户外机器人快换工具库制造技术

本发明专利技术提供了一种户外机器人快换工具库，包括末端固定快换座、工具固定快换座、移动基座和固定基座，所述末端固定快换座上设有用于与工具固定快换座快换时对接的导向锥和磁性元件；所述工具固定快换座上端设有可与磁性元件吸合的铁金属元件，外侧设有可使该工具固定快换座与末端固定快换座对接固定的卡扣机构；工具固定快换座设置在移动基座上，移动基座上设有可与工具固定快换座快换时对接的导向销，并通过至少二空间支撑部件或/和柔性支座与固定基座形成柔性连接。本发明专利技术具有较好的柔性，可承受较大的外力冲击，可提供空间上的多维度的容错能力，有效保证了机器人在户外作业或是良环境作业时快换时的可靠性及定位精度。良环境作业时快换时的可靠性及定位精度。良环境作业时快换时的可靠性及定位精度。

【技术实现步骤摘要】
户外机器人快换工具库


[0001]本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种用于户外的机器人快换自动工具库。

技术介绍

[0002]自动化工具库在传统的机加工行业已得到广泛应用，然而，对于非工业场景机器人，例如室外作业机器人、移动式机器人等，由于工作场景、可使用动力源、环境条件的限制，以及机器人自身对于重量等因素的要求，基于传统方案衍生的系统实用性并不理想，而针对室外等非工业场景机器人工具库的方案也较为有限，主要存在以下问题：(1)传统电或气或液或混合动力驱动模式的工具库系统，系统复杂度高，增大了工具库本身重量同时拉高成本，降低了机器人在户外作业或是不良环境作业的实用性；(2)与室内工业机器人不同，室外用机器人经常因为作业场景原因，进行反复搬运、拆装或长途运输，不可避免地会对机器人末端的定位精度产生影响，然而大多数工具库是刚性结构，无法提供自适应的冗余量，会引发对接失败等问题；(3)为了简化室外作业机器人用的工具库系统，部分产品采用独立电机驱动的方式，即将工具库设计为带有独立电机驱动的系统，如国家知识产权局公开的专利CN110640704B，该结构利用多组传动结构将电机动力传输给不同的工具位，以便进行工具的快换；这样虽然简化了系统的电器复杂度，但是由于引入了独立驱动和传动机构，一套工具库里的工具位无法按需求灵活拆装，工具库的尺寸、体积、重量无法进一步优化，且一旦电机出现问题，会导致整套系统失灵；(4)现有的机器人对于固定底座的稳定性要求高，对于户外可移动式机器人无法做到，移动式机器人的移动会对机器人的重复定位有所影响；(5)现有的工具库基于电磁力实现工具快换的结构，在受到外部冲击和大力矩的时候，易出现脱开的问题，从而影响使用时的可靠性。
[0003]因此，有必要解决上述现有技术的缺陷。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种户外机器人快换工具库，可保证机器人在户外作业或是不良环境作业时快换时的可靠性及定位精度，且结构精简。
[0005]本专利技术提供的户外机器人快换工具库，包括末端固定快换座、工具固定快换座、移动基座和固定基座，所述末端固定快换座上设有用于与所述工具固定快换座快换时对接的导向锥和磁性元件；所述工具固定快换座上端设有可与所述磁性元件吸合的铁金属元件，外侧设有可使该工具固定快换座与所述末端固定快换座对接固定的卡扣机构；所述工具固定快换座设置在所述移动基座上，所述移动基座上设有可与所述工具固定快换座快换时对接的导向销，并通过至少二空间支撑部件或/和柔性支座与所述固定基座形成柔性连接。
[0006]可选地，所述固定基座上设有限位销，所述限位销与所述移动基座上对应设置的限位孔配合，所述限位销与所述限位孔之间具有容让间隙。
[0007]可选地，所述柔性支座为设于所述移动基座和固定基座之间的柔性套，通过支座
固定件固定。
[0008]可选地，所述的空间支撑部件包括万向轴、向心关节轴承、向心关节轴承座和弹性支撑件；所述向心关节轴承设有两个，套在所述万向轴两端，两所述向心关节轴承之间夹设所述弹性支撑件，两所述向心关节轴承外端分别用所述向心关节轴承座支承固定。
[0009]可选地，所述末端固定快换座上设有嵌入孔，所述移动基座上设有斜槽，所述卡扣机构包括挂钩、固定在所述工具固定快换座上的挂钩旋转销，所述挂钩铰接于所述挂钩旋转销上，所述挂钩的一端设有可插入所述嵌入孔内固定的卡勾，另一端具有与所述斜槽配合的斜楔。
[0010]进一步地，所述卡扣机构还包括弹性件，所述弹性件一端固定在所述工具固定快换座上，另一端连接所述挂钩上具有所述斜楔的一端。
[0011]本专利技术还可包括自锁机构，所述自锁机构包括主体自锁座、自锁弹舌、自锁旋转销、自锁限位销和弹簧，所述主体自锁座固定在所述移动基座上，所述自锁弹舌位于所述主体自锁座开设的、可使该自锁锁舌在其内摆动的长槽内，所述自锁弹舌一端铰接在设于所述长槽内的自锁旋转销上，所述自锁弹舌上还设有可使自锁限位销穿越的通孔，所述弹簧沿所述自锁弹舌的摆动方向设置，一端固定在所述主体自锁座上，另一端抵顶所述自锁锁舌。
[0012]本专利技术还可包括工具杆，所述工具杆与所述工具固定快换座通过工具杆固定件连接固定。
[0013]本专利技术具有下列技术效果：
[0014](1)本专利技术可以根据机器人作业场景和快换工具的所需数量，灵活安装对应数量的工具库，极大精简结构、去除冗余的重量和结构，提高了可靠性；
[0015](2)本专利技术快换工具库结构不需要额外的动力源或驱动系统以及传动系统，极大的降低系统的复杂度，搭配基于电磁的快换接口，实现了末端固定快换座和工具固定快换座之间的对接，使用可靠且更为便捷、高效；
[0016](3)本专利技术快换工具库结构采用模块化处理方式，利用各模块特点分别使用或协同配合，其中通过空间支撑部件或/和柔性支座使固定基座与移动基座之间形成柔性连接，具有较好的容让性；还可利用限位销，对移动基座与固定基座之间的相对位移进一步进行刚性控制，为工具库提供了空间上的多维度的冗余量，提高了工具库的容错性，最大限度地避免了工具库在受到较大外力冲击时对工具库的影响，降低了快换时的定位精度，有效保证了户外机器人快换时准确对接的成功率；
[0017](4)本专利技术配套使用电磁力作为驱动力，不仅可以提高系统的可靠性，还可以极大精简机构，实现轻量化，降低成本；
[0018](5)本专利技术设计的卡扣机构配合电磁力，可以更好的抵抗外部冲击和大力矩对工具库的影响，可防止电磁力在外界冲击意外脱开，进一步通过自锁结构加强了工具库竖直方向的锁紧功能，可避免室外用机器人经常因为作业场景原因，进行反复搬运、拆装或长途运输对快换时定位精度产生的影响，有效保证了工具库的可靠性。
附图说明
[0019]图1为本专利技术结构装配示意图一；
[0020]图2为本专利技术结构装配示意图二；
[0021]图3为本专利技术结构装配示意图三；
[0022]图4为本专利技术末端固定快换座、工具固定快换座和移动基座之间配合关系示意图一；
[0023]图5为本专利技术末端固定快换座、工具固定快换座和移动基座之间配合关系示意图二；
[0024]图6为本专利技术移动基座和固定基座结构示意图；
[0025]图7为本专利技术移动基座和固定基座配合结构示意图一；
[0026]图8为本专利技术移动基座和固定基座配合结构示意图二；
[0027]图9A
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9B为图8之A部分结构示意图；
[0028]图10为本专利技术工具固定快换座、移动基座和固定基座装配示意图。
具体实施方式
[0029]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0030]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种户外机器人快换工具库，其特征在于，包括末端固定快换座、工具固定快换座、移动基座和固定基座，所述末端固定快换座上设有用于与所述工具固定快换座快换时对接的导向锥和磁性元件；所述工具固定快换座上端设有可与所述磁性元件吸合的铁金属元件，外侧设有可使该工具固定快换座与所述末端固定快换座对接固定的卡扣机构；所述工具固定快换座设置在所述移动基座上，所述移动基座上设有可与所述工具固定快换座快换时对接的导向销，并通过至少二空间支撑部件或/和柔性支座与所述固定基座形成柔性连接。2.如权利要求1所述的机器人末端工具快换装置，其特征在于，所述固定基座上设有限位销，所述限位销与所述移动基座上对应设置的限位孔配合，所述限位销与所述限位孔之间具有容让间隙。3.如权利要求1所述的户外机器人快换工具库，其特征在于，所述柔性支座为设于所述移动基座和固定基座之间的柔性套，通过支座固定件固定。4.如权利要求1
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3任一项所述的户外机器人快换工具库，其特征在于，所述的空间支撑部件包括万向轴、向心关节轴承、向心关节轴承座和弹性支撑件；所述向心关节轴承设有两个，套在所述万向轴两端，两所述向心关节轴承之间夹设所述弹性支撑件，两所述向心关节轴承外端分别用所述向心关节轴承座支承固定。5.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈秀林，魏瀛，姜琳，刘发彬，
申请(专利权)人：万勋科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：