[發(fā)明專利]一種電永磁式機(jī)械臂工具手快換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010026890.9
• 申請(qǐng)日: 2020-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111098327B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 舒鑫;唐超權(quán);周公博;何貞志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J15/04
• 分類號(hào): B25J15/04
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 彭英

本發(fā)明公開(kāi)了一種電永磁式機(jī)械臂工具手快換器，包括機(jī)械臂對(duì)接端口模塊和工具手對(duì)接端口模塊；機(jī)械臂對(duì)接端口模塊包括缸體和活塞；缸體側(cè)壁設(shè)置有多個(gè)沿缸體徑向的通孔；每個(gè)通孔內(nèi)設(shè)置一個(gè)剛性球；缸體的外壁還設(shè)置有朝向下端的定位壁面；活塞內(nèi)設(shè)置有永磁芯體；工具手對(duì)接端口模塊包括U型對(duì)接端蓋；U型對(duì)接端蓋的底板上設(shè)置有第一電磁鐵；第一電磁鐵與永磁芯體之間的磁力驅(qū)動(dòng)活塞在缸體內(nèi)運(yùn)動(dòng)；U型對(duì)接端蓋的側(cè)壁上端面與缸體的定位壁面相接；當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)至下端極限位置，剛性球壓緊相接在活塞與U型對(duì)接端蓋的內(nèi)側(cè)壁之間。本發(fā)明可自適應(yīng)負(fù)載，多級(jí)調(diào)整鎖緊力，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全性高，實(shí)現(xiàn)快速對(duì)接、鎖緊和切換工具手。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械臂領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是一種電永磁式機(jī)械臂工具手快換器。

背景技術(shù)

工業(yè)機(jī)械臂由于其實(shí)用性和高效性，已經(jīng)廣泛運(yùn)用于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。工具手快換器能夠使機(jī)械臂在短時(shí)間內(nèi)切換末端工具手，以執(zhí)行所面臨的不同工種的任務(wù)，這大大提高了工業(yè)機(jī)械臂的經(jīng)濟(jì)性以及生產(chǎn)效率?，F(xiàn)有的快換器以氣動(dòng)為主，主要面向固定在地面的大型重載設(shè)備，然而，對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人，額外的氣動(dòng)設(shè)備不便搭載，也不利于在空間受限的環(huán)境中行走，另一方面，對(duì)于輕載小型設(shè)備，由于體積受限，其氣路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也尤為困難。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種電永磁式機(jī)械臂工具手快換器，可自適應(yīng)負(fù)載，多級(jí)調(diào)整鎖緊力，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全性高，實(shí)現(xiàn)快速對(duì)接、鎖緊和切換工具手。

技術(shù)方案：本發(fā)明提出一種電永磁式機(jī)械臂工具手快換器，包括機(jī)械臂對(duì)接端口模塊和工具手對(duì)接端口模塊；

所述機(jī)械臂對(duì)接端口模塊包括缸體和可在缸體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞；所述缸體靠近下端的側(cè)壁設(shè)置有多個(gè)沿缸體徑向延伸的通孔；所述多個(gè)通孔位于同一缸體橫截面上；每個(gè)所述通孔內(nèi)設(shè)置一個(gè)剛性球；所述剛性球可在通孔內(nèi)沿缸體徑向滑動(dòng)；所述剛性球的直徑大于通孔處的缸體壁厚；所述缸體的外壁還設(shè)置有朝向下端的定位壁面；

所述活塞內(nèi)設(shè)置有永磁芯體；所述活塞的下端設(shè)置有外錐形端部；

所述工具手對(duì)接端口模塊包括U型對(duì)接端蓋；U型對(duì)接端蓋的底板上設(shè)置有第一電磁鐵；所述第一電磁鐵位于永磁芯體下端，第一電磁鐵與永磁芯體之間的磁力驅(qū)動(dòng)活塞在缸體內(nèi)運(yùn)動(dòng)；

所述U型對(duì)接端蓋的側(cè)壁套裝在缸體側(cè)壁外周；U型對(duì)接端蓋的側(cè)壁上端面與所述缸體的定位壁面相接；U型對(duì)接端蓋的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有向上端內(nèi)側(cè)傾斜的內(nèi)錐形端面；

當(dāng)活塞在缸體內(nèi)運(yùn)動(dòng)至所述外錐形端部與剛性球的上部?jī)?nèi)側(cè)壓緊相接，剛性球的上部外側(cè)與內(nèi)錐形端面壓緊相接，活塞到達(dá)下端極限位置。

進(jìn)一步，還包括用于控制所述第一電磁鐵的線圈電流的控制器；所述控制器的輸入端連接有信號(hào)電路；當(dāng)信號(hào)電路的信號(hào)電流增大，控制器控制第一電磁鐵的線圈電流減小；當(dāng)信號(hào)電路的信號(hào)電流減小，控制器控制第一電磁鐵的線圈電流增大；

所述U型對(duì)接端蓋的上端面設(shè)置有錐形凹槽；所述錐形凹槽與外錐形端部同軸心，且錐形凹槽的錐角大于外錐形端部的錐角；

所述信號(hào)電路包括多個(gè)環(huán)形電阻和多對(duì)彈性頂針觸點(diǎn)；

所述多個(gè)環(huán)形電阻設(shè)置在活塞的外錐形端部；所述多個(gè)環(huán)形電阻與外錐形端部同軸心；

所述多對(duì)彈性頂針觸點(diǎn)并聯(lián)在信號(hào)電路上；所述多對(duì)彈性頂針觸點(diǎn)設(shè)置在錐形凹槽上；每對(duì)彈性頂針觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)布置在一個(gè)環(huán)形電阻的正下方；

當(dāng)活塞到達(dá)下端極限位置，每個(gè)環(huán)形電阻均與該環(huán)形電阻正下方的一對(duì)彈性頂針觸點(diǎn)相接。

進(jìn)一步，所述外錐形端部包括第一外錐面和第二外錐面；所述第一外錐面位于第二外錐面的上方；所述第一外錐面的錐角小于第二外錐面的錐角；所述第一外錐面與剛性球的上部?jī)?nèi)側(cè)壓緊相接；所述多個(gè)環(huán)形電阻設(shè)置在第二外錐面上。