CN217991543U - 一种自动化快换机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动化快换机构，包括支架，支架上支承放置有快换座，快换座顶面中部朝上安装有拉钉，快换座底面朝下安装有对象组件；还包括安装于外部手臂执行端端部的气动锁紧组件，气动锁紧组件中包括有沿同一圆周方向间隔安装的多个钢珠；拉钉顶部向上伸至气动锁紧组件中多个钢珠内侧，在外部气动力作用下，多个钢珠径向向内移动而将拉钉夹持；在外部气动力释放后，拉钉在重力作用下推动钢珠径向外移而松开，从而实现了外部手臂上对象组件的自动化快速换型，同时实现电路接插件的同步电性插装连接，结构巧妙，使用方便、可靠、实用，成本低。

Description

一种自动化快换机构

技术领域

本实用新型涉及自动换型设备技术领域，尤其是一种自动化快换机构。

背景技术

在自动测量机中，常用到机械手臂带动测量机构对工件进行测量检测；为适用于不同检测对象，或者是为了检测不同类别的尺寸，一台测量机中往往需要使用不同的测头，这些多个不同的测头与测量机的机械手臂之间需要能够匹配，通过换装进行检测换型，同时，在换型时还需要自动对接电路。

现有技术中，机械手臂上不同测头的换装通槽由人工操作来完成，同步进行电路的对接；或者是，在机械手臂和测头之间配装标准的快换***，来实现自动化的换型；为保证测量质量，对于换型对接的要求较高，现有满足测量机的快换***多为进口产品，普遍价格昂贵，货期长，导致检测成本很高。

实用新型内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的自动化快换机构，从而实现了外部手臂上对象组件的自动化快速换型，同时实现电路接插件的同步电性插装连接，结构巧妙，使用方便、可靠、实用，成本低。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种自动化快换机构，包括支架，支架上支承放置有快换座，快换座顶面中部朝上安装有拉钉，快换座底面朝下安装有对象组件；还包括安装于外部手臂执行端端部的气动锁紧组件，气动锁紧组件中包括有沿同一圆周方向间隔安装的多个钢珠；所述拉钉顶部向上伸至气动锁紧组件中多个钢珠内侧，在外部气动力作用下，多个钢珠径向向内移动而将拉钉夹持；在外部气动力释放后，拉钉在重力作用下推动钢珠径向外移而松开。

作为上述技术方案的进一步改进：

位于拉钉外侧的快换座上安装有中接插件，气动锁紧组件上安装有上接插件；所述拉钉顶端伸至气动锁紧组件中并被夹持时，快换座顶面与气动锁紧组件底面相互贴合，上接插件与中接插件上下相互电性插装。

所述上接插件与外部手臂的控制***电性连接，中接插件与相应对象组件中的元件电性连接，上接插件与中接插件的插装使得对象组件的元件与外部手臂的控制***电性连接。

位于拉钉外侧的快换座上安装有中接插件，支架上安装有下接插件；所述快换座支承于支架上时，中接插件与下接插件上下相互电性插装。

上下贯穿快换座对称安装有导向销，气动锁紧组件上开设有与导向销顶端对应的对接孔，支架上开设有与导向销底端对应的导向孔。

所述气动锁紧组件中包括有外套筒，外套筒内部轴向滑动安装有移动件，移动件底面开设有开口朝下的锥形孔，多个钢珠包容于锥形孔内侧面；所述移动件圆周外壁面与外套筒之间形成密封腔，密封腔上开设有与外部气源相通的气孔；还包括弹性体，密封腔中气压力和弹性体的弹性力共同向移动件施加方向相反的力，使得移动件上行或下移。

所述外套筒顶面固定安装有衔接板，衔接板一端顶面与外部手臂执行端端部安装，衔接板另一端底面安装外套筒；所述移动件顶面与衔接板底面之间共同压装有弹性体。

所述移动件包括有直径较大的大端和直径较小的小端，大端和小端上下布置并在其相接处形成外台阶；所述外套筒内部设置有与大端直径相配的大孔，和与小端直径相配的小孔，大孔和小孔相接处形成内台阶；所述大端的轴向尺寸小于大孔的轴向尺寸，在外台阶与内台阶之间形成环形的空间；所述大端外壁面与大孔内壁面之间压装有上密封圈，小端外壁面与小孔内壁面之间压装有下密封圈，使得环形的空间构成相对密封的密封腔。

所述外套筒底端孔口处安装有珠座，珠座上开设有与钢珠一一对应的珠孔，珠孔沿着圆周方向顺序间隔排列；所述珠座顶端伸至移动件的锥形孔中，使得钢珠外壁面与锥形孔内壁面接触贴合；所述珠座周向配装有中间板，中间板与外套筒底面紧固安装，将珠座相对于外套筒压紧。

所述拉钉上部沿着周向内凹形成内缩颈部，内缩颈部的截面形状为与钢珠相配的内凹结构。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，通过周向间隔布设的钢珠，其在气动力作用下径向移动，从而能够对伸入其内的拉钉头部进行向内夹持或是自重下落，从而有效助力于实现外部手臂上对象组件的自动化快速换型；同时，外部手臂相对于对象组件单向的上下移动即实现夹持或松持，亦助力于实现电路接插件的同步上下电性插装连接，尤其适用于测量机中测头的自动更换，结构巧妙，使用方便、可靠、实用，成本低。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型快换座的结构示意图。

图3为本实用新型气动锁紧组件与快换座夹持状态示意图。

图4为图3中A处的局部放大图。

其中：1、支架；2、对象组件；3、快换座；4、拉钉；5、气动锁紧组件；6、外部手臂；

11、上板；12、立柱；13、下板；14、下接插件；15、导向孔；16、凹槽；

31、座本体；32、导向销；33、中接插件；34、锁紧螺钉；

41、内缩颈部；

50、密封腔；51、衔接板；52、对接孔；53、弹性体；54、移动件；55、外套筒；56、钢珠；57、珠座；58、中间板；59、上接插件；501、气孔；502、上密封圈；503、下密封圈。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1和图3所示，本实施例的一种自动化快换机构，包括支架1，支架1上支承放置有快换座3，快换座3顶面中部朝上安装有拉钉4，快换座3底面朝下安装有对象组件2；还包括安装于外部手臂6执行端端部的气动锁紧组件5，气动锁紧组件5中包括有沿同一圆周方向间隔安装的多个钢珠56；拉钉4顶部向上伸至气动锁紧组件5中多个钢珠56内侧，在外部气动力作用下，多个钢珠56径向向内移动而将拉钉4夹持；在外部气动力释放后，拉钉4在重力作用下推动钢珠56径向外移而松开。

本实施例中，通过周向间隔布设的钢珠56，其在气动力作用下径向移动，从而能够对伸入其内的拉钉4头部进行向内夹持或是自重下落，从而有效助力于实现外部手臂6上对象组件2的自动化快速换型；同时，外部手臂6相对于对象组件2单向的上下移动即实现夹持或松持，亦助力于实现电路接插件的同步上下电性插装连接，尤其适用于测量机中测头的自动更换。

如图2所示，位于拉钉4外侧的快换座3上安装有中接插件33，气动锁紧组件5上安装有上接插件59；拉钉4顶端伸至气动锁紧组件5中并被夹持时，快换座3顶面与气动锁紧组件5底面相互贴合，上接插件59与中接插件33上下相互电性插装。

上接插件59与外部手臂6的控制***电性连接，中接插件33与相应对象组件2中的元件电性连接，上接插件59与中接插件33的插装使得对象组件2的元件与外部手臂6的控制***电性连接，使得对象组件2能够在控制***控制下进行自动化操作。

位于拉钉4外侧的快换座3上安装有中接插件33，支架1上安装有下接插件14；快换座3支承于支架1上时，中接插件33与下接插件14上下相互电性插装，便于快换座3上对象组件2型号的识别确认、信息的存储互换、或者是电池的充电等。

本实施例中，快换座3上的中接插件33可以设置为相互间电性连接的两组，一组与上方上接插件59插装配合使用，另一组与下方下接插件14插装配合使用。

上下贯穿快换座3对称安装有导向销32，气动锁紧组件5上开设有与导向销32顶端对应的对接孔52，支架1上开设有与导向销32底端对应的导向孔15。

本实施例中，对接孔52包括有水平间隔布设的两个，一个为圆形孔，另一个为沿着布设方向的腰型孔，便于与导向销32的导向对接；

本实施例中，导向孔15上端孔口处设置为开口朝上的锥形结构，对导向销32的插装起到导向作用；

本实施例中，也可以将导向销32上端和下端沿周向设置为锥面，亦是起到对接时的导向作用。

本实施例中，支架1用于安装有对象组件2的快换座3的支承存放；支架1的具体结构可以为：包括上下间隔布设的上板11和下板13，上板11和下板13之间四个角处支承安装有立柱12；上板11一侧边缘中部向内开设有凹槽16，安装有对象组件2的快换座3挂装于凹槽16处；位于凹槽16两侧的上板11上还设置有导向孔15，并安装有下接插件14；当快换座3底面与上板11顶面贴合时，导向销32底部插装至导向孔15中，并且中接插件33与下接插件14对应接插。

如图3和图4所示，气动锁紧组件5中包括有外套筒55，外套筒55内部轴向滑动安装有移动件54，移动件54底面开设有开口朝下的锥形孔，多个钢珠56包容于锥形孔内侧面，经锥形孔的倾斜面向钢珠56施加向内的内受力，或者是倾斜面脱离钢珠56从而解除对钢珠56的周向施力；移动件54圆周外壁面与外套筒55之间形成密封腔50，密封腔50上开设有与外部气源相通的气孔501；还包括弹性体53，密封腔50中气压力和弹性体53的弹性力共同向移动件54施加方向相反的力，使得移动件54上行或下移，从而实现锥形孔与钢珠56之间的接触解除或者是周向施力。

外套筒55顶面固定安装有衔接板51，衔接板51一端顶面与外部手臂6执行端端部安装，衔接板51另一端底面安装外套筒55，从而一方面便于气动锁紧组件5与外部手臂6之间的安装调试操作，另一方面亦方便于气动锁紧组件5本身的安装调整；移动件54顶面与衔接板51底面之间共同压装有弹性体53，由弹性体53向移动件54施加竖直轴向方向的力。

移动件54包括有直径较大的大端和直径较小的小端，大端和小端上下布置并在其相接处形成外台阶；外套筒55内部设置有与大端直径相配的大孔，和与小端直径相配的小孔，大孔和小孔相接处形成内台阶；大端的轴向尺寸小于大孔的轴向尺寸，在外台阶与内台阶之间形成环形的空间，随着移动件54相对于外套筒55的轴向移动，该环形的空间的轴向尺寸随之变化；大端外壁面与大孔内壁面之间压装有上密封圈502，小端外壁面与小孔内壁面之间压装有下密封圈503，使得位于上密封圈502和下密封圈503之间的环形的空间构成相对密封的密封腔50。

本实施例中，与密封腔50正对着的外套筒55壁面上开设有与外部气源相通的气孔501，便于向密封腔50中输气或者是排气。

外套筒55底端孔口处安装有珠座57，珠座57上开设有与钢珠56一一对应的珠孔，珠孔沿着圆周方向顺序间隔排列，通过珠座57的设置，实现钢珠56的稳定安装，并为钢珠56的径向移动提供导向作用；珠座57顶端伸至移动件54的锥形孔中，使得钢珠56外壁面与锥形孔内壁面接触贴合；珠座57周向配装有中间板58，中间板58与外套筒55底面紧固安装，将珠座57相对于外套筒55压紧。

本实施例中，钢珠56的直径大于嵌装处珠座57的内外壁厚，从而能够可靠保证位于珠座57外部的钢珠56外壁面与移动件54的锥形孔壁面稳定接触，位于珠座57内部的钢珠56内壁面则与拉钉4头部可靠夹持。

本实施例中，珠座57亦为轴向贯穿的筒型结构，其轴向中空部用于拉钉4的伸入。

拉钉4上部沿着周向内凹形成内缩颈部41，内缩颈部41的截面形状为与钢珠56相配的内凹结构，从而便于钢珠56从周向与内凹结构贴合相配，实现夹持，同时亦便于在锥形孔壁面脱离钢珠56后，在拉钉4自重作用下，由内凹结构向钢珠56施加径向向外移动的力，而便于拉钉4的下落脱离。

本实施例中，快换座3包括有长方体结构的座本体31，座本体31顶面中心处插装有拉钉4，拉钉4通过下方的锁紧螺钉34紧固锁止于座本体31上；座本体31底面中心处安装有对象组件2，对象组件2可以是测量机中的测头组件，亦或是夹持组件等其他需要匹配自动化换型的夹具、治具等；位于拉钉4两侧的座本体31上贯穿安装有导向销32，座本体31两端便于的中部嵌装有中接插件33，中接插件33顶面、底面上设置有供电性连接的孔或是插针。

本实用新型的使用方式为：

将气动锁紧组件5经衔接板51安装于外部手臂6的执行端，在支架1上放置安装有对象组件2的快换座3；

外部手臂6携带气动锁紧组件5移动至快换座3上方，并使得移动件54位于拉钉4的正上方，此时，移动件54相对于外套筒55位于上位，钢珠56可径向外移并脱离珠座57的内孔；

外部手臂6带动气动锁紧组件5下行，直至下方的拉钉4伸至气动锁紧组件5的预设位置，即钢珠56围设于拉钉4内缩颈部41的圆周方向上，但是并不相互接触施力；此时上接插件59与中接插件33上下插装；

外部气源经气孔501将密封腔50中抽气，密封腔50中气压下降，在弹性体53弹力和移动件54自身重力的作用下，移动件54相对于外套筒55下行，锥形孔内壁面靠近、接触并从周向施力于各个钢珠56，使得钢珠56沿着珠座57的径向向内收缩直至与拉钉4周向内缩颈部41卡装接触，从而将拉钉4夹持；

外部手臂6带动气动锁紧组件5上行，经夹持的拉钉4带动快换座3以及对象组件2上行，使其脱离支架1，完成外部手臂6执行端对象组件2的自动化夹持安装；

换型时将对象组件2卸下的过程与上述夹持安装过程相似，先由外部手臂6经气动锁紧组件5携带着快换座3、对象组件2运行至支架1上方，并下行将快换座3、对象组件2挂装于支架1上；由外部气源经气孔501向密封腔50中吹气，密封腔50中气压上升，逐步抵消并高于弹性体53弹力和移动件54自身重力，使得移动件54相对于外套筒55上移，锥形孔内壁面逐渐远离各个钢珠56，直至预设位置；外部手臂6带动气动锁紧组件5上行，拉钉4、快换座3和对象组件2在自身重力作用下保留在支架1上，即拉钉4顶部脱离钢珠56、气动锁紧组件5，从而完成外部手臂6执行端对象组件2的自动解锁。

本实用新型结构巧妙，实现了自动化的快换，尤其适用于测头的快换，方便、可靠、实用，成本低。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种自动化快换机构，其特征在于：包括支架(1)，支架(1)上支承放置有快换座(3)，快换座(3)顶面中部朝上安装有拉钉(4)，快换座(3)底面朝下安装有对象组件(2)；还包括安装于外部手臂(6)执行端端部的气动锁紧组件(5)，气动锁紧组件(5)中包括有沿同一圆周方向间隔安装的多个钢珠(56)；所述拉钉(4)顶部向上伸至气动锁紧组件(5)中多个钢珠(56)内侧，在外部气动力作用下，多个钢珠(56)径向向内移动而将拉钉(4)夹持；在外部气动力释放后，拉钉(4)在重力作用下推动钢珠(56)径向外移而松开。

2.如权利要求1所述的一种自动化快换机构，其特征在于：位于拉钉(4)外侧的快换座(3)上安装有中接插件(33)，气动锁紧组件(5)上安装有上接插件(59)；所述拉钉(4)顶端伸至气动锁紧组件(5)中并被夹持时，快换座(3)顶面与气动锁紧组件(5)底面相互贴合，上接插件(59)与中接插件(33)上下相互电性插装。

3.如权利要求2所述的一种自动化快换机构，其特征在于：所述上接插件(59)与外部手臂(6)的控制***电性连接，中接插件(33)与相应对象组件(2)中的元件电性连接，上接插件(59)与中接插件(33)的插装使得对象组件(2)的元件与外部手臂(6)的控制***电性连接。

4.如权利要求1所述的一种自动化快换机构，其特征在于：位于拉钉(4)外侧的快换座(3)上安装有中接插件(33)，支架(1)上安装有下接插件(14)；所述快换座(3)支承于支架(1)上时，中接插件(33)与下接插件(14)上下相互电性插装。

5.如权利要求1所述的一种自动化快换机构，其特征在于：上下贯穿快换座(3)对称安装有导向销(32)，气动锁紧组件(5)上开设有与导向销(32)顶端对应的对接孔(52)，支架(1)上开设有与导向销(32)底端对应的导向孔(15)。

6.如权利要求1所述的一种自动化快换机构，其特征在于：所述气动锁紧组件(5)中包括有外套筒(55)，外套筒(55)内部轴向滑动安装有移动件(54)，移动件(54)底面开设有开口朝下的锥形孔，多个钢珠(56)包容于锥形孔内侧面；所述移动件(54)圆周外壁面与外套筒(55)之间形成密封腔(50)，密封腔(50)上开设有与外部气源相通的气孔(501)；还包括弹性体(53)，密封腔(50)中气压力和弹性体(53)的弹性力共同向移动件(54)施加方向相反的力，使得移动件(54)上行或下移。

7.如权利要求6所述的一种自动化快换机构，其特征在于：所述外套筒(55)顶面固定安装有衔接板(51)，衔接板(51)一端顶面与外部手臂(6)执行端端部安装，衔接板(51)另一端底面安装外套筒(55)；所述移动件(54)顶面与衔接板(51)底面之间共同压装有弹性体(53)。

8.如权利要求6所述的一种自动化快换机构，其特征在于：所述移动件(54)包括有直径较大的大端和直径较小的小端，大端和小端上下布置并在其相接处形成外台阶；所述外套筒(55)内部设置有与大端直径相配的大孔，和与小端直径相配的小孔，大孔和小孔相接处形成内台阶；所述大端的轴向尺寸小于大孔的轴向尺寸，在外台阶与内台阶之间形成环形的空间；所述大端外壁面与大孔内壁面之间压装有上密封圈(502)，小端外壁面与小孔内壁面之间压装有下密封圈(503)，使得环形的空间构成相对密封的密封腔(50)。

9.如权利要求6所述的一种自动化快换机构，其特征在于：所述外套筒(55)底端孔口处安装有珠座(57)，珠座(57)上开设有与钢珠(56)一一对应的珠孔，珠孔沿着圆周方向顺序间隔排列；所述珠座(57)顶端伸至移动件(54)的锥形孔中，使得钢珠(56)外壁面与锥形孔内壁面接触贴合；所述珠座(57)周向配装有中间板(58)，中间板(58)与外套筒(55)底面紧固安装，将珠座(57)相对于外套筒(55)压紧。

10.如权利要求1所述的一种自动化快换机构，其特征在于：所述拉钉(4)上部沿着周向内凹形成内缩颈部(41)，内缩颈部(41)的截面形状为与钢珠(56)相配的内凹结构。

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