一种机械臂末端执行器快速拆装机构的制作方法

1.本发明涉及机械臂技术领域，尤其涉及一种机械臂末端执行器快速拆装机构。


背景技术：

2.机械臂是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统；因其独特的操作灵活性，已在工业装配、安全巡检等领域得到广泛应用。为了使机械臂末端执行器可以稳固安全可靠地锁定在机械臂上，往往会采用复杂的设计来实现锁定和解锁的动作。同时，于2020年1月31日公开的申请公布号为cn110733030a的发明专利申请，采用齿形法兰配合螺母来连接机械臂，还需要用到额外的工具，导致拆装不方便。
3.由于对机械臂整体尺寸和其负载能力的综合考虑，机械臂末端执行器功能往往比较单一，因此，为了使同一个机械臂能够实现多种功能，需要给机械臂替换不同的末端执行器。为了提升工作效率，末端执行器的拆装替换需要更加方便快捷的手段。
4.另外，由于复杂设计的原因，无法把机械臂执行所需的电源线缆或者信号线缆之类的从机械臂内部走线,只能采用外挂在机械臂外部的方法，不仅造成末端执行器难看,而且容易造成意外。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种机械臂末端执行器快速拆装机构，用以解决上述至少一个技术问题。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
7.提供一种机械臂末端执行器快速拆装机构，包括第一连接部与第二连接部；所述第一连接部与机械臂末端连接，所述第二连接部与末端执行器连接；其特征在于，所述第一连接部上装配有航空插头公头，所述第二连接部上装配有与所述航空插头公头相适配的航空插头母头；所述第一连接部上设置有内芯，所述内芯连接有旋转部件，所述内芯与所述旋转部件之间形成有若干容置腔室，每个所述容置腔室中设置有弹性部件；所述旋转部件上设置有卡接凸部；所述第二连接部上设置有卡接槽；所述卡接凸部与所述卡接槽相适配并在所述旋转部件的作用下实现快速连接或者快速分离。
8.上述技术方案，实现机械臂与末端执行器的快速连接与快速分离，使机械臂快速更换不同功能的末端执行器，并且其结构简单，使用方便，无需任何外部工具；同时，机械臂与末端执行器之间采用航空插头连接进行导电，可简化走线方式，使拆卸与装配更加方便快捷，还可以防止因裸露在外的导线导致的意外。
9.可选地，所述若干容置腔室大小相同，形状相同。
10.具体地，将内芯与旋转部件之间形成的容置空间进行均分，形成若干容置腔室，容置腔室的形状可以是扇形，例如，如果容置腔室为4个，则容置腔室为大小相同，形状相同为90度的扇形的腔室。
11.大小相同，形状相同，更有利于在旋转部件作用下，第一连接部和第二连接部受力
更为均匀，机构整体受力稳定。
12.可选地，所述内芯与所述旋转部件形成的容置腔室为3个。
13.具体地，将容置腔室设置为3个，则容置腔室为大小相同，形状相同为120度扇形的腔室。
14.可选地，所述卡接凸部为楔形块；所述卡接槽为楔形槽。
15.具体地，楔形工艺是一种常见的连接工艺，它可以用于连接两个不同材质的工件。这种工艺的优点在于连接牢固，耐久性好，而且不会影响工件的整体美观度。由于楔形槽的形状，连接处的力分布均匀，不易出现断裂或者松动的情况。将卡接槽设置为楔形槽，将卡接凸部设置为楔形块，连接牢靠，与外部旋转部件配合顺畅。
16.通过楔形槽和楔形块的适配，在旋转部件的作用下实现第一连接部和第二连接部的快速连接或者快速分离，从而实现机械臂和末端执行器的快速连接或者快速分离。
17.可选地，所述弹性部件为w形弹簧片。
18.具体地，w弹簧片具有压缩、拉伸的功能。其设置于内芯与旋转部件之间形成的容置腔室中，每个容置腔室至少设置一个w弹簧片。本发明在第一连接部和第二连接部装配的过程中，在楔形槽的作用力下，旋转部件抵抗w形弹簧片的作用力进行旋转，使旋转部件的楔形块逐渐缩回到内芯中，从而完成第一连接部和第二连接部的快速连接。本发明在第一连接部和第二连接部拆卸的过程中，旋转部件抵抗w形弹簧片的作用力进行旋转，使旋转部件的楔形块从楔形槽中退出，然后使第一连接部件和第二连接部件分离，即完成了机械臂与末端执行器的快速分离。
19.可选地，所述旋转部件的表面设置有防滑层。
20.具体地，在旋转部件的表面设置防滑层，增大使用者手部与旋转部件间的摩擦力，节省了使用者的力气，并且更加方便旋转，为机械臂末端执行器快速拆装提供便利。防滑层的材质可以是硅胶，也可以是其他任意可以防滑的材料。
21.可选地，所述第一连接部还包括后盖，所述后盖通过航空插头公头连接件与所述航空插头公头固定连接。
22.具体地，后盖通过航空插头公头连接件与所述航空插头公头固定连接，增加了第一连接部的稳定性。
23.可选地，所述第二连接部件的卡接槽与所述航空插头母头固定连接。
24.具体地，第二连接部件的卡接槽与所述航空插头母头固定连接，增加了第二连接部的稳定性。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.(1)本发明可实现机械臂与末端执行器的快速连接与快速分离，其结构简单，使用方便；
27.(2)在作业过程中，可以给机械臂快速更换不同功能的末端执行器，使同一个机械臂能够实现多种功能，提升了工作效率；
28.(3)机械臂与末端执行器采用航空插头连接进行导电，可简化走线方式，使拆卸与装配更加方便快捷。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为根据本发明实施例的第一连接部的正视图；
31.图2为根据本发明实施例的第二连接部的正视图；
32.图3为根据本发明实施例的第一连接部的45度俯视图之一；
33.图4为根据本发明实施例的第一连接部的45度俯视图之二；
34.图5为根据本发明实施例的第二连接部的45度俯视图；
35.图6为根据本发明实施例的机械臂末端执行器快速拆装机构装配过程示意图；
36.图7为为根据本发明实施例的机械臂末端执行器快速拆装机构装配完成示意图；
37.附图标记：
38.1：第一连接部；1-1：航空插头公头；1-2：航空插头公头连接件；1-3：后盖；
39.1-4：内芯；1-5：w形弹簧片；1-6旋转部件；
40.2：第二连接部；2-1：航空插头母头；2-2楔形槽。
具体实施方式
41.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.机械臂末端执行器快速拆装机构，包括第一连接部1与第二连接部2，第一连接部1与机械臂末端连接，第二连接部2与末端执行器连接。
43.如图1所示，第一连接部1上装配有航空插头公头1-1。
44.如图2所示，第二连接部2上装配有与航空插头公头1-1相适配的航空插头母头2-1。
45.机械臂末端执行器快速拆装机构采用航空插头连接进行导电，可简化走线方式，使拆卸与装配更加方便快捷，防止意外的发生。
46.如图3所示，第一连接部后盖1-3通过航空插头公头连接件1-2与航空插头公头1-1形成固定连接。
47.如图4所示，第一连接部1上设置有内芯1-4，内芯1-4连接有旋转部件1-6，内芯1-4与旋转部件1-6之间形成有3个扇形容置腔室，3个相同的w形弹簧片1-5分别置于3个扇形空腔中；旋转部件1-6上设置有楔形块；内芯1-4和旋转部件1-6是旋转连接。
48.内芯1-4和后盖1-3是固定连接。
49.如图5所示，第二连接部2包括航空插头母头2-1和楔形槽2-2。楔形槽2-2和航空插头母头2-1是固定连接。楔形槽包括楔形支座和槽面板，楔形支座与第二连接部2底板固定连接，在远离底板的一端连接有槽面板。
50.其中，第一连接部的旋转部件1-6中的楔形块与第二连接部的楔形槽2-2的尺寸一
致。楔形块与楔形槽2-2相适配并在旋转部件1-6的作用下实现快速连接或者快速分离。
51.上述技术方案，实现机械臂与末端执行器的快速连接与快速分离，使机械臂快速更换不同功能的末端执行器，并且其结构简单，使用方便，无需任何外部工具；同时，机械臂与末端执行器之间采用航空插头连接进行导电，可简化走线方式，使拆卸与装配更加方便快捷，还可以防止因裸露在外的导线导致的意外。
52.本发明的装配方法：
53.如图6所示，将楔形槽2-2的3个呈120
°
分布的槽面板与内芯1-4的对应尺寸的3个呈120
°
分布的凹槽对准，然后沿着轴向方向将第一连接部1与第二连接部2靠近。此时航空插头公头1-1和航空插头母头2-1已对准并逐渐连接。旋转部件1-6的3个呈120
°
分布的楔形块的斜面与楔形槽2-2的槽面板为线接触，并且在楔形槽2-2的作用力下，旋转部件1-6抵抗w形弹簧片1-5的作用力进行旋转，旋转部件1-6的楔形块逐渐缩回到内芯1-4中。
54.如图7所示，当楔形槽2-2完全进入到内芯中后，旋转部件1-6在w形弹簧片1-5的作用力下将楔形块卡入并保持在楔形槽2-2中，实现了第一连接部1与第二连接部2的快速连接，也即实现了机械臂与末端执行器的快速连接。
55.本发明的拆卸方法：
56.首先，旋转部件1-6的外部设置有防滑层，用于增大摩擦，节省力气。握住旋转部件1-6的外侧圆环，抵抗w形弹簧片1-5的作用力进行旋转，使旋转部件1-6的楔形块从楔形槽2-2中退出；
57.然后，使第一连接部1与第二连接部2分离即可，也即完成了机械臂与末端执行器的快速分离。
58.上述装配方法和拆装方法，无需任何额外工具辅助，其结构简单，使用方便，实现机械臂与末端执行器的快速连接与快速分离，同时在作业过程中，可以给机械臂快速更换不同功能的末端执行器，使同一个机械臂能够实现多种功能，提升了工作效率。同时机械臂与末端执行器采用航空插头连接进行导电，可简化走线方式，使拆卸与装配更加方便快捷。
59.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种机械臂末端执行器快速拆装机构，包括第一连接部与第二连接部；所述第一连接部与机械臂末端连接，所述第二连接部与末端执行器连接；其特征在于，所述第一连接部上装配有航空插头公头，所述第二连接部上装配有与所述航空插头公头相适配的航空插头母头；所述第一连接部上设置有内芯，所述内芯连接有旋转部件，所述内芯与所述旋转部件之间形成有若干容置腔室，每个所述容置腔室中设置有弹性部件；所述旋转部件上设置有卡接凸部；所述第二连接部上设置有卡接槽；所述卡接凸部与所述卡接槽相适配并在所述旋转部件的作用下实现快速连接或者快速分离。2.根据权利要求1所述的机械臂末端执行器快速拆装机构，其特征在于，所述若干容置腔室大小相同，形状相同。3.根据权利要求2所述的机械臂末端执行器快速拆装机构，其特征在于，所述内芯与所述旋转部件形成的容置腔室为3个。4.根据权利要求1所述的机械臂末端执行器快速拆装机构，其特征在于，所述卡接凸部为楔形块；所述卡接槽为楔形槽。5.根据权利要求1所述的机械臂末端执行器快速拆装机构，其特征在于，所述弹性部件为w形弹簧片。6.根据权利要求1所述的机械臂末端执行器快速拆装机构,其特征在于，所述旋转部件的表面设置有防滑层。7.根据权利要求1所述的机械臂末端执行器快速拆装机构，其特征在于，所述第一连接部还包括后盖，所述后盖通过航空插头公头连接件与所述航空插头公头固定连接。8.根据权利要求1所述的机械臂末端执行器快速拆装机构,其特征在于，所述第二连接部件的卡接槽与所述航空插头母头固定连接。

技术总结
本发明公开一种机械臂末端执行器快速拆装机构，包括第一连接部与第二连接部；所述第一连接部与机械臂末端连接，所述第二连接部与末端执行器连接；所述第一连接部上装配有航空插头公头，所述第二连接部上装配有与所述航空插头公头相适配的航空插头母头；所述第一连接部上设置有内芯，所述内芯连接有旋转部件，所述内芯与所述旋转部件之间形成有若干容置腔室，每个所述容置腔室中设置有弹性部件；所述旋转部件上设置有卡接凸部；所述第二连接部上设置有卡接槽；所述卡接凸部与所述卡接槽相适配并在所述旋转部件的作用下实现快速连接或者快速分离。本发明使机械臂末端执行器的拆装替换更加方便快捷。替换更加方便快捷。替换更加方便快捷。


技术研发人员：高超 邱刚 柏仓 张廼龙 谭笑 陈杰 高嵩 李鸿泽 曹京荥 李陈莹 张伟
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/8/31