一种可自动更换扳手的机械手及工作方法技术

本发明专利技术一种可自动更换扳手的机械手及工作方法，涉及机械手领域，属于螺拴装配工具，使现有机器人机械手自动换装工具高效稳定，使用工具盘，携带多种型号扳手，使用伺服电机精确定位切换工具盘上的扳手，使用推拉电磁阀，实现切换传动轴与不同扳手的传动连接；伺服电机、推拉电磁阀和电机，三者由单片机控制，稳定切换，组成一个完成的系统，用于机器人螺拴装配。

Manipulator and working method capable of automatically changing spanner

The invention discloses a manipulator and a working method for automatically replacing wrenches, which relates to the field of manipulators and belongs to a bolt assembly tool. It makes the existing automatic replacement tool of robotic manipulators efficient and stable, uses a tool tray, carries a variety of types of wrenches, uses a servo motor to accurately locate the wrench on the switching tool tray, and uses push-pull electricity. The magnetic valve realizes the transmission connection between the switching transmission shaft and the different wrenches; the servo motor, the push-pull solenoid valve and the motor are controlled by the single-chip computer, and the switching is stable, forming a complete system for the assembly of the robot bolts.

【技术实现步骤摘要】
一种可自动更换扳手的机械手及工作方法
本专利技术涉及一种机械手，特别是一种可自动更换扳手的机械手及工作方法。
技术介绍
现有的螺拴装配工具，如：气动、电动、液压等不能满足机器人机械手自动换装工具的要求，影响其工作效率。如专利：《螺栓装配机》申请号：CN201521108319.2其螺拴装配工具只有一个型号，不能应对单独产品上多种型号螺栓的装配，而分次装配会大大降低装配效率，增加成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适用于机器人使用的一种可自动更换工具扳手的机械手及工作方法，其目的在于解决装配多个型号的螺拴时，能快速准确的更换上紧螺栓的扳手。本专利技术所采用的技术方案是：一种可自动更换扳手的机械手，包括：工具盘、工具驱动电机、伺服电机和推拉电磁阀，伺服电机的输出轴与工具盘的中心轴同轴连接，工具盘包括柱体转轮，所述柱体转轮周向上含有若干平行于中心轴的柱状通孔，各柱状通孔内分别置有不同规格的扳手，扳手通过旋转压缩机构可伸缩连接在柱状通孔内，所述旋转压缩机构压缩时，扳手前端延伸至柱状通孔外；其中一柱状通孔的后端具有传动轴，工具驱动电机输出端的电机轴与传动轴周向固定连接，传动轴径向与推拉电磁阀磁性连接，推拉电磁阀推动传动轴向前伸展时，传动轴前端延伸至柱状通孔内与扳手后端传动连接。所述旋转压缩机构为推力轴承和复位弹簧，扳手和推力轴承同轴连接，复位弹簧一端连接推力轴承，另一端连接柱状通孔一端。还包括控制电路，推拉电磁阀、工具驱动电机和伺服电机与所述控制电路电连接，电源和外部控制按钮与控制电路电连接。所述工具盘两端具有工具盘盖板，所述工具盘盖板上具有与工具盘柱状通孔位置相同的通孔，工具盘盖板固定于工具盘两端，所述扳手为“凸”型，推力轴承套在所述“凸”型扳手台阶槽内，所述通孔大于所述“凸”型扳手细端，所述通孔小于所述“凸”型扳手粗端和/或复位弹簧的直径。所述扳手为“凸”型，推力轴承套在所述“凸”型扳手细端，柱状通孔的所述“凸”型扳手细端一端的出口大于所述“凸”型扳手的细端小于复位弹簧的直径。还包括固定架，所述固定架包括侧板和底板，侧板固定于底板两侧，工具盘两端具有工具盘定位板，工具盘通过中心轴传动连接在两工具盘定位板之间，伺服电机固定于侧板上，伺服电机的所述输出轴穿过一工具盘定位板与中心轴连接，工具盘通过工具盘定位板固定于底板一端，电机固定于底板另一端，推拉电磁阀固定于侧板、底板和/或电机。所述与电机轴同轴的扳手前端具有扳手外套管，扳手外套管固定或螺纹配合于扳手前端处，扳手外套管具有轴向通孔，所述轴向通孔与扳手间隙配合，所述轴向通孔与扳手同轴。所述扳手的扳尾具有卡槽，传动轴的前端具有扳手旋转卡头，卡槽与扳手旋转卡头插接。所述传动轴套于筒状的电机轴内轴向滑动连接，筒状电机轴上有一条轴向方向通孔式的导槽，传动轴上固定有定位锁销，定位锁销设置于导槽内。所述传动轴上具有永磁铁，推拉电磁阀为电磁线圈，所述电磁线圈套在电机轴和传动轴交接处一侧。一种可自动更换扳手的机械手的工作方法，其特征在于，工具盘为一个能旋转的携带多个不同扳手的扁柱形或多边柱形，其中心轴与伺服电机固定连接，伺服电机被设置为能设定角度转动，工具盘中的扳手以旋转压缩机构固定，旋转压缩机构固定使扳手受力伸出或缩回工具盘内蓄力，并且可以使扳手工作时旋转，工作时，扳手被按压，扳手前端被按压伸出工具盘外，与待拧螺栓对接以使扳手旋转拧紧螺栓，如果需要更换不同型号的扳手，则传动轴退出柱状通孔，扳手复位至工具盘内，伺服电机以一定的角度旋转，更换对应扳手，对应的扳手再次被按压出工具盘外，上紧待拧螺栓；对于给扳手施加按压力和旋转动力的部分，轴向的运动力，为一个由推拉电磁阀控制传动轴；径向的旋转动力，为工具驱动电机；此工具驱动电机输出动力时，其传动轴需要与工具盘中一个扳手同轴，以输出稳定转矩；将扳手按压出工具盘的动力源为推拉电磁阀，推拉电磁阀以其电磁隔空控制传动轴轴向伸缩，传动轴与工具驱动电机的电机轴滑动连接，并且径向固定，使得电机轴的转矩能传递给传动轴，传动轴经推拉电磁阀伸出，传动轴深入柱状通孔将扳手按出，由于按出扳手时，柱状通孔内复位弹簧被压缩，且产生反作用力，传动轴和扳手之间会形成一个接触的按压力，传动轴旋转时会带动扳手旋转，达到动力的输出。本专利技术将机器人上的不同型号机械手扳手，集成到一个装置中，使得机器人在工作时可根据需要随时切换不同型号的扳手，大大提升了机器人的工作效率，另外本专利技术中，与传统气动、电动、液压更换机械手相比，传统机械手是以旋转或更改手臂方向，进而更换不同机械手规格，由于需要将不同工具定位到一个位置时，会产生误差，减少消除其误差时，难度增加，相应的成本增加，本专利技术确保定位端位置不变，只在内部替换变扳手，大大降低了更换工具的误差，确保产品的稳定加工。附图说明图1示出了本专利技术的正视图剖面状态图，图中扳手处于工作状态。图2示出了本专利技术的正视图剖面状态图，图中扳手处于更换状态。图3示出了本专利技术的侧视图。图中：1、中心轴；2、侧板；3、伺服电机；4、工具驱动电机；5、电机防护支架；6、扳手；7、扳手外套管；8、复位弹簧；9、传动轴；10、推拉电磁阀；11、导槽；12、定位锁销；13、螺拴孔；14、卡槽；15、底板；16、推力轴承；17、扳手旋转卡头；18、工具盘；19、柱状通孔；20、工具盘定位板；21、电机轴。具体实施方式实施例1一种可自动更换扳手的机械手，包括：工具盘18、工具驱动电机4、伺服电机3和推拉电磁阀10，伺服电机3的输出轴与工具盘18的中心轴1同轴连接，工具盘18包括柱体转轮，所述柱体转轮周向上含有若干平行于中心轴1的柱状通孔19，各柱状通孔19内分别置有不同规格的扳手6，扳手6通过旋转压缩机构可伸缩连接在柱状通孔19内，所述旋转压缩机构压缩时，扳手6前端延伸至柱状通孔19外；其中一柱状通孔19的后端具有传动轴9，工具驱动电机4输出端的电机轴21与传动轴9周向固定连接，传动轴9径向与推拉电磁阀10磁性连接，推拉电磁阀10推动传动轴9向前伸展时，传动轴9前端延伸至柱状通孔19内与扳手6后端传动连接。在本实施例中，如图1，图2图3所示，工具盘18为一个可以旋转的携带多个不同扳手6的扁柱形或多边柱形，其中心轴1与伺服电机3固定连接，伺服电机3被设置为可以以设定角度精确转动，工具盘18中的扳手6以旋转压缩机构固定，旋转压缩机构固定可以使扳手6受力伸出或缩回工具盘内蓄力，并且可以使扳手6工作时旋转，工作时，扳手6被按压，扳手前端被按压伸出工具盘18外，与待拧螺栓对接以使扳手6旋转拧紧螺栓，如果需要更换不同型号的扳手6，则传动轴9退出柱状通孔19，扳手6复位至工具盘内，伺服电机3以特定角度旋转，更换对应扳手6，对应的扳手6再次被按压出工具盘18外，上紧待拧螺栓；对于给扳手6施加按压力和旋转动力的部分，轴向的运动力，为一个由推拉电磁阀10控制传动轴9；径向的旋转动力，为工具驱动电机4；此工具驱动电机4输出动力时，其传动轴9需要与工具盘18中一个扳手6同轴，以输出稳定转矩；将扳手6按压出工具盘18的动力源为推拉电磁阀10，推拉电磁阀10以其电磁隔空控制传动轴9轴向伸缩，传动轴与工具驱动电机4的电机轴21滑动连接，并且径向固定，使得电机轴21的转矩可以传递给传动轴9，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可自动更换扳手的机械手，其特征在于，包括：工具盘（18）、工具驱动电机（4）、伺服电机（3）和推拉电磁阀（10），伺服电机（3）的输出轴与工具盘（18）的中心轴（1）同轴连接，工具盘（18）包括柱体转轮，所述柱体转轮周向上含有若干平行于中心轴（1）的柱状通孔（19），各柱状通孔（19）内分别置有不同规格的扳手（6），扳手（6）通过旋转压缩机构可伸缩连接在柱状通孔（19）内，所述旋转压缩机构压缩时，扳手（6）前端延伸至柱状通孔（19）外；其中一柱状通孔（19）的后端具有传动轴（9），工具驱动电机（4）输出端的电机轴（21）与传动轴（9）周向固定连接，传动轴（9）径向与推拉电磁阀（10）磁性连接，推拉电磁阀（10）推动传动轴（9）向前伸展时，传动轴（9）前端延伸至柱状通孔（19）内与扳手（6）后端传动连接。

【技术特征摘要】
1.一种可自动更换扳手的机械手，其特征在于，包括：工具盘（18）、工具驱动电机（4）、伺服电机（3）和推拉电磁阀（10），伺服电机（3）的输出轴与工具盘（18）的中心轴（1）同轴连接，工具盘（18）包括柱体转轮，所述柱体转轮周向上含有若干平行于中心轴（1）的柱状通孔（19），各柱状通孔（19）内分别置有不同规格的扳手（6），扳手（6）通过旋转压缩机构可伸缩连接在柱状通孔（19）内，所述旋转压缩机构压缩时，扳手（6）前端延伸至柱状通孔（19）外；其中一柱状通孔（19）的后端具有传动轴（9），工具驱动电机（4）输出端的电机轴（21）与传动轴（9）周向固定连接，传动轴（9）径向与推拉电磁阀（10）磁性连接，推拉电磁阀（10）推动传动轴（9）向前伸展时，传动轴（9）前端延伸至柱状通孔（19）内与扳手（6）后端传动连接。2.如权利要求1所述一种可自动更换扳手的机械手，其特征在于，所述旋转压缩机构为推力轴承（16）和复位弹簧（8），扳手（6）和推力轴承（16）同轴连接，复位弹簧（8）一端连接推力轴承（16），另一端连接柱状通孔（19）一端。3.如权利要求1所述一种可自动更换扳手的机械手，其特征在于，还包括控制电路，推拉电磁阀（10）、工具驱动电机（4）和伺服电机（3）与所述控制电路电连接，电源和外部控制按钮与控制电路电连接。4.如权利要求2所述一种可自动更换扳手的机械手，其特征在于，所述工具盘（18）两端具有工具盘盖板，所述工具盘盖板上具有与工具盘（18）柱状通孔（19）位置相同的通孔，工具盘盖板固定于工具盘（18）两端，所述扳手（6）为“凸”型，推力轴承（16）套在所述“凸”型扳手（6）台阶槽内，所述通孔大于所述“凸”型扳手（6）细端，所述通孔小于所述“凸”型扳手（6）粗端和/或复位弹簧（8）的直径。5.如权利要求2所述一种可自动更换扳手的机械手，其特征在于，所述扳手（6）为“凸”型，推力轴承（16）套在所述“凸”型扳手（6）细端，柱状通孔（19）的所述“凸”型扳手（6）细端一端的出口大于所述“凸”型扳手（6）的细端小于复位弹簧（8）的直径。6.如权利要求1所述一种可自动更换扳手的机械手，其特征在于，还包括固定架，所述固定架包括侧板（2）和底板（15），侧板（2）固定于底板（15）两侧，工具盘（18）两端具有工具盘定位板（20），工具盘（18）通过中心轴（1）传动连接在两工具盘定位板（20）之间，伺服电机（...

【专利技术属性】
技术研发人员：白会永，王振锋，同会民，
申请(专利权)人：陕西蓝智机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61