[發明專利]一種三自由度曲面自適應智能力控柔性磨拋末端執行裝置

有效

• 申請號: 201810356845.2
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108581745B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 趙歡;梁秀權;蔡元昊;丁漢
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B24B19/14
• 分類號: B24B19/14;B24B51/00;B24B49/04;B24B47/22;B24B47/20
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 尚威;李智

1.一種三自由度曲面自適應智能力控柔性磨拋末端執行裝置，用于安裝至磨拋機器人末端執行柔性磨拋，其特征在于，包括基架、端蓋、二維姿態調整組件、直線伺服力控組件、磨拋組件和控制器；

基架為下端開口的筒狀構造，端蓋設于基架上端，端蓋用于與磨拋機器人末端對接固定；

二維姿態調整組件設于基架內部，包括傾斜調整機構和旋轉調整機構；

傾斜調整機構的調節軌道為圓弧齒條，通過與圓弧齒條嚙合的傾斜驅動齒輪驅動傾斜調整機構以圓弧齒條的圓心為中心旋轉，圓弧齒條的圓心位于旋轉調整機構的旋轉軸線上；

直線伺服力控組件安裝于傾斜調整機構上，包括絲桿、直線滑塊、絲桿驅動電機和六維力傳感器；絲桿與直線滑塊組成滾珠絲杠機構，絲桿驅動電機的輸出軸與絲桿對接，六維力傳感器固定于直線滑塊上；

磨拋組件包括磨頭連接板、磨頭驅動電機以及磨盤；磨頭連接板的上端固定在六維力傳感器上；磨盤安裝于磨頭驅動電機的輸出軸上，磨盤中心與圓弧齒條的圓心重合；磨頭驅動電機固定在磨頭連接板下端，且其輸出軸位于磨盤中心與傾斜驅動齒輪的中心連線上；

控制器分別與六維力傳感器、絲桿驅動電機連接，以及與傾斜調整機構和旋轉調整機構的驅動部件連接。

2.如權利要求1所述的一種三自由度曲面自適應智能力控柔性磨拋末端執行裝置，其特征在于，旋轉調整機構包括圓環軌道、旋轉驅動電機、內齒圈和旋轉驅動齒輪；其中，

圓環軌道、旋轉驅動電機均相對于基架固定；內齒圈設于圓環軌道上且與圓環軌道同軸布置；旋轉驅動齒輪設于旋轉驅動電機的輸出軸上，且與內齒圈嚙合；控制器連接旋轉驅動電機，當旋轉驅動電機工作時，通過旋轉驅動齒輪帶動內齒圈以內齒圈自身軸線為中心在圓環軌道上旋轉。

3.如權利要求2所述的一種三自由度曲面自適應智能力控柔性磨拋末端執行裝置，其特征在于，傾斜調整機構包括圓弧齒條、傾斜驅動齒輪、導向件、第二安裝架和傾斜驅動電機；其中，

圓弧齒條的圓心位于內齒圈的軸線上，圓弧齒條朝向圓心的一側為齒面，背向圓心的一側為導向面；傾斜驅動齒輪和導向件通過第二安裝架連接，傾斜驅動齒輪與圓弧齒條的齒面嚙合；傾斜驅動齒輪安裝于傾斜驅動電機的輸出軸上，傾斜驅動電機相對于第二安裝架位置固定，控制器連接傾斜驅動電機；導向件與圓弧齒條的導向面配合，以在傾斜驅動齒輪轉動過程中對傾斜調整機構進行導向。

4.如權利要求3所述的一種三自由度曲面自適應智能力控柔性磨拋末端執行裝置，其特征在于，直線伺服力控組件包括連接板、直線滑軌、絲桿、直線滑塊、絲桿驅動電機和六維力傳感器；其中，

連接板固定于第二安裝架下部，連接板上設有與內齒圈軸線平行的滑軌；絲桿與直線滑塊組成滾珠絲杠機構，絲桿與直線滑軌平行，直線滑塊與直線滑軌滑動配合；絲桿驅動電機相對于連接板固定，且其輸出軸與絲桿對接；六維力傳感器固定于直線滑塊上。

5.根據權利要求3或4所述的一種三自由度曲面自適應智能力控柔性磨拋末端執行裝置，其特征在于，圓弧齒條的導向面設有周向延伸的弧形凹槽，弧形凹槽的圓心與圓弧齒條的圓心重合；導向件為兩個滾輪，兩個滾輪與傾斜驅動齒輪三者呈等腰三角形分布且三者的軸線互相平行，兩個滾輪的中心連線為等腰三角形的底邊；兩個滾輪均與弧形凹槽配合。

6.根據權利要求3或4所述的一種三自由度曲面自適應智能力控柔性磨拋末端執行裝置，其特征在于，導向件為弧形滑塊，弧形滑塊的圓心與圓弧齒條的圓心重合。

7.如權利要求2～4任一項所述的三自由度曲面自適應智能力控柔性磨拋末端執行裝置，其特征在于，內齒圈下表面設有多個沿周向均勻分布的第一滑塊，第一滑塊下表面設有與圓環軌道寬度相等的滑槽，圓環軌道上端面位于滑槽內。

8.如權利要求2～4任一項所述的三自由度曲面自適應智能力控柔性磨拋末端執行裝置，其特征在于，基架內部設有環形安裝臺，圓環軌道固定于環形安裝臺上。

9.如權利要求1～4任一項所述的一種三自由度曲面自適應智能力控柔性磨拋末端執行裝置，其特征在于，還包括保護罩，直線伺服力控組件和磨拋組件的磨頭連接板位于保護罩內部，磨拋組件的磨頭驅動電機以及磨盤位于保護罩外部，保護罩上端與基架下端對接固定。