[发明专利]一种由机器人末端驱动控制的快换装置及其控制方法和应用机器人

说明书

本发明适用于机器人领域，提供了一种由机器人末端驱动控制的快换装置及其控制方法和应用机器人，该快换装置包括以旋转锁合机构装配的第一接头和第二接头；在第一接头与第二接头需要相互锁合或脱离时，固定第二接头，控制机器人末端驱动所述第一接头绕机器人末端的中轴线顺时针或逆时针旋转设定角度即可实现。本发明首次提出直接利用对机器人末端多种特性对快换装置驱动控制，在不改变机器人机械结构，也不需要额外配置气动、液压或电动驱动部件的情况下实现了快换，大大简化了结构，节约了成本。

技术领域

本发明属于机器人领域，尤其涉及一种由机器人末端驱动控制的快换装置及其控制方法和应用机器人。

背景技术

在机器人领域，焊接设备/机器人的应用非常广泛，节省了大量的人力。对不同形状、规格的焊件进行焊接时，往往需要更换不同种类或规格的焊接设备、焊接执行件，而焊接设备、焊接执行件的更换不仅仅需要考虑焊接执行件与机械臂末端之间的连接问题，还要考虑动力电流、流体、控制信号等工作介质传输的通断。因此需要通过快换装置将机器人末端和工具设备快速对接或分离，而目前的快换装置结构复杂，成本较高。

如申请公布号为CN 107097257 A的中国发明专利公布的一种换枪盘，申请公布号为CN 109015760 A的中国发明专利公布的一种机械臂快换装置，以及申请公布号为CN111113468 A的中国发明专利公布的一种工业机器人末端的快换装置及其快换方法，申请公布号为CN110253628A的中国发明专利公布的一种机器人末端工具快换装置。以上专利均是利用气动驱动部件配合钢珠卡接机构实现转换接口之间的对接和分离。如申请公布号为CN 107351113 A的中国发明专利公布的一种机器人快换装置及末端机构，是利用液压驱动部件配合钢珠卡接机构实现转换接口之间的对接和分离。如申请公布号为CN109483599A的中国发明专利公布的电动式机器人末端快换装置，是利用电动驱动部件配合钢珠卡接机构实现转换接口之间的对接和分离。

可见，不论是气动、液压，还是电动驱动部件均是额外配置的动力部件，其结构复杂，成本较高；另外，以上专利采用的钢珠卡接机构，其稳定性较差，容易造成工具设备的意外脱落；也只能通过外部配置流体接头才能实现流体介质（特别是冷却水）的传递，其成本也较高。

综上所示，现有的快换装置的结构复杂，成本较高，性能不稳定；因此急需提供一种结构简单，成本低，性能稳定的快换装置。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种由机器人末端驱动控制的快换装置及其控制方法和应用机器人，旨在解决现有快换装置结构复杂，成本较高，性能不稳定的问题。

本发明提供了一种由机器人末端驱动控制的快换装置，所述快换装置包括以旋转锁合机构装配的第一接头和第二接头；在第一接头与第二接头需要相互锁合或脱离时，固定第二接头，控制机器人末端驱动所述第一接头绕机器人末端的中轴线顺时针或逆时针旋转设定角度即可实现。

本发明首次提出直接利用对机器人末端控制精度高的特性来控制第一接头旋转角度，利用机器人末端输出扭矩大的特性来为旋转锁合机构相互锁合或脱离提供足够动力；以及利用机器人末端的执行程序能灵活配置的特性，通过改变机器人末端的执行程序，在不改变机器人机械结构，也不需要额外配置气动、液压或电动驱动部件的情况下实现了工具设备的快换，大大简化了结构，节约了成本。

优选的，所述快换装置还包括：装配在第一接头上的多功能连接部和流体控制部；所述第一接头与第二接头为锁合状态时，所述多功能连接部与第二接头对接形成流体介质回路，且位于多功能连接部与第二接头之间的流体控制部通过旋转控制流体介质回路的通断。

本发明通过一个结构简单的流体控制部即可控制流体介质回路的通断，省去了传统的流体接头，同样大大简化了结构，节约了成本。

更优选的，所述流体控制部的旋转由第一接头驱动控制。作为一种简单的实现方式，可以将所述流体控制部与第一接头固定为一个整体。