[發(fā)明專利]多方向浮動執(zhí)行機(jī)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910069453.2
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109732475A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏琴香;鐘興尉;俞高峰;張洪臣;徐曉
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué);廣州藍(lán)圣智能科技有限公司
• 主分類號: B24B41/04
• 分類號: B24B41/04
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 郭煒綿

本發(fā)明公開一種多方向浮動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其包括殼體、軸向浮動模塊、關(guān)節(jié)軸承、主軸以及徑向浮動模塊；如果機(jī)械臂驅(qū)動工具頭沿著主軸的軸向貼近工件并進(jìn)行作業(yè)，軸向浮動模塊在殼體上通過滑動來進(jìn)行退讓，主軸隨之退讓，以實(shí)現(xiàn)工具頭的軸向浮動，以免工具受損；如果機(jī)械臂驅(qū)動工具頭沿主軸的徑向貼近工件并進(jìn)行作業(yè)，主軸在關(guān)節(jié)軸承的支撐下隨之沿徑向偏轉(zhuǎn)退讓，以實(shí)現(xiàn)工具頭的徑向適應(yīng)性浮動，以免工具受損，只要機(jī)械臂的定位精度在主軸的浮動范圍內(nèi)即可滿足對工件的加工要求，降低了機(jī)器人的機(jī)械臂的精度要求；本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)，易于大范圍普及制造業(yè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多方向浮動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

在制造企業(yè)中，產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率是提高企業(yè)競爭力的主要因素，為提高企業(yè)競爭力，自動化生產(chǎn)正逐步代替人工加工，在提高企業(yè)生產(chǎn)自動化程度的過程中，工業(yè)機(jī)器人起了主要的促進(jìn)作用。

工件在后續(xù)的加工中，需要進(jìn)行表面打磨拋光、孔口邊緣倒角、輪廓邊緣毛刺去除等工序，為了提高生產(chǎn)效率和自動化率，目前很多產(chǎn)品后續(xù)加工是利用CNC機(jī)床或工業(yè)機(jī)器人等自動化裝置配合柔性執(zhí)行器來實(shí)現(xiàn)的，市場上對柔性執(zhí)行器的需求量也越來越大；但是現(xiàn)有的柔性執(zhí)行器存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)成本高的缺點(diǎn)，難于大范圍普及制造業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種多方向浮動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題中的一個或多個。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種多方向浮動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其包括殼體、軸向浮動模塊、關(guān)節(jié)軸承、主軸以及徑向浮動模塊；其中，主軸通過關(guān)節(jié)軸承設(shè)在軸向浮動模塊上，以使得主軸能在軸向浮動模塊沿主軸的徑向擺動；殼體設(shè)有容納腔，軸向浮動模塊沿主軸的軸向可滑動地設(shè)在容納腔內(nèi)，且軸向浮動模塊上面向容納腔內(nèi)壁的部位上開設(shè)有沿主軸的軸向延伸的充氣槽，容納腔內(nèi)壁上形成有伸入到充氣槽內(nèi)的伸出部，充氣槽、伸出部以及容納腔內(nèi)壁共同密閉地圍合形成充氣腔；殼體上開設(shè)有第一進(jìn)氣通道，第一進(jìn)氣通道與充氣腔相通；徑向浮動模塊包括基體和活塞柱頭，基體上開設(shè)有第二進(jìn)氣通道和與活塞柱頭一一對應(yīng)配套的活塞腔，第二進(jìn)氣通道與活塞腔相通，多個活塞柱頭均勻地分布在主軸的周向上，且多個活塞柱頭均與主軸相抵接，以使得主軸在徑向上所受到的來自活塞柱頭的抵押力均相等。

這樣，機(jī)械臂載動本多方向浮動執(zhí)行機(jī)構(gòu)對工件進(jìn)行作業(yè)時，由于充氣腔內(nèi)充滿了具有穩(wěn)定氣壓值P的氣體，且充氣腔沿主軸的軸向上的面積S是定值，由壓力公式：F＝PXS可推導(dǎo)出：殼體和軸向浮動模塊之間存在壓力值為恒定的軸向推力；如果機(jī)械臂驅(qū)動工具頭沿著主軸的軸向貼近工件并進(jìn)行作業(yè)(即使用工具頭的頭頂部去處理工件)，工具頭所受到的軸向抵力F1大于殼體和軸向浮動模塊之間的軸向推力的閾值時，軸向浮動模塊在殼體上通過滑動來進(jìn)行退讓，主軸隨之退讓，以實(shí)現(xiàn)工具頭的軸向浮動，以免工具受損，只要機(jī)械臂的定位精度在主軸的浮動范圍內(nèi)即可滿足對工件的加工要求，降低了機(jī)器人的機(jī)械臂的精度要求；另外，由壓力公式F＝PXS可同理地推導(dǎo)出：多個活塞柱頭均受到力值為恒定的徑向推力，如果機(jī)械臂驅(qū)動工具頭沿主軸的徑向貼近工件并進(jìn)行作業(yè)(即使用工具頭的側(cè)位去處理工件)，工具頭所受到的徑向抵力F2經(jīng)過主軸的傳遞后大于活塞柱頭的徑向推力的閾值時，活塞柱頭退讓回縮到活塞腔內(nèi)，主軸在關(guān)節(jié)軸承的支撐下隨之沿徑向偏轉(zhuǎn)退讓，以實(shí)現(xiàn)工具頭的徑向適應(yīng)性浮動，以免工具受損，只要機(jī)械臂的定位精度在主軸的浮動范圍內(nèi)即可滿足對工件的加工要求，降低了機(jī)器人的機(jī)械臂的精度要求；本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)，易于大范圍普及制造業(yè)。

在一些實(shí)施方式中，軸向浮動模塊上設(shè)有掏空部，徑向浮動模塊設(shè)置在掏空部內(nèi)。

這樣，通過在軸向浮動模塊開設(shè)有掏空部，然后將徑向浮動模塊設(shè)置在掏空部內(nèi)，使得殼體上無需設(shè)置額外的連接部件和結(jié)構(gòu)來放置和安裝徑向浮動模塊，使得本發(fā)明的結(jié)構(gòu)更加簡單和緊湊；同時，由于軸向浮動模塊是沿主軸的軸向可滑動地設(shè)在殼體的容納腔內(nèi)，那么徑向浮動模塊安裝在軸向浮動模塊內(nèi)形成一體結(jié)構(gòu)后，徑向浮動模塊也只能沿主軸的軸向在殼體的容納腔內(nèi)滑動，即實(shí)現(xiàn)了徑向浮動模塊與殼體在主軸的徑向上保持相對位置穩(wěn)定。