[實用新型]一種主動柔性力控制設備

有效

• 申請號: 201720594244.6
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN206863600U
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 李凱格;蔡奕松;周雪峰;程韜波
• 申請（專利權）人: 廣東省智能制造研究所
• 主分類號: G05D17/02
• 分類號: G05D17/02
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司44001
• 代理人: 黃培智

技術領域

本實用新型涉及工業設備技術領域，尤其涉及一種主動柔性力控制設備。

背景技術

主動柔性力控制是指在機構運動過程中還能夠同時控制運動構件輸出力的大小。在自動化及機器人應用領域中，主動力控制技術是眾多應用場景中需要用到的關鍵技術之一，例如自動化拋光，自動化磨削及自動化裝配等應用。在這類應用中現有解決方案大部分是利用氣缸作為驅動，通過控制內部壓力實現輸出力控制，在機器人技術應用中的另一種解決方案是采用六軸通用機器人其末端安裝力傳感器，根據力反饋來控制各關節電機輸出力矩大小，進而控制末端接觸力的大小。市面上大部分采用的力控制技術為被動式力控制，只能實現單一環境下的力控制，不具有通用性和智能性。

采用氣缸作為驅動的方式成本較低，在低速應用中對力控制要求不高的條件下非常合適，缺點是采用氣動驅動，輸出力會有比較長的滯后，無法適用于相對高速的環境下。采用六軸通用機器人時根據末端力傳感器的力反饋來控制各關節電機力矩輸出，準確性和速度良好，缺點是成本非常高，試用于高端自動化裝備，對于低端自動化應用成本太高。

其次，現有設備還存在以下問題：1)現有設備的力控制不具備通用性；2)對于力控制末端的自重影響沒有消除；3)由于末端自重影響只能實現固定方向的力控制(采用力傳感器的六軸機器人除外)。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種主動柔性力控制設備。

本實用新型是通過以下技術方案來實現的：一種主動柔性力控制設備，其包括力控本體，所述力控本體包括上蓋、防護罩和底板，防護罩環繞底板周邊設置，并且上蓋封合防護罩的上側面，底板封合防護罩的下側面；所述力控本體內設置有固定機構、中間運動連接機構和運動平臺機構；所述中間運動連 接機構設置在所述固定機構上并沿其滑動，所述運動平臺機構設置在所述上蓋的下側面且所述運動平臺機構可沿所述固定機構滑動；所述上蓋開設有螺紋孔，待控制的力控對象通過所述螺紋孔安裝在所述力控本體上；所述力控本體還設有用于檢測運動平臺機構位置變化的直線光柵傳感器。

防護罩用于保護本主動柔性力控制設備；運動平臺與上蓋配合，從而將待控制的力控對象安裝好并進行柔性力控制的檢測；直線光柵傳感器可檢測運動平臺機構位置變化，從而確認待控制的力控對象的表征力的大小。

所述固定機構包括第一直線導軌、第二直線導軌、伺服電機、絲桿模組、同步帶、第一同步輪、第二同步輪和安裝板，所述第一直線導軌、第二直線導軌、伺服電機、絲桿模組分別固定在所述底板上；所述第一直線導軌的兩端分別設置有第一限位塊和第二限位塊，所述第二直線導軌的兩端分別設置有第三限位塊和第四限位塊，所述第一直線導軌與第二直線導軌對稱設置且相互平行，所述伺服電機與絲桿模組位于第一直線導軌與第二直線導軌之間；所述絲桿模組包括傳動絲桿、第一固定座、第二固定座、固定在第一固定座內的第一軸承、以及固定在第二固定座內的第二軸承，所述第二固定座固定在所述底板上，所述傳動絲桿的兩端分別套入所述第一軸承、第二軸承內；所述伺服電機通過所述安裝板固定在所述底板上，所述第一固定座設置在所述安裝板上，所述第一同步輪設置在所述伺服電機的輸出軸上，所述第二同步輪設置在由所述第一軸承伸出的傳動絲桿上，第一同步輪通過所述同步帶與所述第二同步輪聯結在一起。第一軸承與第二軸承的設置，使得傳動絲桿在伺服電機的驅動下在兩軸承內轉動；伺服電機轉動時，第一同步輪轉動，通過同步帶聯動第二同步輪，從而轉動傳動絲桿。

所述中間運動連接機構包括運動支架、設置在所述第一直線導軌上并沿其滑行的第一滑塊、設置在所述第二直線導軌上并沿其滑行的第二滑塊、滾珠軸承、彈簧；所述第一滑塊與第二滑塊分別固定在所述運動支架的兩端，所述滾珠軸承與所述彈簧分別固定在所述運動支架上，且所述滾珠軸承將所述運動支架兩端貫穿，所述傳動絲桿穿設在所述滾珠軸承上；所述直線光柵傳感器包括光柵支架和光柵讀數頭，所述光柵支架設置在所述運動支架上，所述光柵讀數頭固定在所述光柵支架上。在傳動絲桿的傳動之下，滾珠軸承帶動運動支架沿傳動絲桿移動。