机器人作业工具快换装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机器人技术领域，特别是涉及一种机器人作业工具快换装置。
【背景技术】
[0002]工业机器人在许多生产领域的使用实践证明，它在提高生产自动化水平，提高劳动生产率和产品质量以及经济效益，改善工人劳动条件等方面，有着令世人瞩目的作用。而机器人的作业能力和作业效率，很大程度上依赖于机器人作业工具的作业能力的大小。机器人作业工具快换装置的应用，能提高机器人的作业效率，提高机器人对作业环境的适应性和通用性，实现一机多用。
【发明内容】
[0003]针对上述存在的技术问题，本发明提供一种机器人作业工具快换装置，能够实现机器人作业工具的快速更换，提高作业效率。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]一种机器人作业工具快换装置，包括主端口和工具端口两部分，主端口和工具端口之间通过分置于主端口和工具端口的锁紧机构连接；所述主端口包括主端口主体及置于主端口主体内的驱动机构、丝杠，丝杠连接于主端口主体和工具端口下壳体间，驱动机构包括蜗轮、蜗杆、同步带机构及电机，所述蜗轮套装于丝杠上，与其配合传动的蜗杆通过同步带机构连接电机输出轴。
[0006]进一步地，所述锁紧装置包括钢球支架、钢球固定环、钢球、卡圈及凸轮，所述钢球支架置于主端口主体内并伸入工具端口下壳体，所述凸轮套装于钢球支架内的丝杠上，钢球固定环置于工具端口下壳体内，并套装于钢球支架外，卡圈安装于下壳体内钢球支架端部，钢球支架靠近卡圈的圆周上均匀开有多个容置钢球的通孔，下壳体、凸轮、钢球支架、钢球固定环及卡圈之间形成容置钢球的空间，凸轮沿丝杠移动，推动钢球运动，实现主端口和工具端口的锁紧或松开。
[0007]进一步地，所述凸轮与钢球接触端为阶梯结构，阶梯端的侧面与钢球相切，凸轮上带有凸条，钢球支架上开有与所述凸条配合的导向槽。
[0008]进一步地，所述主端口主体上靠近工具端口下壳体部位设置有检测对接到位与锁紧到位的接近开关和感应开关，在主端口和工具端口侧面设置有电控接口。
[0009]进一步地，所述主端口主体与工具端口下壳体之间还设置有锥形定位销。
[0010]本发明的有益效果为:
[0011]本发明为纯电动，动力内置，应用场合更加广泛灵活；同步带、蜗轮蜗杆机构的结构设计，尺寸紧凑，空间占用小；凸轮及蜗轮蜗杆结构都具备自锁特性，使连接安全可靠。快换装置实现了作业工具的快速更换，提高了机器人的作业效率。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的剖面图。
[0013]图2为图1去掉连接件后的俯视图。
[0014]图3为图1中钢球支架的结构示意图。
[0015]图中:1.下壳体，2.主端口主体，3.电机，4.轴承，5.丝杠，6.压盖，7.胀套，8.定位销，9.蜗轮，10.蜗杆，11.钢球支架，12.凸轮，13.钢球，14.电控接口，15.同步带机构，16.钢球固定环，17.连接件，18.轴承座，19.通孔，20.卡圈。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0017]实施例:如图1所示，本发明包括主端口和工具端口两部分，主端口和工具端口之间通过分置于主端口和工具端口的锁紧机构连接；所述主端口包括主端口主体2及置于主端口主体2内的驱动机构、丝杠5，丝杠5通过轴承4及轴承座18连接于主端口主体2和工具端口下壳体I间，驱动机构包括蜗轮9、蜗杆10、同步带机构15及电机3，所述蜗轮9套装于丝杠5上，与其配合传动的蜗杆10通过同步带机构15连接电机3的输出轴，电机3通过支架固定在主端口主体2上，主端口通过连接件17与机器人臂端连接，工具端口通过螺钉与作业工具连接。通过电机驱动同步带机构15，带动蜗轮9蜗杆10传动，蜗轮9蜗杆10传动实现两个功能，减速以及改变传动方向，此结构使快换装置整体布局十分紧凑。
[0018]所述蜗轮9通过胀套7和压盖6固定，实现丝杠5的扭矩传递，所选用的蜗杆的螺旋升角小于摩擦角，使蜗轮蜗杆具有自锁特性，使锁紧过程更可靠。
[0019]所述锁紧装置包括钢球支架11、钢球固定环16、钢球13、卡圈20及凸轮12，所述钢球支架11置于主端口主体2内并伸入工具端口下壳体1，所述凸轮12套装于钢球支架11内的丝杠5上，钢球固定环16置于工具端口下壳体I内，并套装于钢球支架11外，卡圈20通过螺纹安装于下壳体内钢球支架11端部，限定钢球，防止钢球掉落；钢球支架11靠近卡圈20的圆周上均匀开有多个容置钢球的通孔，下壳体1、凸轮12、钢球支架11、钢球固定环16及卡圈20之间形成容置钢球13的空间，凸轮12沿丝杠5移动，推动钢球13运动，实现主端口和工具端口的锁紧或松开。所述凸轮12上带有导向凸条，钢球支架11上开有与所述凸条配合的导向槽，限制凸轮12的转动。所述凸轮与钢球接触端为阶梯结构，阶梯端的侧面与钢球相切，凸轮12与钢球13接触端为阶梯结构，具备自锁特性，确保使锁紧连接安全可靠。所述下壳体I和钢球固定环16与凸轮接触端均带有斜面。
[0020]主端口与工具端口对接后的锁紧是通过丝杠5带动凸轮12平移，将钢球13推入到工具端口内的钢球固定环16中，钢球13胀紧，使主端口与工具端口紧密结合。在松开过程中，丝杠5带动凸轮12向上运动，钢球13脱离钢球固定环16，使主端口与工具端口脱离。
[0021]所述主端口主体2与工具端口下壳体I之间还设置有锥形定位销8。所述锥形定位销8与主端口是紧配合，与工具端口为间隙配合，该定位销8具有定位和导向功能，在对接过程中起导向作用，对接锁紧后起定位作用。
[0022]所述主端口主体2上靠近工具端口下壳体I部位设置有检测对接到位与锁紧到位的接近开关和感应开关，对接过程中当主端口靠近工具端口到位时，接近开关给出信号，进入锁紧程序；锁紧到位后，感应开关给出锁紧完成信号，实现对接锁紧过程。在主端口和工具端口侧面设置有电控接口 14。
【主权项】
1.一种机器人作业工具快换装置，其特征在于:包括主端口和工具端口两部分，主端口和工具端口之间通过分置于主端口和工具端口的锁紧机构连接；所述主端口包括主端口主体及置于主端口主体内的驱动机构、丝杠，丝杠连接于主端口主体和工具端口下壳体间，驱动机构包括蜗轮、蜗杆、同步带机构及电机，所述蜗轮套装于丝杠上，与其配合传动的蜗杆通过同步带机构连接电机输出轴。2.根据权利要求1所述的一种机器人作业工具快换装置，其特征在于:所述锁紧装置包括钢球支架、钢球固定环、钢球、卡圈及凸轮，所述钢球支架置于主端口主体内并伸入工具端口下壳体，所述凸轮套装于钢球支架内的丝杠上，钢球固定环置于工具端口下壳体内，并套装于钢球支架外，卡圈安装于下壳体内钢球支架端部，钢球支架靠近卡圈的圆周上均匀开有多个容置钢球的通孔，下壳体、凸轮、钢球支架、钢球固定环及卡圈之间形成容置钢球的空间，凸轮沿丝杠移动，推动钢球运动，实现主端口和工具端口的锁紧或松开。3.根据权利要求1所述的一种机器人作业工具快换装置，其特征在于:所述凸轮与钢球接触端为阶梯结构，阶梯端的侧面与钢球相切，凸轮上带有凸条，钢球支架上开有与所述凸条配合的导向槽。4.根据权利要求1所述的一种机器人作业工具快换装置，其特征在于:所述主端口主体上靠近工具端口下壳体部位设置有检测对接到位与锁紧到位的接近开关和感应开关，在主端口和工具端口侧面设置有电控接口。5.根据权利要求1所述的一种机器人作业工具快换装置，其特征在于:所述主端口主体与工具端口下壳体之间还设置有锥形定位销。
【专利摘要】一种机器人作业工具快换装置，属于机器人技术领域。包括主端口和工具端口两部分，主端口和工具端口之间通过分置于主端口和工具端口的锁紧机构连接；所述主端口包括主端口主体及置于主端口主体内的驱动机构、丝杠，丝杠连接于主端口主体和工具端口下壳体间，驱动机构包括蜗轮、蜗杆、同步带机构及电机，所述蜗轮套装于丝杠上，与其配合传动的蜗杆通过同步带机构连接电机输出轴。本发明动力内置，应用场合更加广泛灵活；同步带、蜗轮蜗杆机构的结构设计，尺寸紧凑，空间占用小；凸轮及蜗轮蜗杆结构都具备自锁特性，使连接安全可靠。快换装置实现了作业工具的快速更换，提高了机器人的作业效率。
【IPC分类】B25J19/00
【公开号】CN105150243
【申请号】CN201510444423
【发明人】李洪谊, 崔龙, 狄子建, 徐志浩
【申请人】沈阳通用机器人技术股份有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月24日