[发明专利]一种工业机器人末端执行器装卡机构

说明书

本发明属于工业机器人成套装备技术领域，具体涉及一种多功能单立柱工业机器人末端执行器装卡机构，包括夹持机构、连杆滑块机构和自锁机构，夹持机构包括活动卡爪和铰接轴，活动卡爪安装在内壳上，铰接轴与连杆滑块机构连接，连杆滑块机与自锁机构连接，自锁机构与大锥齿轮固定连接，大锥齿轮与小锥齿轮相啮合，通过转动小锥齿轮驱动大锥齿轮转动，自锁机构将周向转动转变为轴向运动并传递给连杆滑块机构，由连杆滑块机构控制夹持机构。本发明提出了一种结构简单、体积小、重量轻的自定心、自锁性能良好的一种工业机器人末端执行器装卡机构，用于给一种多功能单立柱工业机器人末端执行器装卡配套使用。

技术领域：

本发明属于工业机器人成套装备技术领域，具体涉及一种多功能单立柱工业机器人末端执行器装卡机构。

背景技术：

随着我国社会经济发展水平的提高，企业生产经营逐步进入高成本时代，劳动力成本不断上升，尤其是劳动强度大，危险系数高，工作环境恶劣的岗位，企业面临着招工难、员工短缺的困境，大量采用机器人和自动化生产装备势在必然。在众多类型的机器人中，立柱式机器人是很多中小型企业所青睐的一款设备，它不仅体积小占地面积小，而且工作效率，设备功能，设备质量、价格等综合因素都非常适合中小型企业产量适中急需机器换人的现状。开发研制多功能单立柱机器人，通过改变自由可更换的末端执行器功能结构，使研制的机器人能够适应履带、薄板等不同功能产品的搬运、码垛等工作，以减轻人工劳动强度。机器人末端执行器装卡机构，其工作原理是利用在卡盘上的活动卡爪同时在径向位移，达到定位并夹紧工件的目的。

现有的绝大多数卡盘多为三爪、四爪普通卡盘，一般只适用于机床设备，其功能单一、体积较大、较为笨重，对于体积、质量、灵活性要求高的工业机器人末端执行器装卡无法适用。

2020年9月4日公开的公告号为CN111618324A的专利一种多连杆机构自锁卡盘，其多连杆机构与一端与活动卡爪连接，另一端的滑块通过螺纹与内壳连接。虽然也是通过锥齿轮啮合带动内壳转动，推进连杆轴向移动，从而收缩卡爪，但是多连杆结构相对复杂，连杆过细不能提供有力支撑，可靠性不高，且活动卡爪的夹持面平整光滑会导致工件滑动，这更需要增加夹持力度。另外，滑块与内壳的螺纹接触面比较小，受力程度有限，在承受连杆带来的较大推力时会出现螺纹掉扣，损坏螺纹的情况。

发明内容：

发明目的：

本发明旨在提出一种结构简单、体积小、重量轻的工业机器人末端执行器装卡机构，用于给多功能单立柱工业机器人末端执行器装卡配套使用。

技术方案：

一种工业机器人末端执行器装卡机构，其特征在于：该装卡机构中，内壳的一侧设有三组周向均匀布置的通槽，每个通槽内装有一组夹持机构，夹持机构与内壳铰接，内壳中间与自锁机构转动连接；连杆滑块机构一端与夹持机构连接，另一端与自锁结构连接；小锥齿轮通过外壳法兰一侧的通孔安装在内壳的平面凹槽内，小锥齿轮与大锥齿轮相啮合，大锥齿轮与自锁结构固定连接。

所述夹持机构由两个对向安装的活动卡爪和一个铰接轴组成，其中铰接轴与活动卡爪中间部位的滑槽滑动连接，铰接轴通过销轴与连杆滑块机构连接，活动卡爪的夹持面设有轴向的齿条。

所述连杆滑块机构为三组周向均匀布置，其中连接杆一端与铰接轴铰接，另一端与导向滑块和水平导杆的一端铰接，水平导杆另一端通过销轴与自锁结构铰接；导向滑块与外壳内壁的滑槽相匹配。

所述自锁结构中，外螺纹筒与内壳转动连接，外螺纹筒外圆面的矩形螺纹与内螺纹筒内圆面的矩形螺纹相配合，所述外螺纹筒右端轴面与大锥齿轮由内六角螺栓固定连接；水平导杆右端通过销轴与内螺纹筒铰接，内螺纹筒的外圆面设有导轨，导轨与外壳内壁法兰侧的滑槽相匹配。

所述小锥齿轮的小端面与阶梯轴相配合，阶梯轴与平面凹槽转动配合，小锥齿轮大端面与轴套相配合，轴套与外壳内侧凹槽相配合；小锥齿轮轴面与外壳法兰一侧的通孔转动配合，小锥齿轮轴端开有扳手方孔。