模块以及辅助所述快换模块与所述固定模块对接的导向组件；

所述快换模块包括用于安装电机的框架、固定安装在所述框架上方的柔性夹持组件、与所述电机的输出轴相连接的机械对接组件和安装在所述框架侧面的航插插头组件；

所述柔性夹持组件包括相对固定于框架上的两个固定板、位于两个所述固定板之间的两组y向柔性连接件、位于两组所述y向柔性连接件之间的x向柔性连接件和供机械手夹持的操作块，在所述x向柔性连接件和所述y向柔性连接件的连接作用下，所述操作块和所述框架构成柔性连接；

所述机械对接组件包括与所述电机的输出轴相连的齿轮轴、固定安装在所述齿轮轴下端的上外齿轮和通过安装组件上下浮动套接于所述上外齿轮外且与所述上外齿轮啮合的内齿圈；

所述固定模块包括固定安装在减速机上的航插插座和安装在减速机输入轴上的下外齿轮；当所述内齿圈向下浮动时，同时与所述上外齿轮和下外齿轮啮合以实现机械对接；所述航插插头组件中的航插插头向下与所述航插插座对接后实现电连接。

在上述技术方案中，所述齿轮轴与所述电机的输出轴之间通过联轴器连接。

在上述技术方案中，所述安装组件包括套装在所述齿轮轴上的压缩弹簧和安装在所述内齿圈上端内壁的卡圈；所述压缩弹簧位于所述联轴器与所述内齿圈之间；所述卡圈的内径小于所述上外齿轮的外径以防止所述内齿圈脱落。

在上述技术方案中，所述航插插头组件包括用于按压或提起的操作板、夹持板和夹持在所述操作板与所述夹持板之间的航插插头，所述夹持板通过滑动组件滑动安装在所述框架的侧面。

在上述技术方案中，所述滑动组件包括竖直安装在所述框架侧面上的滑轨和安装在所述夹持板侧面上的滑块，所述滑块沿所述滑轨上下滑动。

在上述技术方案中，所述导向组件包括与所述电机输出轴同轴心设置的导向套和与所述减速机输入轴同轴心设置的定位外套，所述定位外套上端开口，所述导向套向下插入所述定位外套以实现轴向定位；

所述导向套外侧壁上设置有定位销，所述定位外套上开设有供所述定位销插入的定位槽，所述定位销插入所述定位槽以实现周向定位。

在上述技术方案中，所述导向套的外径和所述定位外套的内径均由上至下阶梯变小。

在上述技术方案中，所述定位槽为顶部扩口的漏斗形槽。

在上述技术方案中，所述定位外套上设置有多个呈环形矩阵设置的弹性柱塞，每一弹性柱塞位于所述定位外套的径向方向上。

在上述技术方案中，所述定位外套通过第一安装板固定安装在减速机上。

在上述技术方案中，每一组所述y向柔性连接件包括一个弹簧限位块和两个第一弹簧，所述弹簧限位块的两端分别通过一个第一弹簧与所述固定板的端部内侧弹性连接；

所述x向柔性连接件包括柔性底座和两个第二弹簧，所述柔性底座的相对两侧面分别通过第二弹簧与一个所述弹簧限位块的内侧面弹性连接；所述操作块固定于所述柔性底座上。

本实用新型的另一方面，上述电机快换装置的换装方式，包括以下步骤：

机械手夹持柔性夹持结构，带动快换模块移动至减速机的正上方，再向下实现导向组件的精准对接：具体的在导向组件的精准对接过程中，若内齿圈向下与下外齿轮精准啮合，内齿圈同时与上外齿轮和下外齿轮啮合完成机械对接；若内齿圈向下不能与下外齿轮精准啮合，内齿圈在下外齿轮的阻力作用下向上浮动，电连接后上外齿轮和内齿圈转动至可以和下外齿轮精准对接的角度时，内齿圈自动下滑与下外齿轮啮合，完成机械连接；

导向组件的精准对接后，航插插头组件中的航插插头向下与所述航插插座对接后实现电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型提供的电机快换装置，包括快换模块和固定模块。电机的更换由传统的人工拆除螺栓、电缆的方式转换为拨动航插模块和提走电机快换模块两步简单的操作，能够很好的满足机械手操作的动作要求。

2.本实用新型提供的电机快换装置，快换模块中的框架上方固定安装有供机械手夹持的柔性夹持组件，可有效避免机械手夹钳操作时的位置偏差导致机械手和电机快换装置之间产生过大偏载力，可有效保障电机更换过程中机械手和电机快换装置的安全。

附图说明

图1为电机快换装置的总体结构示意图；

图2为电机快换装置快换模块与固定模块对接后的结构示意图；

图3为电机快换装置的剖面图；

图4为航插插头组件的结构组成；

图5为柔性夹持组件的结构组成；

图6固定模块的结构组成。

图中：3-电机，4-框架，10-联轴器，11-齿轮轴，12-弹簧，13-上外齿轮，14-内齿圈，15-导向套，16-定位销，17-航插插头，18-操作板，19-滑块，20-导轨，21-夹持块，22-第一弹簧，23-第二弹簧，24-弹簧限位块，25-下外齿轮，26-定位外套，27-弹性柱塞，28-航插插座，29-减速机，30-减速机输入轴，31-减速机输出轴，32-定位槽，33-第一安装板，36-夹持板，37-第二安装板，39-固定板，40-柔性底座。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种电机快换装置，如图1和图2所示，快换模块、固定模块以及辅助所述快换模块与所述固定模块对接的导向组件；

其中，所述快换模块如图3所示，包括用于安装电机3的框架4、固定安装在所述框架4上方的柔性夹持组件、与所述电机3的输出轴相连接的机械对接组件和安装在所述框架4侧面的航插插头组件；

所述机械对接组件包括通过联轴器10与所述电机3的输出轴相连的齿轮轴11、安装在所述齿轮轴11下端的上外齿轮13和通过安装组件上下浮动套接于所述上外齿轮14外且与所述上外齿轮13啮合的内齿圈14；所述安装组件包括套装在所述齿轮轴11上的压缩弹簧12和安装在所述内齿圈14上端内壁的卡圈；所述压缩弹簧12位于所述联轴器10与所述内齿圈14之间；所述卡圈的内径小于所述上外齿轮13的外径以防止所述内齿圈14脱落；

所述航插插头组件包括用于按压或提起的操作板18、夹持板36和夹持在所述操作板18与夹持板36之间的两个航插插头17，所述操作板18和所述夹持板36通过螺栓连接，所述夹持板36通过滑动组件滑动安装在所述框架4的侧面。所述滑动组件包括竖直安装在所述框架4侧面上的导轨20和安装在所述夹持板36侧面上的滑块19，所述滑块19沿所述导轨20上下滑动。

所述固定模块包括通过第二安装板37固定安装在所述减速机29上的航插插座28和安装在减速机输入轴30上的下外齿轮25；当所述内齿圈14向下浮动时，同时与所述上外齿轮13和下外齿轮25啮合以实现机械对接；所述航插插头组件中的航插插头17向下与所述航插插座28对接后实现电连接。

上述电机快换装置的换装方法如下：

对接前，在弹簧12的作用下，所述内齿圈14的上半部分与所述上外齿轮13相互啮合；机械手夹持柔性夹持结构，带动快换模块移动至减速机的正上方，再向下使导向套15插入定位外套26实现轴向定位，同时定位销16插入定位槽32实现周向定位，实现导向组件的精准对接；

导向组件的精准对接后，航插插头组件中的航插插头17向下与所述航插插座28对接实现电连接；

在导向组件的精准对接过程中，若内齿圈14向下与下外齿轮25精准啮合，内齿圈14同时与上外齿轮13和下外齿轮25啮合完成机械对接；若内齿圈14向下不能与下外齿轮25精准啮合，内齿圈14在下外齿轮25的阻力作用下向上浮动，电连接后上外齿轮13和内齿圈14转动至可以和下外齿轮25精准对接的角度时，内齿圈14在压缩弹簧12的作用下自动下滑与下外齿轮25啮合，完成机械连接。

在机械手夹持柔性夹持结构带动快换模块移动和下降过程中，在所述x向柔性连接件和所述y向柔性连接件的连接作用下，柔性夹持结构中的操作块和所述框架构成柔性连接。当移动和下降过程中遇到阻力时，柔性夹持结构可进行位置的柔性调整，避免机械手夹钳操作时的位置偏差导致机械手和工件之间产生过大偏载力，可有效以减少由于位置偏差造成的偏载力，避免工件损伤。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上介绍其导向组件。

所述导向组件包括与所述电机3输出轴同轴心设置的导向套15和与所述减速机输入轴30同轴心设置的定位外套26，所述定位外套26上端开口，所述导向套15向下插入所述定位外套26以实现轴向定位；所述导向套15外侧壁上设置有定位销16，所述定位外套26上开设有供所述定位销16插入的定位槽32，所述定位销16插入所述定位槽32以实现周向定位。所述机械对接组件位于所述导向套15的内部空腔，所述上外齿轮13和所述内齿圈14的下边缘低于所述导向套15的下边缘。

作为优选，所述导向套15的外径和所述定位外套26的内径均由上至下阶梯变小。所述定位槽32为顶部扩口的漏斗形槽。此结构可以使导向套15插入定位外套26以及定位销16插入定位槽32过程中，实现逐步调整最终精准定位，更适用于机械手安装。

作为优选，所述定位外套上设置有弹性柱塞27，与所述导向套15的外侧面之间产生压力和摩擦力，防止导向套15向上滑动。

所述定位外套26通过第一安装板33固定安装在减速机29上。

实施例3

本实施例是在实施例1的基础上介绍其柔性夹持组件。

所述框架4上方固定安装有供机械手夹持的柔性夹持组件。所述柔性夹持组件包括相对固定于框架上的两个固定板39、位于两个所述固定板39之间的两组y向柔性连接件、位于两组所述y向柔性连接件之间的x向柔性连接件和供机械手夹持的夹持块21，在所述x向柔性连接件和所述y向柔性连接件的连接作用下，所述夹持块21和所述框架4构成柔性连接；

每一组所述y向柔性连接件包括一个弹簧限位块24和两个第一弹簧22，所述弹簧限位块24的两端分别通过一个第一弹簧22与所述固定板39的端部内侧弹性连接；

所述x向柔性连接件包括柔性底座40和两个第二弹簧23，所述柔性底座40的相对两侧面分别通过第二弹簧23与一个所述弹簧限位块24的内侧面弹性连接；所述夹持块21固定于所述柔性底座40上。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。