本发明涉及一种快换装置，特别是核工业用垂直电机快换装置。
背景技术：
目前，在核工业领域，工作场地由于核辐射的影响，需要设置在密闭的空间之中，并且通过自动化机器人进行工作，目前，在这种严苛的工况下，机械部件通常具有较高的寿命，电机作为动力源，由于需要长时间不间断地工作，易损坏，但是工作人员不能进入工作场地进行常规维护，只能等到电机损坏时才能知晓，易造成整个系统的瘫痪，严重影响工作效率，同时具有高度危险性。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是通过设计定位键、导向套的倒角和定位套，实现对接过程中的三级逐步定位，将电机准确对接到减速器上，同时对接结构由内齿套、上外齿轮、下外齿轮以及弹力件组成，通过内齿套与上外齿轮之间以及内齿套与下外齿轮之间的齿与齿之间相互啮合，保证电机与输出轴能同步转动，内齿套与上外齿轮之间以及内齿套与下外齿轮之间均不固连，力件嵌入内齿套的环形槽内并且与环形槽不固连，能使上外齿轮与下外齿轮在对接时，通过提升内齿套达到自动定位的作用，进而实现电机的快速对接，能在短时间内检修电机。
本发明为上述技术问题提供一种核工业用垂直电机快换装置。
本发明所述的技术方案是：
核工业用垂直电机快换装置，包括柔性夹头、电插头、电插座、支架、电机、输出轴、弹力件、联轴器、导向套、定位套和快换件，所述柔性夹头侧部弹性地与支架顶部连接，柔性夹头底部活动地与支架顶部连接，电机固连于支架内侧，电机输出端连接联轴器，联轴器内部连接弹力件一端，弹力件另一端连接快换件顶部，快换件内部与联轴器连接，联轴器通过快换件与输出轴配合，导向套与支架底部连接并且位于联轴器外部，导向套与定位套配合，定位套固连输出轴顶部，电插头与支架侧部活动地连接，电插座与输出轴侧部固连，电插头与电机连接，电插头与电插座配合。柔性夹头用于机械手加持，快换过程中，机械手夹持柔性夹头，可以给予支架缓冲的空间，使支架能够在水平面的任意方向微调，导向套作粗导向，初步确定快换结构的位置，快换件确保电机与输出轴的快速分离和连接，弹力件确保快换件在连接电机与输出轴时能够上下调整，实现自动定位。
进一步的所述快换件包括内齿套、上外齿轮和下外齿轮，上外齿轮与联轴器同轴固连，上外齿轮外侧面设置有外齿，内齿套内部中空并且内壁开设内齿，内齿套内顶部设置环型槽，弹力件活动地嵌入环形槽内，弹力件另一端活动地嵌入联轴器内部，下外齿轮与输出轴同轴固连，下外齿轮外侧面设置有外齿，上外齿轮、下外齿轮分别与内齿套配合。下外齿轮套在输出轴上，上外齿轮套在联轴器的轴上，内齿套与上外齿轮之间以及内齿套与下外齿轮之间均通过齿与齿之间相互啮合，保证电机与输出轴能同步转动，内齿套与上外齿轮之间以及内齿套与下外齿轮之间均不固连，弹力件嵌入内齿套的环形槽内并且与环形槽不固连，能使上外齿轮与下外齿轮在对接时，通过提升内齿套达到自动定位的作用，并且保证在内齿套旋转时，弹力件不旋转，防止损坏弹力件。
优选的，所述导向套设置定位键，定位套侧面设置导向槽，导向槽顶部为锥面，定位键与导向槽配合，导向套底面设置倒角。导向套底面的倒角继续纠正快换结构的位置；导向套台阶面上的定位键与定位套上的导向槽配合，最终确定快环结构位置，通过三级定位确定电机的位置，保证快换结构定位精确。
优选的，还包括锁销，锁销与定位套连接，锁销依次与定位套和导向套配合。锁销在定位精确后，由机械手带动依次传过定位套和导向套，实现两者的固定，将快换机构锁紧。
优选的，还包括横向导轨、竖直导轨和缓冲器，所述横向导轨固定于支架顶部并与柔性夹头底部连接，缓冲器固定于横向导轨的两侧并与柔性夹头侧部连接，竖直导轨固定于支架底部并与电插头连接。竖直导轨用于给予电插头在自动对准时的缓冲空间，避免损坏电插头；横向导轨用于使柔性接头在横向距离的移动，缓冲器用于使柔性接头在纵向可以移动，进而使柔性接头能够在水平面的任意方向微调，方便对接。
优选的，所述电插座设置插座槽，插座槽顶部为锥面，电插头设置定位块，定位块与插座槽配合。插座槽和定位块用于实现电插座的自动定位，锥面确保定位块的初定位。
优选的，还包括减速器和手摇接口，所述减速器与输出轴连接，手摇接口与减速器连接，导向套固连减速器顶部。减速器用于与后序的机构连接，手摇接口保证出现故障时能手动维持运作。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：
1、本发明设计的柔性夹头部件由中间的夹头和两侧的减震器以及下方的直线导轨组成。夹头用于机械手加持，快换过程中，机械手夹持柔性夹头，使支架可以进行微量调节，保护电机在对接过程的稳定，可以实现电机与减速器的快速分离和连接。
2、本发明设计的导向套两侧定位键作粗导向，初步确定快换结构的位置；导向套底面的倒角继续纠正快换结构的位置；导向套台阶面上的定位键与定位套上的导向槽配合，最终确定快环结构位置，通过三级定位确定电机的位置，保证快换结构定位精确。
3、本发明设计的内齿套、上外齿轮、下外齿轮以及弹力件，下外齿轮套在输出轴上，上外齿轮套在联轴器的轴上，内齿套与上外齿轮之间以及内齿套与下外齿轮之间均通过齿与齿之间相互啮合，保证电机与输出轴能同步转动，内齿套与上外齿轮之间以及内齿套与下外齿轮之间均不固连，内力件嵌入内齿套的环形槽内并且与环形槽不固连，能使上外齿轮与下外齿轮在对接时，通过提升内齿套达到自动定位的作用，并且保证在内齿套旋转时，弹力件不旋转，防止损坏弹力件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的剖视图。
图3为图1中夹头的局部放大图；
图4为图1的电插头的局部放大图；
图5为图2的局部放大图；
图6为图5中快换件的局部放大图。
标号说明：
支架1；柔性夹头2；电机3；导向套4；定位套5；
定位键6；横向导轨7；缓冲器8；竖直导轨9；电插头10；
电插座11；锁销12；减速器13；输出轴14；手摇接口15；
联轴器16；压簧17；内齿套18；上外齿轮19；下外齿轮20；
插座槽21；定位块22。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：如图1至3所示，一种核工业用垂直电机快换装置，包括柔性夹头2、电插头10、横向导轨7、竖直导轨9、缓冲器8、电插座11、定位键6、支架1、电机3、减速器13、输出轴14、压簧、联轴器16、导向套4、定位套5、内齿套18、上外齿轮19和下外齿轮20，所述支架1为钢制的框架，电机3采用现有的伺服电机，电插头10和电插座11采用现有的电机插头和插座，联轴器16采用常规联轴器，压簧17为现有的压缩弹簧，柔性夹头2两侧通过圆柱形橡胶棒与缓冲器8连接，橡胶棒插入缓冲器8内部，柔性夹头2底部连接横向导轨7，横向导轨7采用现有的直线导轨，直线导轨由直线滑轨和滑块组成，直线滑轨水平地固定在支架1上，滑块固定在柔性夹头2底部，滑块套在直线滑轨上，电机3通过螺栓固定在支架1内侧，电机3输出端连接联轴器16，联轴器16输出端穿过内齿套18与上外齿轮19同轴连接并过盈配合，联轴器16内部和内齿套18内部均开设圆环形的内槽，压簧17的两端嵌入两个圆环形的内槽内的同时不与内槽紧固，压簧17可相对内槽转动，下外齿轮19与减速器13同轴连接并过盈配合，上外齿轮19和下外齿轮20均为现有的圆齿轮，内齿套18内部中空并且内壁开设与上外齿轮19和下外齿轮20的外齿相匹配的内齿，减速器13之后连接输出轴14，导向套4与支架底部连接并且位于联轴器16外部，导向套侧面通过螺栓固定定位键6，定位套5通过螺栓固定在减速器13顶部，定位套侧面开设方形槽，定位键6可插入方形槽内，支架侧部固定竖直导轨9，竖直导轨9采用现有的直线导轨，直线导轨由直线滑轨和滑块组成，直线滑轨竖直地固定在支架1上，滑块固定在电插头10侧面，滑块套在直线滑轨上，电插座11固定在减速器侧部的平板上，电插头10与电机3通过线束连接，电插头10与电插座11配合。
使用时，机械手夹持柔性夹头2，移动支架1至电机快换区域，支架1带动电机3随机械手下降，导向套4两侧定位键6先通过定位套5的锥面作粗导向，先确定电机1的位置，然后导向套4下方的带锥面的台阶继续纠正电机1的位置，最后定位键6进入方形槽内，最终确定电机1的位置，在对接过程中，上外齿轮19位于内齿套20内并与内齿套18啮合，内齿套18逐渐接近下外齿轮20，当下外齿轮20与内齿套18相接触时，如果两者啮合，则下外齿轮20进入内齿套20内，如果两者不啮合，则下外齿轮20顶升内齿套18，内齿套18在压簧17的弹力下慢慢转动直至与下外齿轮20啮合，最终下外齿轮20进入内齿套20内，然后机械手推动电插头10与电插座11接通，电机3通电后缓慢转动，便可实现动力部分的对接。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，区别点在于：实施例2中，导向套4底部设置阶梯台，台阶处开设倒角，导向套4的台阶可插入定位套5内部，倒角可使台阶滑入定位套5内，使导向套4插入定位套内，定位套5侧面的方形槽的上部开设锥形倒角，使定位键6先通过锥面进行初定位，然后定位键6插入方形槽内完成精确定位。
实施例3：
本实施例与实施例2基本相同，区别点在于：实施例3中，还包括锁销12，锁销12与定位套5侧面固连，在机械手推动电插头10与电插座11接通，锁销12在机械手推动下可以依次穿过定位套5和导向套4，将定位套5和导向套4两者锁紧。
实施例4：
本实施例与实施例3基本相同，区别点在于：实施例4中，电插座11侧面设置插座槽21，插座槽21顶部为锥面，电插头10设置定位块22，在机械手推动电插头10与电插座11接通时，定位块22插入插座槽21内。
实施例5：
本实施例与实施例4基本相同，区别点在于：实施例5中，减速器13外接手摇接口15，可通过手摇接口15手动推动减速器转动。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。