一种用于带电作业机器人的快换工具的制作方法

本实用新型属于机器人快换工具领域，尤其是涉及一种用于带电作业机器人的快换工具。

背景技术：

在一般的带电作业机器人中，当机器人对带电线缆进行剥线工作时，剥线工具是通过螺钉等固定在机器人末端发法盘上的，而当剥线工具发生故障时，不仅剥线工具不方便从带电的线缆上取下来，且由于机器人与剥线工具是固定联接的，机器人可能也被限制在带电线缆上，这会造成非常大的安全隐患，这也是带电作业机器人到现在没有普及的一个重要原因。且上文中提到的剥线工具或搭火工具自身由于工作都需要动力源，如剥线工具需要一个电机、搭火工具需要两个拧紧机等，这两个工具都是带电设备,还需要从机器人端到工具的供电线缆，也不安全。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提出一种用于带电作业机器人的快换工具。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于带电作业机器人的快换工具，包括母盘、工具平台；

所述母盘顶部设有用于与机器人末端法兰连接的圆形法兰；所述母盘内设有传动组件，传动组件连接机器人的动力单元；

所述工具平台上设有若干个用于放置作业工具的工具位；每个所述作业工具顶部均设有与母盘对接的子盘；

所述子盘设有用于传输动力控制作业工具工作的动力传动轴，动力传动轴连接传动组件。

进一步的，所述子盘包括固定环、卡紧环；

所述固定环用于与作业工具的传动座顶部固定连接；所述卡紧环与固定环都是类半圆形状，且二者轴心相同；所述卡紧环一端通过转轴安装于传动座上，使卡紧环与固定环间能产生相对运动；

所述动力传动轴通过轴承及挡圈传动座固定连接。

进一步的，所述卡紧环的非固定端设有开孔；所述固定环一端设有销轴，销轴一端穿过卡紧环上的开孔后与固定环固定连接，另一端用于约束卡紧环；所述销轴上还穿有第一弹簧，第一弹簧位于卡紧环和固定环之间；

因卡紧环上的开孔的孔径小于销轴远离固定环一端的直径。

进一步的，所述卡紧环上设有销孔，销孔内对应设有止销；所述止销底部一侧向外延伸形成连接部，连接部远离止销本体的一端向上延伸设有调节凸块，调节凸块边缘设有弧形倒角；

所述卡紧环上还设有扇形凸台，扇形凸台上设有与止销本体对应的圆孔；所述止销底部设有第二弹簧，使止销一端伸出圆孔；

所述工具位内设有工具座，工具座上设有用于固定传动座的固定销；所述工具座一侧还设有用于控制调节凸台的锁紧环；若干所述锁紧环对应设有用于驱动其旋转的驱动单元。所述锁紧环要用于压紧子盘。

进一步的，所述扇形凸台的宽度不大于止销本体与调节凸台之间的距离；所述卡紧环的宽度大于扇形凸台的宽度，两者之差不小于调节凸台的宽度；

所述调节凸块的高度不小于止销穿出圆孔部分的高度。

进一步的，所述传动组件包括安装座、动力输入轴、动力连接轴、过度轴、传动连接轴；

所述动力输入轴安装在安装座上；动力连接轴与动力输入轴固定连接；过度轴通过螺钉与动力连接轴连接；

所述传动连接轴通过挡盖及安装螺钉安装于过度轴内；所述传动连接轴在径向方向上还设有防止其从挡盖内滑出的圆周外沿；

所述过度轴与传动连接轴间设有连接轴弹簧；所述过度轴外周设置有导向轴，导向轴通过螺钉安装于安装座上，且导向轴与过度轴、传动连接轴为同轴布置；

所述传动连接轴上还设有用于限制其仅能在过度轴内上下竖直滑动的导向键；所述挡盖上设有限制传动连接轴与过度轴产生相对转动的键槽；

所述传动连接轴连接动力传动轴。

进一步的，所述导向轴上设有与扇形凸块对应的环形槽；所述导向轴的一侧还设有与止销对应的环形凹槽；

所述导向轴上还设有止块；所述传动座上设有与止块对应的止块凹槽。

进一步的，所述导向轴外侧还设有快换防护罩，快换防护罩通过螺钉与安装座固定连接。

进一步的，所述锁紧环与工具平台之间还设有调整垫片。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

可以减少带电作业机器人的数量，一台机器人可以实现多种作业工具的切换，进行不同的带电作业。且该快换工具，将作业工具端的动力源安装在机器人端，可以使多种不同的工具共有一个动力源，动力源与工具分开，作业时更加安全。即使是作业工具在进行作业时发生故障，可以通过将快换工具止销的一端压下，使快换工具母盘与子盘分离，即可方便的将机器人与工具分离，通过绝缘操作杆再将作业工具取下，而不至于出现机器人与工具都挂在带电线缆上的情况。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的快换工具平台及两个作业工具3d图；

图2为本实用新型实施例所述的机器人末端发兰安装的动力源及快换工具母盘3d图；

图3为本实用新型实施例所述的机器人末端发兰安装的动力源及快换工具母盘局部剖视图；

图4为本实用新型实施例所述的机器人端快换工具母盘局部剖视图m放大图；

图5为本实用新型实施例所述的快换工具平台座及作业工具子盘；

图6为本实用新型实施例所述的作业工具子盘a_a剖视图；

图7为本实用新型实施例所述的作业工具子盘止销一端与止销露出部分；

图8为本实用新型实施例所述的作业工具在工具平台的放置状态；

图9为本实用新型实施例所述的机器人端工具母盘靠近工具平台状态；

图10为本实用新型实施例所述的机器人端工具母盘插入子盘时状态；

图11为本实用新型实施例所述的子盘卡紧环在锁紧环转动90时将母盘卡紧时状态；

图12为本实用新型实施例所述的子盘卡紧环在锁紧环转动90时将母盘卡紧时止销还被锁紧环压住时的状态；

图13为本实用新型实施例所述的子盘卡紧环在锁紧环转动90多2度时止销被释放时的状态(止销在小弹簧的作用下上升，止销在卡紧环露出部分卡在机器人端工具母盘导向轴中的环形凹槽内)；

图14为本实用新型实施例所述的锁紧环转动至180度时，其完全离开卡紧环，而卡紧环由于止销此时在小弹簧的作用下处在上升位置，止销在卡紧环露出部分卡在母盘导向轴中的环形凹槽内，而使卡紧环不会与导向轴分开；

图15为本实用新型实施例所述的机器人移动可以将作业工具从工具平台上带走；

图16为本实用新型实施例所述的止销；

图17为本实用新型实施例所述的连接轴与动力传动轴相碰时状态；

图18为本实用新型实施例所述的连接轴与动力传动轴正常连接时状态；

图19为本实用新型实施例所述的锁紧环。

附图标记说明：

1、动力输入轴；2、动力连接轴；3、过度轴；4、导向轴；401、环形凹槽；402、环形槽；5、快换防护罩；6、安装螺钉；7、传动连接轴；8、止块；9、导向键；10、挡盖；11、连接轴弹簧；12、安装座；13、传动座；14、工具座；15、工具平台；16、动力传动轴；17、第二弹簧；18、锁紧环；19、止销；191、止销在卡紧环上露出部分；192、调节凸块；20、卡紧环；21、转轴；22、第一弹簧；23、固定螺母；24、销轴；25、固定环；201、卡紧环端面；202、扇形凸台；251、固定环端面；26、作业工具；27、子盘。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”；“纵向”；“横向”；“上”；“下”；“前”；“后”；“左”；“右”；“竖直”；“水平”；“顶”；“底”；“内”；“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位；以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”；“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”；“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”；“相连”；“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

机器人末端发兰安装的动力源及快换工具母盘部分：见附图2；图3及图4。该部分是作业工具的动力源及快换工具母盘，通过图2中上端的圆形发兰可以将该部分安装到机器人末端发兰上，跟随机器人进行运动。该部分主要介绍快换工具母盘结构，其详细结构图3为其放大图。动力输入轴1安装到安装座12上，动力连接轴2通过螺钉被安装到动力输入轴1上，过度轴3通过螺钉安装到动力连接轴2上。传动连接轴7通过挡盖10及安装螺钉6被安装到过度轴3内，传动连接轴7在径向方向上有一圆周外沿，防止其从挡盖10内滑出，而为了使传动连接轴7只可以在过度轴3内上下竖直滑动，需在传动连接轴7上安装导向键9，该导向键9通过挡盖10上的键槽，可以限制传动连接轴7与过度轴3产生相对转动。在过度轴3内与传动连接轴7间有连接轴弹簧11，可以使传动连接轴7在不受外力作用时一直处于如图中的状态。在过度轴3外周设置有导向轴4，该导向轴4通过螺钉安装到1安装座12上，且导向轴4与过度轴3；传动连接轴7为同轴布置。导向轴4与传动连接轴7没有接触，即两者间没有任何限制，传动连接轴7可以在导向轴4内上下滑动，也可以与过度轴3一起在导向轴4任意转动。导向轴4上安装有止块8。在导向轴4外侧安装有快换防护罩5，快换防护罩5通过螺钉安装到1安装座12上。当动力输入轴1转动时，会带动动力连接轴2转动，从而过度轴3也随之一起转动，由于传动连接轴7通过导向键9及被挡盖10安装到过度轴3内，传动连接轴7也会同时转动。只不过传动连接轴7在轴向方向受力(外力大于弹簧力)时可能会发生竖直方向的上下移动。

快换工具平台15座及作业工具子盘部分，见附图5；图6。该部分是作业工具放置平台，也是母盘与子盘接合或分开的机构控制平台。该平台座所示例的共有6个工具位，且每个工具位上都有相同的机构控制，该机构控制主要作用就是控制母盘与子盘接合或分开的机构。该机构中一个重要的零件就是锁紧环18，锁紧环18在工具平台15平面内可以进行旋转，在该工具平台15中共有6个锁紧环18，且锁紧环18与相邻的工具位一一对应。锁紧环18是通过一套装置来进行控制的，因此6个位置上的锁紧环18是同时运动或同时静止的。下面介绍下子盘的主要结构：固定环25通过螺钉被安装在传动座13上，固定不动；卡紧环20通过2转轴21被安装在传动座13上，同时卡紧环20的一端面通过销轴24被约束住，而销轴24被固定螺母23固定在固定环25上，销轴24上穿过一弹簧，该弹簧可以使卡紧环20一直处于销轴24的一端，因卡紧环20上的开孔要小于销轴24一端的直径，因此卡紧环20不会与销轴24脱开，若有用力向中心动力传动轴16处推动卡紧环20，卡紧环20会绕2转轴21转动，直到被固定环25上的一端面挡住。在该卡紧环20内安装有止销19，止销19可以在卡紧环20相应孔内上下滑动，止销19被传动第二弹簧17顶住，而始终保持在卡紧槽上端面，即止销19在卡紧环20上露出部分在卡紧环20的外面。当止销19在卡紧环20上露出部分受力时会被压在卡紧环20里面，当外力移开后止销19在卡紧环20上露出部分会在传动第二弹簧17力的作用下自动再弹出来。止销19一端与止销19是一体的，当这端被锁紧环18压下时，止销19在卡紧环20上露出部分会被压在卡紧环20里面，当锁紧环18离开止销19一端时，止销19在卡紧环20上露出部分在传动第二弹簧17力的作用下自动再弹出来。动力传动轴16通过一组轴承及挡圈被安装在传动座13内，该动力传动轴16转动时会控制作业工具进行相应的作业工作。当母盘与子盘接合时，动力传动轴16与传动连接轴7会连接在一起，因这两根轴的连接端是专门设计的，因此不论传动连接轴7正转还是反转，两者均能传递动力。在母盘与子盘接合的瞬间，可能会发生动力传动轴16与传动连接轴7连接端碰在一起的情况，如图17，因此在传动连接轴7处设计有连接轴弹簧11，当两轴碰在了一起时，传动连接轴7会将连接轴弹簧11压缩发生位移，而不会使两者发生损坏。当传动连接轴7在转动后(不论正转还是反转)，两轴的连接端会正常连接在一起，如图18。工具座14通过螺钉安装在工具平台15，传动座13是作业工具的一部分，当作业工具放置在工具平台15上时，传动座13通过工具座14上的两个销子被定位住。

图8是作业工具在工具平台15时的放置状态，此时子盘中的卡紧环20在弹簧力的作用下处于打开状态，将此时的锁紧环18位置定为0度位置；

图9是机器人端工具母盘靠近子盘时的状态；

图10是机器人端工具母盘插入子盘时的状态，当母盘插入子盘时，母盘中的导向轴4首先进入子盘，与子盘中传动座13同轴且接合，且导向轴4中安装的止块8进入传动座13中的止块8凹槽中，防止母盘在子盘中转动。

图11是子盘卡紧环20卡紧时的状态，此时锁紧环18位置为90度，与此前相比旋转90度。卡紧环20在锁紧环18的作用下，将导向轴4抱紧，此时卡紧环20上一端面与固定环25上一面相贴合，卡紧环20上的扇形凸台202正好卡在导向轴4的环形槽4内，弹簧处于最大压缩状态。

图12是子盘卡紧环20在锁紧环18转动90度时将母盘卡紧时止销19还被锁紧环18压住时的状态，此时锁紧环18压住止销19一端的部分，止销19在卡紧环20上露出部分还未进入母盘导向轴4内的环形凹槽4内。

图13是子盘卡紧环20在锁紧环18转动90多2度时止销19被释放时的状态，此时止销19一端的部分没有被锁紧环18压着，且锁紧环18完全将卡紧环20抵住，使卡紧环20上一端面与固定环25上一端面保持贴合，而止销19在传动第二弹簧17的作用下上升，止销19在卡紧环20露出部分刚好卡在机器人端工具母盘导向轴4环形凹槽4内。

图14是锁紧环18转动至180度时，其完全离开卡紧环20，而卡紧环20由于止销19此时在传动第二弹簧17的作用下处在上升位置，止销19在卡紧环20露出部分卡在母盘导向轴4的环形凹槽4内，而使卡紧环20不会与导向轴4分开，此即母盘与子盘完成锁合动作。

图15是当机器人移动时可以将作业工具从工具平台15上带走时的状态。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改；等同替换；改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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