一种机器人综合实训台用机械手电磁快换装置的制作方法

本实用新型涉及工业机器人综合实训平台技术领域，尤其涉及一种机器人综合实训台用机械手电磁快换装置。

背景技术：

机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中。通过工业机器人综合实训平台能对机械手的进行学习，为了学习、模拟机械手的各种功能，工作原理工业机器人综合实训平台通常设置有多种模块，这就需要为机械手安装各种各样的执行单元。

大多数工业机器人综合实训平台的执行单元是通过夹装组件设置在机械手上，安装程序复杂，并且在教学和试验中，由于安装后的整体尺寸较大容易发生碰撞，造成执行单元或机械手的损坏。

中国专利cn105537758a公开的一种工业机器人腕部快换机构，它是通过电机驱动蜗杆和蜗轮，带动收缩套夹紧或松开芯柱；该装置可靠性不高。哈尔滨工程大学开发的一种基于多传感器的腕部快换机构，它利用机器视觉引导粗定位、光学引导精确定位和姿态调整以及主被动混合柔顺控制策略，使末端执行器在更换过程中能满足正常对接需要的几何约束条件和力学约束条件；该快换机构感知能力和环境适应能力强、更换迅速、可靠，但系统组成较为复杂，需融合多门学科技术，如机器视觉、传感技术等，不适用于工业机器人综合实训平台。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有执行单元与机械手安装结构复杂、容易造成损坏的问题，提供一种机器人综合实训台用机械手电磁快换装置。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种机器人综合实训台用机械手电磁快换装置，所述机械手电磁快换装置设置在机械手与执行单元之间，其特征在于，所述机械手电磁快换装置包括机械手连接法兰、磁性固定组件和执行单元连接组件，通过所述机械手连接法兰将机械手与磁性固定组件固定连接，所述执行单元连接组件与磁性固定组件下端可拆卸连接；

所述机械手连接法兰呈圆形平板状，机械手连接法兰中心处设置有过孔，所述过孔呈圆缺状；

所述磁性固定组件包括固定壳体、导向防转滑柱、磁铁、弹性电极和第一气体接头，所述固定壳体中部呈圆管状，固定壳体上、下两端分别设置有第一固定法兰和第二固定法兰，固定壳体中部设置有阶梯孔，所述第一固定法兰与机械手连接法兰固定连接，所述第二固定法兰上固定设置有弹性电极和第一气体接头，所述弹性电极上端与机械手连接、下端伸出第二固定法兰下表面，所述第一气体接头一端与第二固定法兰连通、另一端与机械手连接，所述导向防转滑柱上端固定设置有导向顶板，所述导向顶板位于过孔内且导向顶板形状与过孔形状对应，导向防转滑柱下端穿过机械手连接法兰并滑动套合在固定壳体内，所述磁铁固定设置在导向防转滑柱下端且套合在固定壳体内；

所述执行单元连接组件固定设置在执行单元上端，执行单元连接组件包括第三固定法兰、磁性板、安装底板、母座电极和第二气体接头，所述第三固定法兰、磁性板和安装底板从上到下依次固定设置，所述磁性板上表面与磁铁下表面贴合，所述安装底板与执行单元固定连接，所述母座电极固定设置在第三固定法兰上，母座电极上端与弹性电极连接、下端与执行单元连接，所述第二气体接头固定设置在安装底板上，第二气体接头上端穿过磁性板与第一气体接头连通、下端与执行单元连接。

进一步地，所述固定壳体下表面设置有导向销，所述导向销下端呈下小上大的圆锥状，所述第三固定法兰上设置有与导向销对应的导向孔。

进一步地，所述导向销和导向孔的数量均为两个。

进一步地，所述导向防转滑柱上套合有调节弹簧，所述调节弹簧下端抵至磁铁、上端抵至固定壳体阶梯孔的端面。

进一步地，所述弹性电极和母座电极的数量均为两个。

进一步地，所述固定壳体下端面上设置有密封圈，所述密封圈位于第一气体接头与第二气体接头连通处。

进一步地，所述固定壳体下端面上设置有密封圈，所述第一气体接头呈90°翻转的“l”形，第一气体接头竖直段与第二固定法兰连通、水平段通过软管与机械手连接。

进一步地，所述第一气体接头和第二气体接头的数量均为三个。

进一步地，所述磁铁和磁性板均由磁性材料制成，磁铁下端与磁性板上端磁性相反。

进一步地，所述弹性电极包括电极套、固定杆和导电杆，所述电极套固定设置在第二固定法兰内，电极套呈圆管状，所述固定杆固定设置在电极套上端，所述导电杆滑动套合在电极套内，导电杆与固定杆之间设置有导电弹簧，所述导电弹簧位于电极套内，导电弹簧两端分别与固定杆和导电杆固定连接。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型设置有磁性固定组件和执行单元连接组件，磁性固定组件上端与机械手固定连接，执行单元连接组件下端与执行单元固定连接，通过磁铁和磁性板的吸合将磁性固定组件下端和执行单元连接组件上端固定连接，各种不同的执行单元上端均事先安装有执行单元连接组件，更换执行单元时，只需将导向孔对准导向销，然后磁铁和磁性板将执行单元吸合到机械手上，更换便捷，磁铁和磁性板之间的磁性保证执行单元在正常工作时能可靠运转，当执行单元因误操作发生碰触，碰触受力大于磁铁和磁性板之间吸力时，执行单元会从机械手上掉落，防止执行单元和机械手因碰撞造成损坏。

2.本实用新型的磁性固定组件上设置有弹性电极和第一气体接头，同时执行单元连接组件上设置有母座电极和第二气体接头，当执行单元安装在机械手上时，弹性电极与母座电极连接，使机械手为执行单元供电，同时第一气体接头与第二气体接头连接，使机械手为执行单元供气，安装后不用再连接导线和气管使机械手与执行单元连接，进一步简化了更换程序。

附图说明

图1是本实用新型一种机器人综合实训台用机械手电磁快换装置的结构示意图。

图2是本实用新型一种机器人综合实训台用机械手电磁快换装置的分离状态的正视图。

图3是本实用新型一种机器人综合实训台用机械手电磁快换装置的俯视图。

图4是本实用新型一种机器人综合实训台用机械手电磁快换装置的分离状态的结构剖视图。

图5是本实用新型一种机器人综合实训台用机械手电磁快换装置的吸合状态的结构剖视图。

图6是本实用新型一种机器人综合实训台用机械手电磁快换装置的固定壳体的结构示意图。

图7是本实用新型一种机器人综合实训台用机械手电磁快换装置的固定壳体的结构剖视图。

图8是本实用新型一种机器人综合实训台用机械手电磁快换装置的导向防转滑柱的结构示意图。

图9是本实用新型一种机器人综合实训台用机械手电磁快换装置的弹性电极的结构示意图。

附图中标号为：1为机械手连接法兰，2为磁性固定组件，3为执行单元连接组件，201为固定壳体，202为导向防转滑柱，203为磁铁，204为弹性电极，205为第一气体接头，206为第一固定法兰，207为第二固定法兰，208为导向顶板，209为导向销，2010为调节弹簧，2011为密封圈，301为第三固定法兰，302为磁性板，303为安装底板，304为母座电极，305为第二气体接头，2041为电极套，2042为固定杆，2043为导电杆，2044为导电弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

如图1~图9所示，一种机器人综合实训台用机械手电磁快换装置，所述机械手电磁快换装置设置在机械手与执行单元之间，所述机械手电磁快换装置包括机械手连接法兰1、磁性固定组件2和执行单元连接组件3，通过所述机械手连接法兰1将机械手与磁性固定组件2固定连接，所述执行单元连接组件3与磁性固定组件2下端可拆卸连接；

所述机械手连接法兰1呈圆形平板状，机械手连接法兰1中心处设置有过孔，所述过孔呈圆缺状；

所述磁性固定组件2包括固定壳体201、导向防转滑柱202、磁铁203、弹性电极204和第一气体接头205，所述固定壳体201中部呈圆管状，固定壳体201上、下两端分别设置有第一固定法兰206和第二固定法兰207，固定壳体201中部设置有阶梯孔，所述第一固定法兰206与机械手连接法兰1固定连接，所述第二固定法兰207上固定设置有弹性电极204和第一气体接头205，所述弹性电极204上端与机械手连接、下端伸出第二固定法兰207下表面，所述第一气体接头205一端与第二固定法兰207连通、另一端与机械手连接，所述导向防转滑柱202上端固定设置有导向顶板208，所述导向顶板208位于过孔内且导向顶板208形状与过孔形状对应，导向防转滑柱202下端穿过机械手连接法兰1并滑动套合在固定壳体201内，所述磁铁203固定设置在导向防转滑柱202下端且套合在固定壳体201内；

所述执行单元连接组件3固定设置在执行单元上端，执行单元连接组件3包括第三固定法兰301、磁性板302、安装底板303、母座电极304和第二气体接头305，所述第三固定法兰301、磁性板302和安装底板303从上到下依次固定设置，所述磁性板302上表面与磁铁203下表面贴合，所述安装底板303与执行单元固定连接，所述母座电极304固定设置在第三固定法兰301上，母座电极304上端与弹性电极204连接、下端与执行单元连接，所述第二气体接头305固定设置在安装底板303上，第二气体接头305上端穿过磁性板302与第一气体接头205连通、下端与执行单元连接；所述磁铁203和磁性板302均由磁性材料制成，磁铁203下端与磁性板302上端磁性相反。

为了将磁性固定组件2和执行单元连接组件3定向连接，使弹性电极204与母座电极304以及第一气体接头205与第二气体接头305能相互对应连接，本实施例中，所述固定壳体201下表面设置有导向销209，所述导向销209下端呈下小上大的圆锥状，所述第三固定法兰301上设置有与导向销209对应的导向孔；所述导向销209和导向孔的数量均为两个。

为了确保磁铁203能与磁性板302吸合，本实施例中，所述导向防转滑柱202上套合有调节弹簧2010，所述调节弹簧2010下端抵至磁铁203、上端抵至固定壳体201阶梯孔的端面。

为了优化产品结构，所述弹性电极204和母座电极304的数量均为两个。

为了确保第一气体接头205与第二气体接头305连通时的密封性，所述固定壳体201下端面上设置有密封圈2011，所述密封圈2011位于第一气体接头205与第二气体接头305连通处。

为了方便第一气体接头205与机械手连通，所述固定壳体201下端面上设置有密封圈2011，所述第一气体接头205呈90°翻转的“l”形，第一气体接头205竖直段与第二固定法兰207连通、水平段通过软管与机械手连接。

进一步优化产品结构，所述第一气体接头205和第二气体接头305的数量均为三个。

所述弹性电极204包括电极套2041、固定杆2042和导电杆2043，所述电极套2041固定设置在第二固定法兰207内，电极套2041呈圆管状，所述固定杆2042固定设置在电极套2041上端，所述导电杆2043滑动套合在电极套2041内，导电杆2043与固定杆2042之间设置有导电弹簧2044，所述导电弹簧2044位于电极套2041内，导电弹簧2044两端分别与固定杆2042和导电杆2043固定连接。

更换执行单元时，手握机械手上的执行单元并向下用力，当向下的力超过磁铁203与磁性板302的吸力时，执行单元连同执行单元连接组件3与机械手上的磁性固定组件2脱离，然后取另一个装有执行单元连接组件3的执行单元，将导向孔对准导向销209，然后磁铁203和磁性板302将执行单元吸合到机械手上，更换便捷，磁铁203和磁性板302之间的磁性保证执行单元在正常工作时能可靠运转，当执行单元因误操作发生碰触，碰触受力大于磁铁203和磁性板302之间吸力时，执行单元会从机械手上掉落，防止执行单元和机械手因碰撞造成损坏。

当执行单元连接组件3连同执行单元安装在机械手上的磁性固定组件2时，弹性电极204与母座电极304连接，使机械手为执行单元供电，同时第一气体接头205与第二气体接头305连接，使机械手为执行单元供气，安装后不用再连接导线和气管使机械手与执行单元连接，进一步简化了更换程序。

以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。