[发明专利]一种机器人手臂末端快速换装接头装置及其应用方法

说明书

本发明公开了一种机器人手臂末端快速换装接头装置及其应用方法，装置包括外联座、工具端母头和手臂端公头；操作工具连接于工具端母头的下部段，工具端母头的上部段与外联座之间插接并下限位，在外联座的上端连接轨迹环和转角法兰，转角法兰实现工具端母头的上限位，机器人手臂末端连接的手臂端公头插入工具端母头中时，可使转角法兰解除对工具端母头的上限位，然后使手臂端公头与工具端母头卡接为一体，从外联座中拔出应用，应用完成后机器人的手臂反向工作将操作工具重新送回外联座中固定。整个操作工具的换装过程自动实现，具有可重复性和可靠性，机器人本体上固定多个外联座，即可使机器人手臂自动快速更换不同的操作工具进行不同类型的作业。

技术领域

本发明属于输电线路维护机器人领域，具体为一种机器人手臂末端快速换装接头装置及其应用方法。

背景技术

机器人应用于高空作业面临作业对象多样、作业流程复杂等情况，需要用到诸多工器具，然而，机械人末端不同工器具之间的更换过程繁琐，需要耗费大量的时间，严重影响作业效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种更换过程简单的机器人末端快速更换接头装置及其应用方法。

本发明提供的这种机器人手臂末端快速换装接头装置，包括外联座、工具端母头和手臂端公头；工具端母头的上部段插接并下限位于外联座中，两者的插接结构为方形外壁和方形孔，下部段用于连接操作工具，外联座为上下端开口及一侧开口的方形体，以开口侧面朝外竖直固定于机器人的机体上；外联座的上端外侧固连有外方内圆的轨迹环，轨迹环的内侧套装有转角法兰，转角法兰为外圆内方的C形体，对应于工具端母头插接段的外围，转角法兰可沿轨迹环转动45度及回位，以实现对工具端母头的上限位和解除上限位；手臂端公头包括依次布置的母头插接段、转角法兰驱动段和手臂连接法兰，母头插接段与工具端母头的上连接段之间的插接结构为同心圆孔和圆柱，母头插接段的底部嵌装有可插入和脱出工具端母头上卡槽中的方向弹簧卡销，转角法兰驱动段为与转角法兰内缘匹配的方形段。

上述技术方案的一种实施方式中，所述工具末端母头的上部段为有中心圆孔的方柱段，下部段为直径小于上部段平面尺寸的圆柱段；上连接段的底面有封板，下部段的长度大于所述外联座的高度。

上述技术方案的一种实施方式中，所述工具末端母头的上部段的一对侧壁对称设置有倒U型槽，倒U型槽的横向深度小于侧壁厚度，侧壁对应倒U型槽的槽口中部设置所述卡槽。

上述技术方案的一种实施方式中，所述外联座的内壁有与所述竖向插接槽匹配的凸条，凸条与竖向插接槽可滑动插接。

上述技术方案的一种实施方式中，所述转角法兰的底面关于其开口宽度中心面对称设置有两个半球形凹槽。

上述技术方案的一种实施方式中，所述外联座的侧壁上部对应其中一个半球形凹槽处嵌装有竖向弹簧，竖向弹簧的上端固定有钢珠，钢珠伸出于外联座的上端面外嵌入半球形凹槽中。

上述技术方案的一种实施方式中，所述手臂末端公头的母头插接段包括直柱段和堵头段；直柱段的底部段为实心段，上部段有轴向中心圆孔，底部段的底面外侧设置有方向弹簧卡销的嵌装槽；堵头段为实心段，通过紧固件连接于直柱段的下端；所述手臂末端公头的转角法兰驱动段为与转角法兰内缘形状匹配的方柱段。

上述技术方案的一种实施方式中，所述方向弹簧卡销包括一对水平的T形销和弹簧，两T形销以端板相对布置，弹簧连接于两端板之间；T形销的末端设置有便于其进、出所述工具末端母头卡槽中的导向面。

上述技术方案的一种实施方式中，所述工具端母头上的卡槽开设侧壁对应于所述轨迹环的开口两侧。

本发明提供的这种机器人通过上述接头装置快速更换操作工具的方法，包括以下步骤：

(1)将手臂末端公头通过紧固件固定于机器人的手臂末端；