一种快换装置以及机械臂的制作方法

1.本技术涉及工业机器人的机械臂领域，尤其涉及一种机械臂的快换装置。


背景技术：

2.随着自动化程度的普及，工业机器人凭借着自身优势越来越多地被应用到工业生产领域，并最终实现机器人换人的目的。目前，工业机器人主要的应用形方式是在机械臂的末端固定电主轴或电机，并装夹相应的工具，以完成相应的工序。对工业机器人工具部的更换，可以采用人工更换和自动更换两种方式。
3.但众所周知，机器人自动更换工具，可以节省人工成本并提高工作效率。因此，为了实现工业机器人自动更换工具，人们设计了快换装置，用以辅助工业机器人更换其工具部。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于，提供一种快换装置，其要解决的问题是：如何提供一种结构简单且紧凑的快换装置，并降低快换装置的制造成本。
5.本技术通过如下技术方案实现：
6.一种快换装置，其包括第一连接构件、锁紧连接构件以及第二连接构件，
7.所述第一连接构件上设置有第一卡接部和第一传动部；
8.所述锁紧连接构件上设置有第二卡接部和第一螺纹部；
9.所述第二连接构件上设置有第二螺纹部、第二传动部以及锁紧支撑部，
10.所述第一传动部设置成与所述第二传动部配合以传输动力，
11.所述第一连接构件设置成能够与所述锁紧连接构件卡接，所述锁紧连接构件与所述第二连接构件通过第一螺纹部和所述第二螺纹部螺纹连接。
12.前述的快换装置，更进一步地，所述锁紧连接构件上还设置有用于固定所述锁紧连接构件的夹持部。
13.前述的快换装置，更进一步地，所述第一连接构件上设置有限位部，限位部用于辅助所述第一连接构件与所述锁紧连接构件之间的连接。
14.前述的快换装置，更进一步地，所述第一卡接部包括数个第一卡接键，所述数个第一卡接键均匀分布在所述第一卡接部上；所述第二卡接部包括数个第二卡接键，所述数个第二卡接键均匀分布在所述第二卡接部上。
15.另一方面，提供一种机械臂，其包括前述的任一快换装置。
16.本技术的有益效果是：本技术的快换装置，其通过第一连接构件与锁紧连接构件的卡接，锁紧连接构件与第二连接构件的螺纹连接，以及第一连接构件与第二连接构件的传动，使得第一连接构件与第二连接构件之间能够相互锁紧或松开。因此，本技术提供了一种结构简单且紧凑的快换装置，并降低快换装置的制造成本。
附图说明
17.图1是根据本技术的一个实施方式的快换装置的示意图；
18.图2是图1的快换装置的分解图示意图；
19.图3是图1的快换装置的锁紧连接构件与第二连接构件相配合的示意图；
20.图4是图1的快换装置的第一连接构件的示意图。
21.图中标号含义如下：
22.100
‑
第一连接构件；110
‑
第一卡接部；111
‑
数个第一卡接键；120
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第一传动部；130
‑
限位部；200
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锁紧连接构件；210
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第二卡接部；211
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数个第二卡接键；220
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第一螺纹部；230
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夹持部；240
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避让部；300
‑
第二连接构件；310
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第二螺纹部；320
‑
第二传动部；330
‑
锁紧支撑部；1000
‑
快换装置。
具体实施方式
23.下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
24.快换装置在工业机器人机械臂末端和工具部之间，起着连接机械臂末端和工具部的作用。同时，在机械臂更换工具部的过程中，起到辅助更换工具部的作用。在某些工作场景中，工业机器人的活动范围有限，而工业机器人的机械臂和工具部的长度是固定的，因此，对于工业机器人来说，连接在机械臂末端和工具部之间的快换装置的结构越紧凑越好，从而保证整个机械臂拥有更大的活动范围。
25.为了解决上述问题，申请人在研究过程中发现，快换装置由自锁机构和联动机构两部分构成，用以完成快换装置的锁紧或松开以及传动。同时，工业机器人的机械臂上，一般都设置有可驱动机械臂旋转的动力源。因此，申请人在锐意创新后，发明了一种快换机构，其锁紧机构设置为螺纹连接机构，利用机械臂自身动力进行旋转锁紧，从而保证自锁机构的锁紧。
26.上述方案提供一种结构简单且紧凑的快换装置，并降低快换装置的制造成本。
27.其方案通过以下实施例进行进一步说明：
28.如图1
‑
2所示，所述快换装置1000包括第一连接构件100、锁紧连接构件 200以及第二连接构件300。所述第一连接构件100上设置有第一卡接部110 和第一传动部120；所述锁紧连接构件200上设置有第二卡接部210和第一螺纹部220；所述第二连接构件300上设置有第二螺纹部310、第二传动部320 以及锁紧支撑部330。
29.所述第一传动部120连接在所述第二传动部320上，用于传输动力，所述第一连接构件100套接在所述锁紧连接构件200上，所述锁紧连接构件200与所述第二连接构件300通过第一螺纹部220和所述第二螺纹部310螺纹连接，并通过所述锁紧支撑部330锁紧所述第一卡接部110与所述第二卡接部210。
30.所述锁紧连接构件200上还设置有用于固定所述锁紧连接构件200的夹持部230。
31.其中，在图示实施例中，第一连接构件100为法兰类零件，且第一卡接部 110设置在第一连接构件100径向方向的外表面上。同时，第一传动部120为设置第一连接构件100轴向方向上的销孔。
32.锁紧连接构件200为圆环状零件，且第二卡接部210以及第一螺纹部220 设置在锁紧连接构件200径向方向的内表面上，夹持部230设置在锁紧连接构件200径向方向的外表面上。需要指出的是，第二卡接部210与第一螺纹部220 之间还设置有避让部240。当第一连接构件100套接进锁紧连接构件200内侧时，第一卡接部110可在避让部240处进行旋转，从而达到与第二卡接部210 进行对位卡紧。
33.第二连接构件300为圆台状零件，且第二螺纹部310设置在第二连接构件 300径向方向上的外表面上，而锁紧支撑部330设置在第二连接构件300的轴向端面上。同时，在本实施例中，第二传动部320为设置在第二连接构件300 的轴向端面上的销柱。且第二传动部320与第一传动部120相匹配，起到定位和传动的作用。需要指出的是，第二连接构件300径向方向上的外表面上还设置有顶出部340，方便锁紧支撑部330锁紧第一卡接部110锁紧和第二卡接部 210，从而减少第一螺纹部220与第二螺纹部310对锁紧过程的影响。
34.在本实施例中,第一连接构件100连接在机械臂(图中为示出)上，且机械臂上设置有驱动第一连接构件100转动的动力源。此外，第二连接构件300 连接在工具部(图中为示出)上。同时，锁紧连接构件200连接在第二连接构件300上，如图3所示。并且，连在第二连接构件300上的锁紧连接构件200 被夹持工具(图中为示出)夹持在夹持部230上，从而对锁紧连接构件200进行固定，防止其旋转。
35.当第一连接构件100设置有第一卡接部110的一端套入到锁紧连接构件 200上设置有第二卡接部210的一端过程中，由于，此时第二连接构件300已经连接在锁紧连接构件200上。因此，第二连接构件300上的第二传动部320 可作为对位装置，与第一连接构件100上的第一传动部120对位，使第一连接构件100迅速套接进入锁紧连接构件200内，防止第一卡接部110与第二卡接部210对套接过程产生干扰。
36.需要说明的是，采用第二传动部320与第一传动部120作为对位装置，可降低第一卡接部110与第一传动部120的对接精度，从而增加机械臂自动对接的成功率。
37.当第一连接构件100套接入锁紧连接构件200后，在机械臂驱动力的驱动下，第一连接构件100进行转动。同时，第一传动部120与第二传动部320进行传动，带动第二连接构件300进行转动。由于锁紧连接构件200被夹持固定，因此第一螺纹部220与第二螺纹部310旋紧。在此过程中，第二连接构件300 向靠近第一连接构件100的方向移动。在第一连接构件100进行转动的过程中，第一卡接部110也跟随转动，从而与第二卡接部210对位。
38.综上，在第一连接构件100转动一定角度后，第一卡接部110与第二卡接部210达到对位位置。同时，第二连接构件300上的锁紧支撑部330将第一卡接部110与第二卡接部210进行锁紧，从而完成对工具部自动更换的连接过程。
39.当要拆卸工具部时，先固定锁紧连接构件200，在使机械臂的驱动力反转，从而带动第一连接构件100进行反转。此过程的原理与上述的连接过程动作相反，在此不做赘述。
40.需要说明的是，第一卡接部110与第二卡接部210的对位与锁紧，与第一螺纹部220与第二螺纹部310的导程有关，也与第一卡接部110、第二卡接部 210、避让部240以及顶出部340之间的轴向距离关系有关，且均受到第一卡接部110的旋转角度的影响。因而第一卡
接部110与第二卡接部210的对位与锁紧受到实际应用的影响，此处不做详尽说明。
41.如图4所示，所述第一连接构件100上设置有限位部130，用于辅助所述第一连接构件100与所述锁紧连接构件200之间的套接。
42.其中，限位部130可保证第一连接构件100与锁紧连接构件200在套接过程中，第一卡接部110不过度伸入锁紧连接构件200内，便于进行锁紧。
43.如图3、图4所示，所述第一卡接部110包括数个第一卡接键111，所述数个第一卡接键111均匀分布在所述第一卡接部110上。所述第二卡接部210 包括数个第二卡接键211，所述数个第二卡接键211均匀分布在所述第二卡接部210上。
44.其中，数个第一卡接键111均匀分布在第一卡接部110上，数个第二卡接键211均匀分布在第二卡接部210上，均有利于第一卡接部110与第二卡接部 210锁紧后的均匀受力。
45.在本实施例中,数个第一卡接键111与数个第二卡接键211的数量均为4 个，在其他一些实施例中，也可以设置成其他数量。
46.在本技术中，还包括一种机械臂(图中未示出)，其安设置有快换装置1000。
47.词语解释：
48.法兰类零件：指在一个类似盘状的金属体的周边，设置有用于连接其它固定其他零件的孔。
49.在本技术的描述中，此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
50.在本技术的描述中，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技术中的具体含义。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
51.在本技术的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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技术的实施方式和简化描述，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技术的实施方式的限制。
52.在本技术的实施方式中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
53.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具
体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
54.尽管已经示出和描述了本技术的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。