本發(fā)明涉及機(jī)械臂領(lǐng)域，特別涉及一種快換式機(jī)械臂。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有機(jī)械臂本體多采用螺栓與末端執(zhí)行抓手連接，一對(duì)一，手本一體，作業(yè)專一。遇到復(fù)雜工況且生產(chǎn)空間允許時(shí)，則需要新增機(jī)械臂，與現(xiàn)有機(jī)械臂配合，來(lái)完成生產(chǎn)需求，造成設(shè)備成本高，現(xiàn)場(chǎng)占地空間大，空間擁擠。

2、另外，現(xiàn)有機(jī)械臂遇到復(fù)雜工況但生產(chǎn)空間擁擠，必須更換末端執(zhí)行抓手時(shí)，多采用人工手動(dòng)更換，需要手動(dòng)插拔末端執(zhí)行抓手的供氣氣管，手動(dòng)緊固末端抓手連接處的插拔銷，勞動(dòng)強(qiáng)度大，不僅節(jié)拍慢，而且容易造成安全和質(zhì)量隱患。

3、人工更換末端抓手時(shí)，因?yàn)槿肆椥砸蛩?，無(wú)法標(biāo)準(zhǔn)控制受力大小(力大對(duì)易損件有損壞，力小會(huì)導(dǎo)致連接不牢固)，緊固程度不一，極易降低設(shè)備的安全性和使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種快換式機(jī)械臂，通過(guò)快換設(shè)計(jì)，解決復(fù)雜工況下不同工件時(shí)機(jī)械臂本體與多套前端抓手切換的更換便利性，提升產(chǎn)品更換節(jié)拍；優(yōu)化設(shè)備抓手創(chuàng)新，減少機(jī)械臂本體的數(shù)量，節(jié)約生產(chǎn)場(chǎng)地的空間；把多套機(jī)械臂簡(jiǎn)化為一套機(jī)械臂本體，柔性對(duì)接“末端執(zhí)行抓手+”，降低設(shè)備的成本。本發(fā)明適用于線體、倉(cāng)儲(chǔ)物流、汽車裝配等零部件的夾持、移動(dòng)、定位、安裝。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種快換式機(jī)械臂，包括：機(jī)械臂、快換裝置及末端抓手；其中，

4、所述機(jī)械臂包括，

5、至少一懸臂；

6、一可升降臂，其一端連接所述懸臂下部；

7、至少一擺臂，其一端活動(dòng)連接所述可升降臂另一端；

8、所述快換裝置，設(shè)置于所述擺臂的另一端；其包括：

9、快換公盤，中央設(shè)中心孔，其底面中心孔兩側(cè)平行、豎直設(shè)置兩支撐板，支撐板的兩側(cè)下部各一軸孔；快換公盤上兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置兩銷孔，銷孔內(nèi)設(shè)置定位銷；

10、快換母盤，其中央設(shè)供所述快換公盤底面兩支撐板穿設(shè)矩形的安裝孔，安裝孔的矩形短邊內(nèi)壁中央設(shè)固定凹槽，固定凹槽內(nèi)兩側(cè)壁上部設(shè)固定孔及卡銷；快換母盤上設(shè)置供所述兩定位銷穿過(guò)的兩定位孔；優(yōu)選的，所述快換公盤、快換母盤上對(duì)稱設(shè)安裝通孔，并設(shè)置氣體接頭；

11、鎖定機(jī)構(gòu)，其包括：

12、氣缸，缸體固定于所述快換公盤頂面，其活塞桿自快換公盤中心孔伸出；缸體頂面設(shè)連接法蘭，并以此連接所述擺臂端部；

13、連接座，呈倒t形，主要由固定套及平行設(shè)置于固定套兩側(cè)面下部的兩連接板，連接板外側(cè)端分別設(shè)通孔；

14、兩卡塊，分別設(shè)置于連接座連接板內(nèi)兩側(cè)端，卡塊呈三角形，其一角部穿設(shè)第一轉(zhuǎn)軸，第一轉(zhuǎn)軸兩端設(shè)置于所述快換公盤底面的兩支撐板軸孔內(nèi)；卡塊的另一角部徑向設(shè)限位凹槽，限位凹槽內(nèi)設(shè)第二轉(zhuǎn)軸，第二轉(zhuǎn)軸兩端設(shè)置于所述連接座兩連接板的通孔內(nèi)；卡塊的第三角部可翻轉(zhuǎn)地對(duì)應(yīng)所述快換母盤固定凹槽內(nèi)的卡銷；

15、所述末端抓手連接于所述快換裝置的快換母盤。

16、進(jìn)一步，還設(shè)一移栽裝置，其包括：基座，框架結(jié)構(gòu)，中央設(shè)固定板；框架結(jié)構(gòu)的頂面兩側(cè)對(duì)稱設(shè)若干可行走導(dǎo)軌的導(dǎo)輪組；所述機(jī)械臂的懸臂上端連接于所述固定板底面中央。

17、優(yōu)選的，所述懸臂頂面豎直設(shè)置第一回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，第一回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)包括轉(zhuǎn)軸及其上下的軸承和外設(shè)的套筒；套筒頂面連接所述固定板底面中央；轉(zhuǎn)軸通過(guò)底板連接所述懸臂頂面，懸臂下部為兩平行布置的支撐板；優(yōu)選的，第一回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)一側(cè)設(shè)第一回轉(zhuǎn)限位裝置，其包括：限位盤，同軸設(shè)置第一回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)套筒外；限位氣缸，缸體通過(guò)支架設(shè)置于懸臂頂端外側(cè)面、限位盤下方；固定限位塊，呈l形，其一端固定于所述支架上端一側(cè)，另一端位于限位氣缸缸體及限位盤上方；活動(dòng)限位塊，設(shè)置于所述限位氣缸活塞桿端部，位于限位盤下方且與固定限位塊對(duì)應(yīng)，相互配合鉗制限位盤；

18、所述可升降臂包括兩上下平行布置的連桿，兩連桿的一端穿設(shè)于所述懸臂下部?jī)芍伟逯g，并分別樞軸連接于支撐板上；兩連桿的另一端分別樞軸連接于一連接座，該連接座由兩平行布置的l形固定板及連接該兩固定板上下的連扳組成；所述兩連桿的另一端分別樞軸連接于兩固定板的一側(cè)上下，形成連桿機(jī)構(gòu)；所述連接座兩固定板的另一側(cè)豎直設(shè)置第二回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，包括轉(zhuǎn)軸及其上下的軸承和外設(shè)的套筒；第二回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的套筒連接所述兩固定板之間的連扳；優(yōu)選的，第二回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)一側(cè)設(shè)第二回轉(zhuǎn)限位裝置，其包括：限位盤，同軸設(shè)置第二回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)套筒外；限位氣缸，缸體通過(guò)支架設(shè)置于連接座頂端外側(cè)面、限位盤下方；固定限位塊，呈l形，其一端固定于所述支架上端一側(cè)，另一端位于限位氣缸缸體及限位盤上方；活動(dòng)限位塊，設(shè)置于所述限位氣缸活塞桿端部，位于限位盤下方且與固定限位塊對(duì)應(yīng)，相互配合鉗制限位盤；

19、一升降氣缸，其缸體豎直固定于所述懸臂上部一側(cè)，其活塞桿向下并連接所述兩連桿中一連桿的一端；優(yōu)選的，缸體近活塞桿的端面設(shè)一限位桿，對(duì)應(yīng)的，連接活塞桿的連桿設(shè)供限位桿穿設(shè)的限位塊；

20、擺臂，其一端通過(guò)連接底板連接第二回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)軸頂端，擺臂另一端連接第三回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，包括轉(zhuǎn)軸及其上下的軸承和外設(shè)的套筒；擺臂的另一端連接第三回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的套筒；

21、優(yōu)選的，第三回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)一側(cè)設(shè)第三回轉(zhuǎn)限位裝置，其包括：限位盤，同軸設(shè)置第三回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸底端的底板套筒外，限位盤外緣向下延伸；限位氣缸，缸體通過(guò)支架設(shè)置于第三回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的套筒外側(cè)面，缸體與擺臂平行；固定限位塊，呈l形，其一端固定于所述支架上端一側(cè)，另一端位于限位盤外緣內(nèi)側(cè)限位氣缸缸體及限位盤上方；活動(dòng)限位塊，設(shè)置于所述限位氣缸活塞桿端部，位于限位盤外緣外側(cè)下方，且與固定限位塊對(duì)應(yīng)，相互配合鉗制限位盤外緣；

22、連接桿，其上、下端分別設(shè)連接法蘭，上端以此通過(guò)連接底板連接第三回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)軸底端；連接桿下端連接所述快換裝置鎖定機(jī)構(gòu)中氣缸缸體頂面的連接法蘭。

23、優(yōu)選的，所述末端抓手包括：

24、支撐座，其上端連接所述快換裝置快換母盤底面；

25、支撐架，為籠式框架結(jié)構(gòu)，其后端部固定于所述支撐座；

26、固定板，其沿周向均勻凸設(shè)三個(gè)固定部，固定部端部設(shè)凹槽；固定板設(shè)置于支撐架前端；

27、支撐板，其背面通過(guò)至少三個(gè)支撐塊設(shè)置于所述固定板正面中部；

28、三個(gè)支撐定位爪，分別設(shè)置于所述支撐板外側(cè)的固定板的三個(gè)固定部；

29、夾持機(jī)構(gòu)，包括：

30、夾緊氣缸，其缸體設(shè)置于所述支撐座上，其活塞桿伸入所述支撐架內(nèi)，與支撐架同軸布置；

31、三根導(dǎo)桿，均設(shè)于所述固定板背面，對(duì)應(yīng)三個(gè)固定部，導(dǎo)桿另一端固定于支撐架；

32、活動(dòng)板，其沿周向均勻凸設(shè)三個(gè)連接部，連接部上設(shè)導(dǎo)孔，并以此穿設(shè)于所述三根導(dǎo)桿上；活動(dòng)板背面中央連接于伸入支撐架內(nèi)的所述夾緊氣缸的活塞桿端部；三個(gè)連接部端部分別通過(guò)連接軸活動(dòng)連接一連接關(guān)節(jié)的一端；

33、三個(gè)夾爪，夾爪中部樞軸連接于所述固定板三個(gè)固定部的凹槽內(nèi)；夾爪后端部通過(guò)連接軸活動(dòng)連接于所述連接關(guān)節(jié)另一端。

34、優(yōu)選的，所述末端抓手的支撐座為一管體，其上設(shè)一角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括：

35、調(diào)節(jié)桿，其上部穿設(shè)一轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸兩端設(shè)軸承；調(diào)節(jié)桿插設(shè)于支撐座管體內(nèi)，管體上部相對(duì)的兩側(cè)設(shè)安裝孔，調(diào)節(jié)桿轉(zhuǎn)軸兩端的軸承設(shè)置于該管體兩側(cè)的安裝孔內(nèi)，以此實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)；調(diào)節(jié)桿頂端伸出支撐座管體上端，調(diào)節(jié)桿頂端設(shè)連接法蘭，并連接所述快換裝置快換母盤底面；

36、角度調(diào)節(jié)氣缸，其缸體設(shè)置于支撐座管體下部外側(cè)面，其活塞桿伸入支撐座管體內(nèi)，活動(dòng)連接所述調(diào)節(jié)桿下端部；

37、支撐座管體下部外側(cè)面設(shè)一角度調(diào)節(jié)輔助手柄。

38、優(yōu)選的，所述末端抓手的角度調(diào)節(jié)氣缸活塞桿端部連接一連接塊，該連接塊設(shè)軸孔，所述調(diào)節(jié)桿下端部設(shè)凹槽，凹槽兩側(cè)壁設(shè)通孔；所述連接塊插置于該調(diào)節(jié)桿凹槽內(nèi)，并通過(guò)一連接軸將調(diào)節(jié)桿與連接塊活動(dòng)連接。

39、優(yōu)選的，所述末端抓手還包括一活動(dòng)定位銷組件，其包括：

40、軸承座及其上軸承，軸承座設(shè)置于所述固定板正面中央；

41、固定桿，其一端設(shè)固定圈，該端插入支撐板與固定板之間，固定圈套設(shè)固定于所述軸承；

42、導(dǎo)軌及滑塊，導(dǎo)軌設(shè)置于所述固定桿外側(cè)端正面；

43、活動(dòng)定位銷，豎直設(shè)置于所述滑塊上；

44、手柄，設(shè)置于所述固定桿外側(cè)端背面。

45、優(yōu)選的，所述末端抓手的夾爪包括基部、自基部一端延伸形成的連接部、自基部另一端向外斜向延伸彎折形成勾部；所述基部樞軸連接于所述固定板固定部的凹槽內(nèi)，連接部通過(guò)連接軸活動(dòng)連接于所述連接關(guān)節(jié)另一端。

46、優(yōu)選的，所述末端抓手還設(shè)兩緩沖器，設(shè)置于固定板正面，且對(duì)稱設(shè)置于所述固定桿兩側(cè)；優(yōu)選的，所述末端抓手的緩沖器包括固定座及其上調(diào)節(jié)螺栓，設(shè)置于調(diào)節(jié)螺栓上的緩沖彈簧，緩沖彈簧外側(cè)端抵靠于固定桿側(cè)面。

47、更進(jìn)一步，本發(fā)明還設(shè)有一觸發(fā)機(jī)構(gòu)，其包括：閥件，其上設(shè)觸發(fā)式氣動(dòng)開(kāi)關(guān)；閥件上設(shè)保護(hù)罩，并通過(guò)保護(hù)罩設(shè)置于所述快換公盤一側(cè)；觸發(fā)板，設(shè)置于所述末端抓手的放置架上。

48、本發(fā)明利用氣缸驅(qū)動(dòng)式的快換盤，通過(guò)按鈕控制快換公母盤內(nèi)部死點(diǎn)式鎖緊機(jī)構(gòu)的開(kāi)合，實(shí)現(xiàn)快換公母盤的開(kāi)合；并配有導(dǎo)向銷和氣路對(duì)接系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)前端抓手氣路系統(tǒng)的無(wú)縫切換。

49、本發(fā)明采用氣缸及卡塊配合，形成死點(diǎn)機(jī)構(gòu)；氣缸斷氣時(shí)，快換公盤、快換母盤之間不會(huì)脫落，保證了操作安全性；而且承載力相較現(xiàn)有技術(shù)更大，能夠滿足不低于250公斤的承載量。

50、本發(fā)明利用氣缸驅(qū)動(dòng)，使活動(dòng)板及連接關(guān)節(jié)可以成一線或一平面設(shè)置，形成死點(diǎn)機(jī)構(gòu)，以此來(lái)夾持產(chǎn)品(氣缸保證夾持力的安全穩(wěn)定，死點(diǎn)機(jī)構(gòu)保證夾持機(jī)構(gòu)在意外斷氣時(shí)也能保持夾持力)。

51、本發(fā)明利用氣缸驅(qū)動(dòng)杠桿機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)擺角(調(diào)節(jié)氣壓保證氣缸驅(qū)動(dòng)力與產(chǎn)品重量相等)，通過(guò)手柄即可人工調(diào)節(jié)擺角大小，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品安裝對(duì)位角度良好兼容性，解決產(chǎn)品對(duì)位安裝時(shí)調(diào)整困難的問(wèn)題。

52、本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)死點(diǎn)機(jī)構(gòu)---解決了法蘭類產(chǎn)品(20-200kg)的定位夾持問(wèn)題；解決法蘭類產(chǎn)品的意外掉落問(wèn)題。

53、本發(fā)明設(shè)計(jì)了角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及活動(dòng)定位銷組件，進(jìn)而優(yōu)化了法蘭類產(chǎn)品在安裝時(shí)角度偏移的問(wèn)題，提升安裝角度的兼容性；

54、本發(fā)明還設(shè)閥件，可以設(shè)置一末端抓手對(duì)應(yīng)一觸發(fā)板，用作識(shí)別不同的末端抓手，從而實(shí)現(xiàn)快換的功能；且，只能在末端抓手放置架上觸發(fā)、操作快換裝置，以此避免誤操作。

55、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)或積極效果：

56、本發(fā)明解決復(fù)雜工況下機(jī)械臂快換末端抓手的瓶頸，優(yōu)化了機(jī)械臂與末端抓手快換工藝，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂與末端抓手快換的便利性，降低了更換時(shí)間，提高了機(jī)械臂快換節(jié)拍，減少了氣管作業(yè)對(duì)接錯(cuò)誤，擴(kuò)大了機(jī)械臂的適用場(chǎng)景，降低設(shè)備成本，杜絕了機(jī)械臂人工快換末端夾爪時(shí)造成的安全性降低和使用壽命縮短的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了按鈕控制機(jī)械臂末端執(zhí)行夾爪快換的創(chuàng)新突破，達(dá)到多套機(jī)械臂簡(jiǎn)化為一套機(jī)械臂本體，柔性對(duì)接“末端執(zhí)行抓手+”。還可將本裝置應(yīng)用到其他快換領(lǐng)域，擴(kuò)大應(yīng)用場(chǎng)景。