[发明专利]气压驱动机器人工具交换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人交换工具，尤其是一种气压驱动机器人工具交换装置。

背景技术

工业机器人现代制造业不可或缺的一部分。在集成电路制造、汽车焊接、汽车装配等领域，机器人正起着越来越重要的作用。

在机器人应用领域，采用相对通用的机器人来完成不同的任务是降低成本的可行方法。例如，在制造加工领域，一个机器人可用来完成切割、打磨、焊接等不同工序。在这些应用领域，需要一种机器人交换工具装置以使得机器人能与不同的工具配合，从而完成不同的工序。机器人交换工具装置与机器人末端连接的部分称为“机器人侧模块”，与工具结合的部分称为“工具侧模块”。当机器人侧模块与工具侧模块相互连接并锁紧，机器人侧模块和工具侧模块就完成互相耦合过程，工具就被固定到机器人臂的末端。

根据对现有技术的检索，发现：上海交通大学申请的专利“切割与划线设备中的机械手夹具与工具交换装置”（专利号：ZL02151074.1）采用机械手抓抓取切割炬及划线炬，通用性不强，仅满足器人对船用型钢进行等离子切割与划线的需要，而且安全性不够，一旦系统意外断电，机械手会突然放开工具，发生危害。第二炮兵装备研究院第四研究所申请的专利“自动化工具交换接口装置”（专利号：ZL200710097421.0）既需要抽真空收回弹簧销钉和通压缩空气以使得固定端和工具端分离，系统结构和控制方法相对复杂。

安全是机器人应用的关注焦点。当电源或者气源切断时，机器人工具交换装置仍能牢固地连接工具。机器人交换工具的控制可以通过机器人控制软件得到自动便捷的控制。机器人控制软件发出耦合或者分开的控制指令，控制机器人交换装置。然而为了防止软件失控，意外断电、气源意外失去等情况发生时产生危害，需要设计一种具有安全互锁功能的机器人交换交换工具以避免危害发生、安全运行。

发明内容

本发明的目的是，发明一种气压驱动机器人交换装置，能够机器人末端实现操作简单、安全可靠的工具交换功能。

本发明解决技术问题的技术方案是：一种气压驱动机器人交换装置，包括机器人侧模块和工具侧模块。

所述机器人侧模块包括壳体、机器人侧连接板、阀芯、凸轮、上限圈、弹簧、下限圈、弹簧盖板、凸轮收回压缩空气接口、凸轮伸出压缩空气接口、沉头螺栓、阀芯活塞。

气压驱动机器人交换装置采用机器人侧模块的凸轮与工具侧模块的凸缘锁紧的方式联接，机器人侧模块的壳体底端平面与工具侧模块的内腔底部平面作为定位面。通过压缩空气推动机器人侧模块的阀芯往下运动，凸轮收回，机器人侧模块和工具侧模块可以被分开；通过压缩空气推动机器人侧模块的阀芯向上运动，凸轮伸出，机器人侧模块和工具侧模块通过凸轮锁紧，达到机器人末端与工具牢固联接的目的。

由于上述技术方案的应用，本发明与现有技术相比具有下列有点和效果：

1、安全性好，如果交换装置压缩气源突然突然消失，在弹簧的弹性作用下阀芯仍处于最高位置，凸轮和凸缘能保证可靠的连接，交换装置不会发生分离的危险，表现出很好的自锁性能。

2、控制方式简单，通过控制机器人侧模块的两个进气口的压缩空气的充气状态，即能实现机器人侧模块和工具侧模块的分离和联接。

3、无污染，采用气压驱动阀芯的运动，没有任何污染产生。

4、易维修和维护，机器人侧模块的零部件能非常容易地拆卸，不需要特殊的装配工具。

5、通用性好，只要在工具侧模块固定联接不同种类的工具，机器人末端的机器人侧模块就能通过固定工具侧模块与不同种类的工具相联接。

附图说明

图1为本发明机器人侧模块。

图2为本发明工具侧模块。

图中：

1、壳体；2、机器人侧连接板；3、阀芯；4、凸轮；5、上限圈；6、弹簧；7、下限圈；8、弹簧盖板；9、凸轮收回压缩空气接口；10、凸轮伸出压缩空气接口；11、沉头螺栓；12、阀芯活塞；13、工具侧模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。