本发明专利技术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。工具进行不同类型的作业。工具进行不同类型的作业。
【技术实现步骤摘要】
一种机器人手臂末端快速换装接头装置及其应用方法
[0001]本专利技术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。
技术介绍
[0002]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。
技术实现思路
[0003]本专利技术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。
[0004]本专利技术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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]本专利技术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：
[0014](1)将手臂末端公头通过紧固件固定于机器人的手臂末端；
[0015](2)机械臂动作使手臂末端公头移动至与机器人基体上固定的指定外联座的上方；
[0016](3)机械臂工作使手臂末端公头插入工具端母头中，当手臂端公头的方柱段底部进入转角法兰的内方中时，机械臂再转动45度，带动转角法兰转动45度解除对工具端母头的上限位；
[0017](4)机械臂工作使手臂端公头继续插入工具端母头中，直至其上的方向弹簧卡销插入工具段母头上的卡槽中；
[0018](5)机械臂工作，使手臂端公头将工具端母头从外联座中向上拔出，直至工具端母头的插接段离开外联座；
[0019](6)机械臂工作，将工具端母头从外联座的开口侧中水平拔出，操作工具换装结束，机械臂可带着操作工具进行指定作业；
[0020](7)操作工具使用完成后，参照上述步骤反向操作，将工具端母头重新通过外联座固定。
[0021]本专利技术将操作工具连接于工具端母头的下部段，将工具端母头的上部段与外联座之间通过插接并下限位，在外联座的上端连接轨迹环和转角法兰，通过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，据哟可重复性和可靠性，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，一机多用，尤其适用于输电线路上的自动巡检，巡检时遇到不同的问题可选用相应的操作工具进行处理。
附图说明
[0022]图1为本专利技术一个实施例的轴侧结构示意图。
[0023]图2为图1中工具端母头的放大结构示意图。
[0024]图3为图1中外联座的放大结构示意图。
[0025]图4为图1中轨迹环的放大结构示意图。
[0026]图5为图1中转角法兰的俯视放大结构示意图。
[0027]图6为图1中转角法兰的仰视放大结构示意图。
[0028]图7为图1中的手臂端公头的放大结构示意图。
[0029]图8为图7去掉堵头段和弹簧卡销后的放大结构示意图。
具体实施方式
[0030]如图1所示，本实施例公开的这种机器人手臂末端快速换装接头装置，包括工具末端母头1、外联座2、轨迹环3、转角法兰4和手臂末端公头5。
[0031]结合图1和图2可以看出，工具末端母头1包括圆柱段和其上端的方柱段，圆柱段的直径小于方形段的平面尺寸。圆柱段有中心圆孔，方形段有中心圆孔，底面有封板。
[0032]方柱段的一对侧壁对称设置有竖向滑槽11，竖向滑槽的横向深度小于侧壁厚度，侧壁对应竖向滑槽的槽口中部设置有方形孔12作为连接手臂端公头的卡槽。
[0033]方柱段的中心圆孔上端为外口喇叭口作为导向段。
[0034]结合后图1和图3可以看出，外联座2为上下端开口及一侧开口的方形体，其内壁为从上往下的方形，内壁底部水平伸出形成托板21，托板中心为圆弧凹槽，内壁的一对侧壁对称设置有与工具末端母头1上竖向滑槽匹配的凸条22。
[0035]结合图1至图3可以看出，工具端母头1与外联座2装配时，工具端母头以圆柱段从上往下插入外联座中，方柱段位于外联座中并通过托板21下限位，方柱段的竖向滑槽与外联座上的凸条滑动装配。
[0036]为了使工具端母头1在外联座2中上限位，在外联座的上端连接轨迹环3和转角法兰4，如图1所示。
[0037]结合图1和图4可以看出，轨迹环3的形状为外方内圆环板，其宽度小于外联座的壁厚，其底面内侧设置有圆弧形的上凹槽。
[0038]轨迹环3本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机器人手臂末端快速换装接头装置，其特征在于：本装置包括外联座、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。2.如权利要求1所述的机器人手臂末端快速换装接头装置，其特征在于：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。3.如权利要求2所述的机器人手臂末端快速换装接头装置，其特征在于：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。4.如权利要求3所述的机器人手臂末端快速换装接头装置，其特征在于：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。5.如权利要求1所述的机器人手臂末端快速换装接头装置，其特征在于：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。6.如权利要求5所述的机器人手臂末端快速换装接头装置，其特征在于：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，...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹德华，王振宇，刘兰兰，李化旭，邓志勇，段启平，梅文建，李鹏，徐溧，肖乔莎，杨嘉妮，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司输电检修分公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：
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