[發明專利]一種用于工業機器人末端的柔性執行器機構

在審

• 申請號: 201710919307.5
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107639242A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 吳建;夏琴香;王孟飛
• 申請（專利權）人: 廣州藍圣智能科技有限公司
• 主分類號: B23B19/02
• 分類號: B23B19/02;B25J15/00;B25J11/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司44205
• 代理人: 胡輝,黃國亮

技術領域

本發明涉及生產自動化研究領域中的一種柔性執行器機構，特別是一種用于工業機器人末端的柔性執行器機構。

背景技術

機器人(Robot)是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類工作的工作，例如生產業、建筑業，或是危險的工作。

汽車零部件中有不少零件是金屬件和非金屬件，部分零件在加工過程中存在毛刺，而現有技術中一般是采用人工去除，零件加工質量不穩定，工作環境對人危害大；利用剛性刀具直接對零件進行加工，容易導致刀具的破壞和零件的報廢。

隨著機器人越來越普及，在汽車零部件行業也大規模地使用機器人。然而，去除毛刺的工序中，對機器人的精度較高，導致機器人的成本高昂。因此，需要一些柔性執行器機構，以便于降低機器人的精度，降低機器人的成本。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種用于工業機器人末端的柔性執行器機構，其具有軸向和周向的浮動功能，安裝在機器人末端，在零件定位精度較差的情況下仍能達到較好的加工質量，利用機器人快速性和高精度性能夠實現零件的高質、快速生產。

本發明解決其技術問題的解決方案是：一種用于工業機器人末端的柔性執行器機構，包括外罩以及主軸，所述外罩內部依次安裝有缸體和空氣彈墊，所述主軸穿過缸體和空氣彈墊后主軸的兩端位于外罩外側，主軸和缸體之間通過輔助結構固定，所述缸體的外圓表面和外罩的內表面之間設置密封圈，所述空氣彈墊內部通過空氣通道與外罩上的氣管接頭連通。

作為上述技術方案的進一步改進，所述輔助結構的外側布置有前蓋板，所述空氣彈墊的外側布置有導向板，所述前蓋板和導向板之間形成用于限制輔助結構、主軸以及空氣彈墊沿軸向方向往復移動的限位空間。

作為上述技術方案的進一步改進，所述空氣彈墊中靠近導向板的一端布置有支柱銷，所述外罩上布置有與支柱銷相匹配的導向槽。

作為上述技術方案的進一步改進，所述導向板外側依次布置有安裝板、后蓋板和后罩，所述前蓋板外側布置有前罩。

作為上述技術方案的進一步改進，所述輔助結構包括套裝在主軸上的免鍵軸襯以及位于免鍵軸襯和缸體之間的關節軸承。

作為上述技術方案的進一步改進，所述免鍵軸襯包括軸襯內圈和軸襯外圈，所述軸襯內圈和軸襯外圈通過楔形面配合，所述關節軸承包括圓柱銷、套裝在軸襯外圈的關節內圈以及套裝在關節內圈外的關節外圈，所述圓柱銷的一端固定在關節內圈的安裝孔內，圓柱銷的另一端穿過關節外圈的定位孔。

作為上述技術方案的進一步改進，所述軸襯內圈中與軸襯外圈匹配的一端通過間隙分成若干個夾緊爪，軸襯內圈的另一端布置有限位螺栓，所述限位螺栓的一端穿過軸襯內圈的安裝塊后朝向軸襯外圈的端面。

作為上述技術方案的進一步改進，所述空氣彈墊包括兩個橡膠墊環、兩個橡膠固定板、兩個橡膠圈、與主軸接觸的內環以及與外罩接觸的外環，橡膠圈的一端嵌在橡膠墊環和外環之間，橡膠圈的另一端插入到相應的橡膠固定板和內環之間的縫隙后固定，兩個橡膠圈、內環和外環之間形成氣腔，所述氣腔通過空氣通道與外罩上的氣管接頭連通。

作為上述技術方案的進一步改進，所述空氣通道包括第一通道、第二通道和第三通道，所述第一通道布置在外罩內，第一通道的一端通過塞頭封堵，所述第二通道布置在缸體中，所述第三通道貫穿在橡膠圈、橡膠墊環和外環，所述缸體和橡膠圈貼合后第二通道和第三通道連通。

本發明的有益效果是：本發明通過設置缸體和具有彈性形變的空氣彈墊，當主軸收到軸向或者軸向力時，缸體能帶著主軸往空氣彈墊方向移動，通過氣管接頭和空氣通道往空氣彈墊內部通入空氣后，使得空氣彈墊中的橡膠圈發生變形，當外力變化時，橡膠圈的變形量也隨之改變，外力消失時，橡膠圈變形消失，恢復原始狀態；通過調整輸入的壓縮氣體的壓強，可以改變發生擺動或軸向浮動時主軸所受外界力的大小，實現對不同材料的零件加工；本發明夠實現主軸在360°周向±5°角的浮動和軸向9mm的浮動，使得本發明能夠適用廣泛的加工工藝。另外，本發明通過輔助結構實現電主軸的夾緊和周向擺動而限制電動主軸的周向轉動。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本發明的一部分實施例，而不是全部實施例，本領域的技術人員在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他設計方案和附圖。

圖1是本發明的結構示意圖；