[發明專利]一種由機器人末端驅動控制的快換裝置及其控制方法和應用機器人

在審

• 申請號: 202010847712.2
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN111941400A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 袁忠杰
• 申請（專利權）人: 合肥三宇電器有限責任公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B23K37/02;B25J13/00;B25J19/00
• 代理公司: 合肥市科融知識產權代理事務所(普通合伙) 34126
• 代理人: 陳飛

本發明適用于機器人領域，提供了一種由機器人末端驅動控制的快換裝置及其控制方法和應用機器人，該快換裝置包括以旋轉鎖合機構裝配的第一接頭和第二接頭；在第一接頭與第二接頭需要相互鎖合或脫離時，固定第二接頭，控制機器人末端驅動所述第一接頭繞機器人末端的中軸線順時針或逆時針旋轉設定角度即可實現。本發明首次提出直接利用對機器人末端多種特性對快換裝置驅動控制，在不改變機器人機械結構，也不需要額外配置氣動、液壓或電動驅動部件的情況下實現了快換，大大簡化了結構，節約了成本。

技術領域

本發明屬于機器人領域，尤其涉及一種由機器人末端驅動控制的快換裝置及其控制方法和應用機器人。

背景技術

在機器人領域，焊接設備/機器人的應用非常廣泛，節省了大量的人力。對不同形狀、規格的焊件進行焊接時，往往需要更換不同種類或規格的焊接設備、焊接執行件，而焊接設備、焊接執行件的更換不僅僅需要考慮焊接執行件與機械臂末端之間的連接問題，還要考慮動力電流、流體、控制信號等工作介質傳輸的通斷。因此需要通過快換裝置將機器人末端和工具設備快速對接或分離，而目前的快換裝置結構復雜，成本較高。

如申請公布號為CN 107097257 A的中國發明專利公布的一種換槍盤，申請公布號為CN 109015760 A的中國發明專利公布的一種機械臂快換裝置，以及申請公布號為CN111113468 A的中國發明專利公布的一種工業機器人末端的快換裝置及其快換方法，申請公布號為CN110253628A的中國發明專利公布的一種機器人末端工具快換裝置。以上專利均是利用氣動驅動部件配合鋼珠卡接機構實現轉換接口之間的對接和分離。如申請公布號為CN 107351113 A的中國發明專利公布的一種機器人快換裝置及末端機構，是利用液壓驅動部件配合鋼珠卡接機構實現轉換接口之間的對接和分離。如申請公布號為CN109483599A的中國發明專利公布的電動式機器人末端快換裝置，是利用電動驅動部件配合鋼珠卡接機構實現轉換接口之間的對接和分離。

可見，不論是氣動、液壓，還是電動驅動部件均是額外配置的動力部件，其結構復雜，成本較高；另外，以上專利采用的鋼珠卡接機構，其穩定性較差，容易造成工具設備的意外脫落；也只能通過外部配置流體接頭才能實現流體介質（特別是冷卻水）的傳遞，其成本也較高。

綜上所示，現有的快換裝置的結構復雜，成本較高，性能不穩定；因此急需提供一種結構簡單，成本低，性能穩定的快換裝置。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種由機器人末端驅動控制的快換裝置及其控制方法和應用機器人，旨在解決現有快換裝置結構復雜，成本較高，性能不穩定的問題。

本發明提供了一種由機器人末端驅動控制的快換裝置，所述快換裝置包括以旋轉鎖合機構裝配的第一接頭和第二接頭；在第一接頭與第二接頭需要相互鎖合或脫離時，固定第二接頭，控制機器人末端驅動所述第一接頭繞機器人末端的中軸線順時針或逆時針旋轉設定角度即可實現。

本發明首次提出直接利用對機器人末端控制精度高的特性來控制第一接頭旋轉角度，利用機器人末端輸出扭矩大的特性來為旋轉鎖合機構相互鎖合或脫離提供足夠動力；以及利用機器人末端的執行程序能靈活配置的特性，通過改變機器人末端的執行程序，在不改變機器人機械結構，也不需要額外配置氣動、液壓或電動驅動部件的情況下實現了工具設備的快換，大大簡化了結構，節約了成本。

優選的，所述快換裝置還包括：裝配在第一接頭上的多功能連接部和流體控制部；所述第一接頭與第二接頭為鎖合狀態時，所述多功能連接部與第二接頭對接形成流體介質回路，且位于多功能連接部與第二接頭之間的流體控制部通過旋轉控制流體介質回路的通斷。

本發明通過一個結構簡單的流體控制部即可控制流體介質回路的通斷，省去了傳統的流體接頭，同樣大大簡化了結構，節約了成本。

更優選的，所述流體控制部的旋轉由第一接頭驅動控制。作為一種簡單的實現方式，可以將所述流體控制部與第一接頭固定為一個整體。