JP3238484U - Quick change joint device at the tip of a robot arm - Google Patents

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胡康
▲劉▼▲蘭▼▲蘭▼
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牛捷
毛盾
李江
郭昊
徐▲栗▼
李▲穩▼
肖舒文
肖▲喬▼莎
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国网湖南省▲電▼力有限公司
国网湖南省▲電▼力有限公司▲輸▼▲電▼▲検▼修分公司
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Abstract

【課題】交換過程が簡単である、ロボットアームの先端のクイック交換ジョイントデバイスを提供する。【解決手段】ツール側メスコネクタ１の上部セクションは、外接続座２に挿着して下側が規制され、外接続座の上端にトラックリング３及びコーナーフランジが接続され、コーナーフランジ４によりツール側メスコネクタへの上側規制を実現し、ロボットアームの先端に接続されるアーム側オスコネクタ５がツール側メスコネクタに挿入されると、コーナーフランジによるツール側メスコネクタへの上側規制を解除することができ、そして、アーム側オスコネクタとツール側メスコネクタを一体となるように係合し、外接続座から引き抜いて使用し、使用が終了した後、ロボットアームは逆方向に作動して操作ツールを外接続座に再び搬送して固定する。【選択図】図１A quick-change joint device for the tip of a robot arm is provided, which has a simple replacement process. An upper section of a tool-side female connector (1) is inserted into an outer connection seat (2) and its lower side is regulated, a track ring (3) and a corner flange are connected to the upper end of the outer connection seat, and the tool side is When the arm-side male connector 5 connected to the tip of the robot arm is inserted into the tool-side female connector, the upper-side restriction of the tool-side female connector by the corner flange can be released. The male connector on the arm side and the female connector on the tool side are integrally engaged with each other, pulled out from the outer connection seat, and used. It is transported again to the external connection seat and fixed. [Selection drawing] Fig. 1

Description

本考案は、送電線保守用ロボットの分野に属し、具体的には、ロボットアームの先端のクイック交換ジョイントデバイスである。 The present invention belongs to the field of robots for power line maintenance, specifically a quick change joint device for the tip of a robot arm.

ロボットは、高所での作業に応用される場合、作業対象の多様で、作業フローが複雑であるなどの状況に直面することがあり、多くのツール・機器を用いる必要がある。しかし、ロボットの先端で異なるツール・機器間の交換過程は煩雑であり、多くの時間がかかり、作業効率に非常に大きな影響を及ぼす。 When robots are applied to work in high places, they may face situations such as a variety of work targets and a complicated work flow, and it is necessary to use many tools and equipment. However, the exchange process between different tools and devices at the tip of the robot is complicated and takes a lot of time, greatly affecting work efficiency.

本考案の目的は、交換過程が簡単であるロボットアームの先端のクイック交換ジョイントデバイスを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a quick change joint device for the tip of a robot arm with a simple change process.

本考案により提供されるこのようなロボットアームの先端のクイック交換ジョイントデバイスは外接続座、ツール側メスコネクタ及びアーム側オスコネクタを含み、ツール側メスコネクタの上部セクションは、外接続座に挿着して下側が規制され、両方の挿着構造は方形外壁及び方形孔であり、下部セクションは操作ツールに接続するために用いられ、外接続座は、上端と下端が開口し、一方側が開口する方形体であり、開口側が外側に向かうようにロボットのボディに垂直に固定され、外接続座の上端の外側には、外側が方形で内側が円形であるトラックリングが固定接続され、トラックリングの内側にコーナーフランジが外嵌され、コーナーフランジは外側が円形で内側が方形であるＣ字状体であり、ツール側メスコネクタ挿着セクションの外周に対応し、コーナーフランジは、トラックリングに沿って４５度回転したり、元の位置に戻ったりすることによって、ツール側メスコネクタへの上側規制及び上側規制の解除を実現することができ、アーム側オスコネクタは、順次配置されるメスコネクタ挿着セクション、コーナーフランジ駆動セクション及びアーム接続フランジを含み、メスコネクタ挿着セクションとツール側メスコネクタの上接続セクションとの間の挿着構造は同心円孔及び円柱であり、メスコネクタ挿着セクションの底部には、ツール側メスコネクタにおける係止溝に挿脱できる方向スプリングピンが嵌着され、コーナーフランジ駆動セクションはコーナーフランジの内縁に合わせた方形セクションである。 Such a quick change joint device for the end of a robot arm provided by the present invention includes an outer connecting seat, a tool-side female connector and an arm-side male connector, and the upper section of the tool-side female connector is inserted into the outer connecting seat. Both insertion structures are square outer walls and square holes, the lower section is used to connect with the operating tool, and the outer connection seat is open at the top and bottom and one side is open. It is a rectangular body and is vertically fixed to the body of the robot so that the open side faces outward. A track ring having a rectangular outer side and a circular inner side is fixedly connected to the outer side of the upper end of the outer connection seat. A corner flange is fitted on the inside, the corner flange is a C-shaped body with a circular outside and a square inside, corresponding to the outer circumference of the tool-side female connector insertion section, and the corner flange is along the track ring By rotating 45 degrees or returning to the original position, it is possible to realize upper regulation and release of the upper regulation to the tool side female connector, and the arm side male connector is inserted into the sequentially arranged female connector. section, corner flange drive section and arm connection flange, the insertion structure between the female connector insertion section and the upper connection section of the tool-side female connector is concentric holes and cylinders, at the bottom of the female connector insertion section , a directional spring pin that can be inserted into and removed from a locking groove in the tool-side female connector is fitted, and the corner flange drive section is a square section aligned with the inner edge of the corner flange.

上記技術方案の一実施形態において、前記ツール側メスコネクタの上部セクションは中心円孔がある角柱セクションであり、下部セクションは直径が上部セクションの平面サイズより小さい円柱セクションであり、上接続セクションの底面にシールプレートがあり、下部セクションの長さは前記外接続座の高さより大きい。 In one embodiment of the above technical solution, the upper section of the tool-side female connector is a prismatic section with a central circular hole, the lower section is a cylindrical section with a diameter smaller than the plane size of the upper section, and the bottom surface of the upper connecting section There is a sealing plate in the lower section, and the length of the lower section is greater than the height of the outer connecting seat.

上記技術方案の一実施形態において、前記ツール側メスコネクタの上部セクションにおける一対の側壁に逆Ｕ字状溝が対称に設けられ、逆Ｕ字状溝の横方向の深さは側壁の厚さより小さく、側壁には、前記係止溝が逆Ｕ字状溝のノッチの中央部に対応して設けられる。 In one embodiment of the above technical solution, a pair of side walls of the upper section of the tool-side female connector are symmetrically provided with an inverted U-shaped groove, and the lateral depth of the inverted U-shaped groove is smaller than the thickness of the side wall. , the side wall is provided with the locking groove corresponding to the central portion of the notch of the inverted U-shaped groove.

上記技術方案の一実施形態において、前記外接続座の内壁に前記縦方向挿着溝に合わせた凸条があり、凸条は縦方向挿着溝にスライド可能に挿着される。 In one embodiment of the above technical solution, the inner wall of the external connection seat has a ridge aligned with the vertical insertion groove, and the ridge is slidably inserted into the vertical insertion groove.

上記技術方案の一実施形態において、前記コーナーフランジの底面には、２つの半球形の凹溝がその開口幅の中心面について対称に設けられる。 In one embodiment of the above technical solution, the bottom surface of the corner flange is provided with two hemispherical grooves symmetrical about the center plane of its opening width.

上記技術方案の一実施形態において、前記外接続座の側壁の上部における、一方の半球形の凹溝に対応する箇所に縦バネが嵌着され、縦バネの上端に鋼球が固定され、鋼球は外接続座の上端面から延び出して半球形の凹溝に嵌め込まれる。 In one embodiment of the above technical solution, a vertical spring is fitted to a portion corresponding to one hemispherical concave groove in the upper part of the side wall of the outer connection seat, a steel ball is fixed to the upper end of the vertical spring, and a steel ball is fixed to the upper end of the vertical spring. The ball extends from the upper end surface of the outer connection seat and is fitted into the hemispherical recessed groove.

上記技術方案の一実施形態において、前記アーム側オスコネクタのメスコネクタ挿着セクションは直柱セクション及びプラグセクションを含み、直柱セクションの底部セクションは中実セクションであり、上部セクションに軸方向の中心円孔があり、底部セクションの底面の外側に方向スプリングピンの嵌着溝が設けられ、プラグセクションは中実セクションであり、締め具により直柱セクションの下端に接続され、前記アーム側オスコネクタのコーナーフランジ駆動セクションはコーナーフランジの内縁の形状に合わせた角柱セクションである。 In one embodiment of the above technical solution, the female connector insertion section of the arm-side male connector includes a straight column section and a plug section, the bottom section of the straight column section is a solid section, and the upper section is axially centered. There is a circular hole, the bottom section has a directional spring pin fitting groove on the outside of the bottom surface, the plug section is a solid section, and is connected to the lower end of the straight column section by a fastener, and the arm side male connector The corner flange drive section is a prismatic section that conforms to the inner edge of the corner flange.

上記技術方案の一実施形態において、前記方向スプリングピンは一対の水平のＴ字状ピン及びスプリングを含み、２つのＴ字状ピンはエンドプレートが対向するように配置され、スプリングは２つのエンドプレートの間に接続され、Ｔ字状ピンの先端には、その前記ツール側メスコネクタの係止溝に対する出入りを容易にするガイド面が設けられている。 In one embodiment of the above technical solution, the directional spring pin comprises a pair of horizontal T-shaped pins and a spring, the two T-shaped pins are arranged so that the end plates face each other, and the spring is the two end plates. The tip of the T-shaped pin is provided with a guide surface that facilitates entry into and exit from the locking groove of the tool-side female connector.

上記技術方案の一実施形態において、前記ツール側メスコネクタにおける、係止溝が開設されている側壁は前記トラックリングの開口の両側に対応する。 In one embodiment of the above technical solution, the side walls of the tool-side female connector with locking grooves correspond to both sides of the opening of the track ring.

本考案により提供される、ロボットが上記ジョイントデバイスにより操作ツールを迅速に交換するこの方法は、以下の工程を含む。
（１）アーム側オスコネクタを締め具によりロボットアームの先端に固定する。
（２）メカニカルアームは、アーム側オスコネクタをロボットのボディに固定されている所定の外接続座の上方まで移動させるように作動する。
（３）メカニカルアームは、アーム側オスコネクタをツール側メスコネクタに挿入するように作動し、アーム側オスコネクタの角柱セクションの底部がコーナーフランジの内側に入り込むと、メカニカルアームは４５度回転することにより、コーナーフランジを４５度回転させ、ツール側メスコネクタへの上側規制を解除する。
（４）メカニカルアームは、アーム側オスコネクタを、それにおける方向スプリングピンがツール側メスコネクタにおける係止溝に挿入されるまで、ツール側メスコネクタに挿入し続けるように作動する。
（５）メカニカルアームは、ツール側メスコネクタの挿着セクションが外接続座から離れるまで、アーム側オスコネクタがツール側メスコネクタを外接続座から上へ引き抜くように作動する。
（６）メカニカルアームは、ツール側メスコネクタを外接続座の開口側から水平に引き抜くように作動し、操作ツールの交換が終了し、メカニカルアームは、操作ツールにより所定の作業を行うことができる。
（７）操作ツールの使用が終了した後、上記工程を参照して逆方向に操作し、ツール側メスコネクタを外接続座により再び固定する。 The method provided by the present invention for a robot to quickly change operating tools with the above joint device includes the following steps.
(1) Fix the arm-side male connector to the tip of the robot arm with a fastener.
(2) The mechanical arm operates to move the arm-side male connector above a predetermined external connection seat fixed to the body of the robot.
(3) The mechanical arm operates to insert the arm-side male connector into the tool-side female connector, and when the bottom of the prismatic section of the arm-side male connector enters the inside of the corner flange, the mechanical arm rotates 45 degrees. rotates the corner flange by 45 degrees to release the upper restriction to the tool-side female connector.
(4) The mechanical arm operates to keep inserting the arm-side male connector into the tool-side female connector until the directional spring pin therein is inserted into the locking groove in the tool-side female connector.
(5) The mechanical arm operates such that the arm-side male connector pulls the tool-side female connector upward from the outer connection seat until the insertion section of the tool-side female connector separates from the outer connection seat.
(6) The mechanical arm operates to horizontally pull out the tool-side female connector from the opening side of the external connection seat, the replacement of the operation tool is completed, and the mechanical arm can perform a predetermined work with the operation tool. .
(7) After the use of the operating tool is finished, the above steps are reversed to fix the tool-side female connector again by the external connection seat.

本考案において、操作ツールをツール側メスコネクタの下部セクションに接続し、ツール側メスコネクタの上部セクションは、外接続座に挿着して下側が規制され、外接続座の上端にトラックリング及びコーナーフランジが接続され、コーナーフランジによりツール側メスコネクタへの上側規制を実現し、ロボットアームの先端に接続されるアーム側オスコネクタがツール側メスコネクタに挿入されると、コーナーフランジによるツール側メスコネクタへの上側規制を解除することができ、そして、アーム側オスコネクタとツール側メスコネクタを一体となるように係合し、外接続座から引き抜いて使用し、使用が終了した後、ロボットアームは逆方向に作動して操作ツールを外接続座に再び搬送して固定する。操作ツールの交換過程全体は自動的に実現され、再現性及び信頼性を有し、ロボットの本体に複数の外接続座が固定されるだけで、ロボットアームは、異なる操作ツールを自動で迅速に交換して異なるタイプの作業を行うことができ、一つのロボットが複数の用途に供されるので、特に送電線の自動巡回検査に適用し、巡回検査時に異なる問題に対して対応する操作ツールを選択して処理することができる。 In the present invention, the operating tool is connected to the lower section of the tool-side female connector, the upper section of the tool-side female connector is inserted into the outer connecting seat and the lower side is regulated, and the upper end of the outer connecting seat is provided with a track ring and a corner. When the flange is connected and the upper side of the tool-side female connector is regulated by the corner flange, the arm-side male connector connected to the tip of the robot arm is inserted into the tool-side female connector. Then, the arm-side male connector and the tool-side female connector are engaged so as to be integrated, pulled out from the outer connection seat for use, and after use is completed, the robot arm is Operate in the opposite direction to transport and fix the operating tool to the external connection seat again. The entire exchange process of operating tools is realized automatically, with reproducibility and reliability. Only a plurality of external connection seats are fixed on the body of the robot, and the robot arm can automatically and quickly replace different operating tools. It can be exchanged to perform different types of work, and one robot can be used for multiple purposes, so it is particularly applicable to automatic patrol inspection of power lines, and provides corresponding operation tools for different problems during patrol inspection. can be selected and processed.

本考案の一実施例の軸側構造模式図である。1 is a structural schematic diagram of a shaft side according to an embodiment of the present invention; FIG. 図１におけるツール側メスコネクタの拡大構造模式図である。FIG. 2 is an enlarged structural schematic view of a tool-side female connector in FIG. 1; 図１における外接続座の拡大構造模式図である。FIG. 2 is an enlarged structural schematic view of an external connection seat in FIG. 1; 図１におけるトラックリングの拡大構造模式図である。FIG. 2 is an enlarged structural schematic view of a track ring in FIG. 1; 図１におけるコーナーフランジの平面拡大構造模式図である。FIG. 2 is an enlarged plan structural schematic diagram of a corner flange in FIG. 1 ; 図１におけるコーナーフランジの底面拡大構造模式図である。FIG. 2 is an enlarged structural schematic diagram of the bottom surface of the corner flange in FIG. 1 ; 図１におけるアーム側オスコネクタの拡大構造模式図である。FIG. 2 is an enlarged structural schematic diagram of an arm-side male connector in FIG. 1 ; 図７におけるプラグセクション及びスプリングピンを除去した後の拡大構造模式図である。FIG. 8 is an enlarged structural schematic view after removing the plug section and the spring pin in FIG. 7;

図１に示すように、本実施例に開示されているこのようなロボットアームの先端のクイック交換ジョイントデバイスは、ツール側メスコネクタ１、外接続座２、トラックリング３、コーナーフランジ４及びアーム側オスコネクタ５を含む。 As shown in FIG. 1, such a quick change joint device for the tip of a robot arm disclosed in this embodiment comprises a tool side female connector 1, an outer connection seat 2, a track ring 3, a corner flange 4 and an arm side A male connector 5 is included.

図１及び図２から見えるように、ツール側メスコネクタ１は円柱セクション及びその上端の角柱セクションを含み、円柱セクションの直径は角柱セクションの平面サイズより小さい。円柱セクションに中心円孔があり、角柱セクションに中心円孔があり、底面にシールプレートがある。 As can be seen from FIGS. 1 and 2, the tool-side female connector 1 includes a cylindrical section and a prismatic section at its upper end, and the diameter of the cylindrical section is smaller than the planar size of the prismatic section. The cylindrical section has a central circular hole, the prismatic section has a central circular hole, and the bottom has a sealing plate.

角柱セクションの一対の側壁に縦方向スライド溝１１が対称に設けられ、縦方向スライド溝の横方向の深さは側壁の厚さより小さく、側壁には、方形孔１２がアーム側オスコネクタに接続される係止溝として、縦方向スライド溝のノッチの中央部に対応して設けられる。 Vertical slide grooves 11 are provided symmetrically on a pair of side walls of the prismatic section, the depth in the horizontal direction of the vertical slide grooves is smaller than the thickness of the side walls, and square holes 12 are connected to the arm-side male connectors in the side walls. As a locking groove, it is provided corresponding to the central portion of the notch of the longitudinal slide groove.

角柱セクションの中心円孔の上端は外口がラッパ口であり、ガイドセクションとする。 The upper end of the central circular hole of the prismatic section has a trumpet-shaped outer opening, which serves as a guide section.

図１及び図３から見えるように、外接続座２は、上端と下端が開口し、一方側が開口する方形体であり、その内壁が上から下へと方形をなし、内壁の底部にパレット２１が水平に延出して形成され、パレットの中央は円弧状凹溝であり、内壁の一対の側壁には、ツール側メスコネクタ１における縦方向スライド溝に合わせた凸条２２が対称に設けられる。 As can be seen from FIGS. 1 and 3, the external connection seat 2 is a rectangular body with open top and bottom ends and one open side. extends horizontally, the center of the pallet is an arcuate groove, and a pair of side walls of the inner wall are symmetrically provided with ridges 22 that match the vertical slide grooves of the tool-side female connector 1 .

図１～図３から見えるように、ツール側メスコネクタ１を外接続座２に組み立てる時、ツール側メスコネクタの円柱セクションを上から下へ外接続座に挿入し、角柱セクションは外接続座に位置するようになり、パレット２１により下側が規制され、角柱セクションの縦方向スライド溝と外接続座における凸条とはスライド可能に組み立てられる。 As can be seen from FIGS. 1 to 3, when assembling the tool-side female connector 1 to the outer connection seat 2, the cylindrical section of the tool-side female connector is inserted into the outer connection seat from top to bottom, and the prism section is inserted into the outer connection seat. The lower side is regulated by the pallet 21, and the longitudinal slide groove of the prismatic section and the ridge on the outer connection seat are slidably assembled.

外接続座２における、ツール側メスコネクタ１への上側規制を実現するために、図１に示すように、外接続座の上端にトラックリング３及びコーナーフランジ４が接続される。 As shown in FIG. 1, a track ring 3 and a corner flange 4 are connected to the upper end of the outer connection seat 2 in order to restrict the upper side of the outer connection seat 2 to the tool-side female connector 1 .

図１及び図４から見えるように、トラックリング３は、外側が方形で内側が円形であるリングプレートの形状をなし、その幅が外接続座の肉厚より小さく、その底面の内側に円弧状の上凹溝が設けられている。 As can be seen from FIGS. 1 and 4, the track ring 3 has the shape of a ring plate with a rectangular outer side and a circular inner side, the width of which is smaller than the thickness of the outer connection seat, and the inner side of the bottom surface of which has an arc shape. is provided with an upper concave groove.

トラックリング３は、ボルトにより外接続座２の上端外側に固定される。 The track ring 3 is fixed to the outside of the upper end of the outer connection seat 2 with bolts.

図１、図４～図６から見えるように、コーナーフランジ４は、外側が円形で内側が方形であるＣ字状プレートであり、その頂面外側に下凹溝がある。 As can be seen from FIGS. 1 and 4-6, the corner flange 4 is a C-shaped plate, circular on the outside and square on the inside, with a recessed groove on the outside of its top surface.

コーナーフランジ４は、ツール側メスコネクタ１を外接続座２に組み立てた後にその上側を規制し、アーム側オスコネクタ５をツール側メスコネクタ１に挿着して組み立てる時にツール側メスコネクタへの上側規制を解除するように機能する。 The corner flange 4 regulates the upper side of the tool-side female connector 1 after the tool-side female connector 1 is assembled to the outer connection seat 2, and when the arm-side male connector 5 is inserted and assembled into the tool-side female connector 1, the upper side of the tool-side female connector is regulated. It works to lift restrictions.

そのため、コーナーフランジ４は、ツール側メスコネクタ１の上側を規制する時、４５度回転して位置決めできるようになり、アーム側オスコネクタ５をツール側メスコネクタ１に挿入する時、アーム側オスコネクタとともに逆方向に４５度回転し、ツール側メスコネクタの角柱セクションと同一方向に維持し、ツール側メスコネクタへの上側規制を解除できる必要がある。 Therefore, when the upper side of the tool-side female connector 1 is regulated, the corner flange 4 can be rotated 45 degrees for positioning. It must be able to rotate 45 degrees in the opposite direction with the tool-side female connector and maintain the same orientation as the prismatic section of the tool-side female connector to release the upper restraint to the tool-side female connector.

上記コーナーフランジ４の上記機能を実現するために、図５に示すように、コーナーフランジのノッチ幅方向の中心面の両側に半球形の凹溝４１が対称に設けられる。外接続座の開口側の対向側における、一方の半球形の凹溝に対応する箇所に縦バネが嵌着され、縦方向の上端に鋼球が固定されるが、図３には、縦バネの嵌着孔２３のみが示されている。 In order to realize the above function of the corner flange 4, as shown in FIG. 5, hemispherical concave grooves 41 are symmetrically provided on both sides of the central plane of the corner flange in the notch width direction. A vertical spring is fitted in a portion corresponding to one of the hemispherical grooves on the side opposite to the opening side of the outer connection seat, and a steel ball is fixed to the upper end in the vertical direction. Only the fitting holes 23 of are shown.

コーナーフランジ４がトラックリング３及び外接続座２に組み立てられるように組み立てられる時、コーナーフランジ４は、下凹溝の側壁がトラックリング３の内縁に嵌められ、下凹溝の外側の弧形凸条４２がトラックリングの上凹溝に挿入されるように組み立てられることにより、コーナーフランジ４はトラックリング３に沿って回転することができ、縦バネの上端の鋼球がその直上のコーナーフランジにおける半球形の凹溝に嵌め込まれ、この時、コーナーフランジの内側はツール側メスコネクタの角柱セクションと同一方向であり、そして、コーナーフランジを４５度回転させ、縦バネの上端の鋼球をコーナーフランジの底面における他方の半球形の凹溝に嵌め込んで位置決めする。これまで、コーナーフランジ４はツール側メスコネクタ１の上端面を止め、ツール側メスコネクタ１の上側を規制する。 When the corner flange 4 is assembled to the track ring 3 and the outer connecting seat 2 , the corner flange 4 has the side wall of the lower groove fitted to the inner edge of the track ring 3 and the outer arcuate protrusion of the lower groove. The corner flange 4 can be rotated along the track ring 3 by assembling the ridges 42 to be inserted into the upper recessed grooves of the track ring, and the steel ball at the upper end of the longitudinal spring is inserted into the corner flange just above it. Fitted into the hemispherical recessed groove, at this time, the inside of the corner flange is in the same direction as the prismatic section of the tool-side female connector, and the corner flange is rotated 45 degrees, and the steel ball on the upper end of the vertical spring is inserted into the corner flange It is positioned by fitting into the other hemispherical groove on the bottom surface of the . So far, the corner flange 4 stops the upper end surface of the tool-side female connector 1 and regulates the upper side of the tool-side female connector 1 .

ツール側メスコネクタ１が外接続座２に組み立てられ、その上側及び下側が規制された後、ツール側メスコネクタ１の円柱セクションは操作ツールに接続され、外接続座２は、開口側が外側に向かうようにロボットのボディに垂直に固定され、それにより、ロボットアームは、アーム側オスコネクタ５に接続して操作ツールを使用することができる。 After the tool-side female connector 1 is assembled to the outer connection seat 2 and its upper and lower sides are regulated, the cylindrical section of the tool-side female connector 1 is connected to the operating tool, and the outer connection seat 2 has its open side facing outward. , so that the robot arm can connect to the arm-side male connector 5 to use the manipulation tool.

ツール側メスコネクタを外接続座から引き抜く時における操作ツールと外接続座との干渉を回避するために、ツール側メスコネクタの円柱セクションの長さを外接続座の高さより大きくする必要がある。 In order to avoid interference between the operating tool and the external connection seat when the tool-side female connector is pulled out from the external connection seat, the length of the cylindrical section of the tool-side female connector must be greater than the height of the external connection seat.

図１、図７及び図８から見えるように、アーム側オスコネクタ５は、順次配置されるメスコネクタ挿着セクション、コーナーフランジ駆動セクション及びアーム接続フランジを含む。 As can be seen from FIGS. 1, 7 and 8, the arm-side male connector 5 includes a female connector receiving section, a corner flange driving section and an arm connecting flange arranged in sequence.

メスコネクタ挿着セクションは直柱セクション及びプラグセクションを含み、直柱セクションの底部セクションは中実セクションであり、上部セクションに軸方向の中心円孔があり、底部セクションの底面の外側に方向スプリングピンの嵌着溝が設けられ、プラグセクションは中実セクションであり、方向スプリングピンが組み立てられた後、プラグセクションはボルトにより直柱セクションの下端に接続される。 The female connector insertion section includes a straight column section and a plug section, the bottom section of the straight column section is a solid section, the top section has an axial central circular hole, and the bottom section has a directional spring pin outside the bottom surface are provided, the plug section is a solid section, and after the directional spring pin is assembled, the plug section is connected to the lower end of the straight column section by a bolt.

コーナーフランジ駆動セクションはコーナーフランジの内縁の形状に合わせた角柱セクションであり、角柱セクションの長さはコーナーフランジの厚さより大きい。 The corner flange driving section is a prismatic section adapted to the shape of the inner edge of the corner flange, and the length of the prismatic section is greater than the thickness of the corner flange.

方向スプリングピンは一対の水平のＴ字状ピン５１及びスプリングを含み、２つのＴ字状ピンはエンドプレートが対向するように配置され、スプリングは２つのエンドプレートの間に接続される。図７に示すように、Ｔ字状ピンの先端には、そのツール側メスコネクタの係止溝に対する出入りを容易にするガイド面が設けられている。 The directional spring pin includes a pair of horizontal T-shaped pins 51 and a spring, the two T-shaped pins being arranged so that the end plates face each other, and the spring being connected between the two end plates. As shown in FIG. 7, the tip of the T-shaped pin is provided with a guide surface that facilitates entry into and exit from the locking groove of the tool-side female connector.

アーム側オスコネクタ５とツール側メスコネクタ１とは、組み立てられる時、Ｔ字状ピンを係止溝に挿入することにより接続する。 The arm-side male connector 5 and the tool-side female connector 1 are connected by inserting the T-shaped pin into the locking groove when assembled.

ロボットアームの先端がボルトによりアーム側オスコネクタ５に接続された後、外接続座２からツール側メスコネクタ１及びそれに接続されている操作ツールを取り外す過程は、具体的に、以下のとおりである。 After the tip of the robot arm is connected to the arm-side male connector 5 with a bolt, the process of removing the tool-side female connector 1 and the operation tool connected thereto from the external connection seat 2 is specifically as follows. .

メカニカルアームは、アーム側オスコネクタ５をロボットのボディに固定されている所定の外接続座２の上方まで移動させるように作動する。 The mechanical arm operates to move the arm-side male connector 5 above a predetermined external connection seat 2 fixed to the body of the robot.

メカニカルアームは、アーム側オスコネクタ５をツール側メスコネクタ１に挿入するように作動し、アーム側オスコネクタの角柱セクションの底部がコーナーフランジ４の内側に入り込むと、メカニカルアームは４５度回転することにより、コーナーフランジを４５度回転させ、ツール側メスコネクタ１への上側規制を解除し、ツール側メスコネクタ１の角柱セクションと同一方向の位置に戻る。 The mechanical arm operates to insert the arm-side male connector 5 into the tool-side female connector 1, and when the bottom of the prismatic section of the arm-side male connector enters the inside of the corner flange 4, the mechanical arm rotates 45 degrees. , the corner flange is rotated by 45 degrees to release the upper restriction on the tool-side female connector 1 and return to the position in the same direction as the prismatic section of the tool-side female connector 1 .

メカニカルアームは、アーム側オスコネクタ５を、それにおける方向スプリングピンがツール側メスコネクタにおける係止溝に挿入されるまで、ツール側メスコネクタ１に挿入し続けるように作動する。 The mechanical arm operates to keep inserting the arm-side male connector 5 into the tool-side female connector 1 until the directional spring pin therein is inserted into the locking groove in the tool-side female connector.

（５）メカニカルアームは、ツール側メスコネクタ１の角柱セクションが外接続座２から離れるまで、アーム側オスコネクタ５がツール側メスコネクタ１を外接続座２から上へ引き抜くように作動する。 (5) The mechanical arm operates such that the arm-side male connector 5 pulls the tool-side female connector 1 upward from the external connection seat 2 until the prismatic section of the tool-side female connector 1 separates from the external connection seat 2 .

（６）メカニカルアームは、ツール側メスコネクタ１を外接続座２の開口側から水平に引き抜くように作動し、操作ツールの交換が終了し、メカニカルアームは、操作ツールにより所定の作業を行うことができる。 (6) The mechanical arm operates to horizontally pull out the tool-side female connector 1 from the opening side of the external connection seat 2, and the replacement of the operation tool is completed. can be done.

（７）操作ツールの使用が終了した後、上記工程を参照して逆方向に操作し、ツール側メスコネクタを外接続座により再び固定する。 (7) After the use of the operating tool is finished, the above steps are reversed to fix the tool-side female connector again by the external connection seat.

Claims (9)

ロボットアームの先端のクイック交換ジョイントデバイスであって、
前記デバイスは外接続座、ツール側メスコネクタ及びアーム側オスコネクタを含み、
ツール側メスコネクタの上部セクションは、外接続座に挿着して下側が規制され、両方の挿着構造は方形外壁及び方形孔であり、下部セクションは操作ツールに接続するために用いられ、外接続座は、上端と下端が開口し、一方側が開口する方形体であり、開口側が外側に向かうようにロボットのボディに垂直に固定され、
外接続座の上端の外側には、外側が方形で内側が円形であるトラックリングが固定接続され、トラックリングの内側にコーナーフランジが外嵌され、コーナーフランジは外側が円形で内側が方形であるＣ字状体であり、ツール側メスコネクタ挿着セクションの外周に対応し、コーナーフランジは、トラックリングに沿って４５度回転したり、元の位置に戻ったりすることによって、ツール側メスコネクタへの上側規制及び上側規制の解除を実現することができ、
アーム側オスコネクタは、順次配置されるメスコネクタ挿着セクション、コーナーフランジ駆動セクション及びアーム接続フランジを含み、メスコネクタ挿着セクションとツール側メスコネクタの上接続セクションとの間の挿着構造は同心円孔及び円柱であり、メスコネクタ挿着セクションの底部には、ツール側メスコネクタにおける係止溝に挿脱できる方向スプリングピンが嵌着され、コーナーフランジ駆動セクションはコーナーフランジの内縁に合わせた方形セクションである、ことを特徴とするロボットアームの先端のクイック交換ジョイントデバイス。 A quick change joint device for the tip of a robot arm, comprising:
The device includes an outer connection seat, a tool-side female connector and an arm-side male connector,
The upper section of the tool-side female connector is inserted into the outer connection seat and the lower side is regulated, both insertion structures are rectangular outer walls and rectangular holes, the lower section is used to connect to the operating tool, and the outer The connection seat is a rectangular body with an open top and bottom and one open side, and is fixed vertically to the body of the robot so that the open side faces outward.
A track ring with a square outside and a circular inside is fixedly connected to the outside of the upper end of the outer connection seat, and a corner flange is fitted on the inside of the track ring, and the corner flange has a round outside and a square inside. It is a C-shaped body, corresponding to the outer circumference of the tool-side female connector insertion section, and the corner flange is rotated 45 degrees along the track ring and returned to its original position to allow it to be attached to the tool-side female connector. It is possible to realize the upper regulation and the cancellation of the upper regulation of
The arm-side male connector includes a female connector-insertion section, a corner flange driving section and an arm connection flange arranged in sequence, and the insertion structure between the female connector-insertion section and the upper connection section of the tool-side female connector is concentric The bottom of the female connector insertion section is fitted with a directional spring pin that can be inserted into and removed from the locking groove in the tool side female connector, and the corner flange drive section is a square section aligned with the inner edge of the corner flange. A quick exchange joint device for a tip of a robot arm, characterized in that: 前記ツール側メスコネクタの上部セクションは中心円孔がある角柱セクションであり、下部セクションは直径が上部セクションの平面サイズより小さい円柱セクションであり、上接続セクションの底面にシールプレートがあり、下部セクションの長さは前記外接続座の高さより大きい、ことを特徴とする請求項１に記載のロボットアームの先端のクイック交換ジョイントデバイス。 The upper section of the tool-side female connector is a prismatic section with a central circular hole, the lower section is a cylindrical section with a diameter smaller than the planar size of the upper section, the bottom of the upper connecting section has a sealing plate, and the lower section The quick change joint device for the tip of a robot arm according to claim 1, characterized in that the length is greater than the height of the outer connecting seat. 前記ツール側メスコネクタの上部セクションにおける一対の側壁に逆Ｕ字状溝が対称に設けられ、逆Ｕ字状溝の横方向の深さは側壁の厚さより小さく、側壁には、前記係止溝が逆Ｕ字状溝のノッチの中央部に対応して設けられる、ことを特徴とする請求項２に記載のロボットアームの先端のクイック交換ジョイントデバイス。 A pair of side walls in the upper section of the tool-side female connector is symmetrically provided with an inverted U-shaped groove, the lateral depth of the inverted U-shaped groove is smaller than the thickness of the side wall, and the side wall has the locking groove The quick change joint device for the tip of the robot arm according to claim 2, characterized in that is provided corresponding to the central part of the notch of the inverted U-shaped groove. 前記外接続座の内壁に前記縦方向挿着溝に合わせた凸条があり、凸条は縦方向挿着溝にスライド可能に挿着される、ことを特徴とする請求項３に記載のロボットアームの先端のクイック交換ジョイントデバイス。 4. The robot according to claim 3, wherein the inner wall of the outer connection seat has a ridge aligned with the longitudinal insertion groove, and the ridge is slidably inserted into the longitudinal insertion groove. Quick-change joint device at the tip of the arm. 前記コーナーフランジの底面には、２つの半球形の凹溝がその開口幅の中心面について対称に設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のロボットアームの先端のクイック交換ジョイントデバイス。 The quick change joint device for the tip of a robot arm according to claim 1, characterized in that the bottom surface of the corner flange is provided with two hemispherical grooves symmetrically about the center plane of its opening width. 前記外接続座の側壁の上部における、一方の半球形の凹溝に対応する箇所に縦バネが嵌着され、縦バネの上端に鋼球が固定され、鋼球は外接続座の上端面から延び出して半球形の凹溝に嵌め込まれる、ことを特徴とする請求項５に記載のロボットアームの先端のクイック交換ジョイントデバイス。 A vertical spring is fitted in the upper portion of the side wall of the outer connecting seat, corresponding to one of the hemispherical concave grooves. The quick change joint device for the tip of the robot arm according to claim 5, characterized in that it extends out and fits into the hemispherical groove. 前記アーム側オスコネクタのメスコネクタ挿着セクションは直柱セクション及びプラグセクションを含み、直柱セクションの底部セクションは中実セクションであり、上部セクションに軸方向の中心円孔があり、底部セクションの底面の外側に方向スプリングピンの嵌着溝が設けられ、プラグセクションは中実セクションであり、締め具により直柱セクションの下端に接続され、前記アーム側オスコネクタのコーナーフランジ駆動セクションはコーナーフランジの内縁の形状に合わせた角柱セクションである、ことを特徴とする請求項１に記載のロボットアームの先端のクイック交換ジョイントデバイス。 The female connector insertion section of the arm-side male connector includes a straight column section and a plug section, the bottom section of the straight column section is a solid section, the top section has an axial central circular hole, and the bottom surface of the bottom section The plug section is a solid section and is connected to the lower end of the straight column section by a fastener, and the corner flange driving section of the arm-side male connector is the inner edge of the corner flange. The quick change joint device for the tip of a robot arm according to claim 1, characterized in that it is a prismatic section adapted to the shape of a. 前記方向スプリングピンは一対の水平のＴ字状ピン及びスプリングを含み、２つのＴ字状ピンはエンドプレートが対向するように配置され、スプリングは２つのエンドプレートの間に接続され、Ｔ字状ピンの先端には、その前記ツール側メスコネクタの係止溝に対する出入りを容易にするガイド面が設けられている、ことを特徴とする請求項７に記載のロボットアームの先端のクイック交換ジョイントデバイス。 Said directional spring pin comprises a pair of horizontal T-shaped pins and a spring, two T-shaped pins are arranged with end plates facing each other, a spring is connected between the two end plates and is T-shaped 8. The quick change joint device for the tip of a robot arm according to claim 7, wherein the tip of the pin is provided with a guide surface that facilitates entry into and exit from the locking groove of the tool-side female connector. . 前記ツール側メスコネクタにおける、係止溝が開設されている側壁は前記トラックリングの開口の両側に対応する、ことを特徴とする請求項１に記載のロボットアームの先端のクイック交換ジョイントデバイス。 2. The quick-change joint device for the distal end of a robot arm according to claim 1, wherein the side walls of said tool-side female connector on which locking grooves are formed correspond to both sides of said opening of said track ring.
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