[发明专利]一种工业机器人末端工具的快速更换装置及其更换方法

权利要求书

1.一种工业机器人末端工具的快速更换装置，包括连接于工业机器人的机器人侧和连接于末端执行器的工具侧，其特征在于，所述机器人侧和工具侧相互扣合后共同形成中空的容腔，所述容腔内由上至下分别设有活塞杆、滚柱壳和锁紧座圈，所述滚柱壳固定于所述机器人侧内，所述锁紧座圈固定于所述工具侧内，所述活塞杆的下部穿设于所述滚柱壳的中心，且所述活塞杆竖直滑动于所述机器人侧的容腔内，所述活塞杆的底部固定有活塞尾部，所述活塞尾部倒扣于所述滚柱壳内，所述滚柱壳的下部内嵌于所述锁紧座圈内，所述活塞尾部的外侧壁和所述锁紧座圈的内侧壁之间抵靠有若干个锁紧滚柱，且所述滚柱壳的侧壁上开设有容纳所述锁紧滚柱进出的缺口，随所述活塞杆的竖直滑动，所述锁紧滚柱沿所述活塞尾部的外侧壁滚动且与所述锁紧座圈的内侧壁抵靠或分离。

2.如权利要求1所述的一种工业机器人末端工具的快速更换装置，其特征在于，所述活塞尾部的外侧壁设有限制所述锁紧滚柱运动的凹槽，所述凹槽与所述锁紧座圈的内侧壁之间通过所述锁紧滚柱啮合。

3.如权利要求2所述的一种工业机器人末端工具的快速更换装置，其特征在于，所述凹槽由下至上依次为一体成型的接触解锁面、过渡面，故障保护面和锁紧面，并配置为：

当所述活塞杆从接触位置下移到锁紧位置，带动所述锁紧滚柱运动到所述锁紧表面，所述锁紧滚柱与所述锁紧表面以及所述锁紧座圈的内侧壁同时接触，所述活塞尾部与所述锁紧座圈锁紧；

当所述活塞杆从锁紧位置上移到解锁位置，带动所述锁紧滚柱运动到所述接触解锁面，所述锁紧滚柱与所述过渡表面逐渐分离，所述活塞尾部与所述锁紧座圈之间解锁。

4.如权利要求2所述的一种工业机器人末端工具的快速更换装置，其特征在于，所述故障保护面和接触解锁面之间的表面摩擦力大于所述锁紧面和故障保护面之间的表面摩擦力。

5.如权利要求2所述的一种工业机器人末端工具的快速更换装置，其特征在于，所述故障保护面的至少一部分向外突出，所述故障保护面与所述活塞杆的纵向轴线的夹角为1～5度。

6.如权利要求1所述的一种工业机器人末端工具的快速更换装置，其特征在于，一根活塞螺钉由下至上依次穿设于所述活塞尾部和所述活塞杆，使所述活塞尾部和所述活塞杆固定连接，所述活塞杆与所述滚柱壳接触处设有第一密封圈，所述活塞端部与所述机器人侧的接触处设有第二密封圈。

7.如权利要求1所述的一种工业机器人末端工具的快速更换装置，其特征在于，所述机器人侧和工具侧上都分别开设有多个外接气源装置接口和多个模块安装位置，所述外接气源装置接口连接于机器人的气动末端执行器，所述模块安装位置从机器人手臂连通到末端执行器供不同的介质穿过。

8.如权利要求1所述的一种工业机器人末端工具的快速更换装置，其特征在于，所述机器人侧和工具侧的外侧壁上分别固定设有第一适应盘和第二适应盘，所述第一适应盘和第二适应盘分别连接于工业机器人和末端执行器。

9.如权利要求1至8任意一项所述的工业机器人末端工具的快速更换装置的更换方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述机器人侧内的所述活塞杆的上端腔室充气，所述活塞杆经气压驱动向下运动，所述活塞尾部的外侧壁接触并向外部挤压所述锁紧滚柱，所述逐步接触到所述锁紧座圈的内侧壁；

所述机器人侧内的所述活塞杆的上端腔室继续充气，所述活塞杆经气压驱动继续向下运动，此时所述锁紧滚柱与所述锁紧座圈的内侧壁产生较大接触力与锁紧力，所述机器人侧与工具侧锁紧；

当供气源停止供气时，所述活塞杆的上端因无气压驱动在机器人侧的腔室内上移，此时所述锁紧滚柱逐渐与所述活塞尾部的外侧壁分离，同时所述锁紧滚柱逐渐移出所述锁紧座圈解锁。