[發明專利]基于主被動協同柔順的宏微機械手螺旋類零部件裝配裝置

有效

• 申請號: 201910273868.1
• 申請日: 2019-04-07
• 公開（公告）號: CN109968007B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 仇原鷹;王宇緯;李靜;段學超;張解語;徐康力;李亞軍;李寶蘭
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: B23P19/04
• 分類號: B23P19/04
• 代理公司: 61205 陜西電子工業專利中心
• 代理人: 陳宏社;王品華

1.一種基于主被動協同柔順的宏微機械手螺旋類零部件裝配裝置，包括宏機械人(1)和柔順裝配機構(2)，其中：

所述宏機械人(1)，包括基座(11)、通過第一鉸鏈(12)連接的基座機械臂(13)、通過第二鉸鏈(14)連接的中間機械臂(15)和通過第三鉸鏈(16)連接的裝配機械臂(17)；

所述柔順裝配機構(2)包括3-RPS并聯機構(21)和裝配頭(22)；

所述3-RPS并聯機構(21)，包括工具安裝板(211)和轉接板(212)，以及連接工具安裝板(211)與轉接板(212)且周向均勻排布的三條支鏈(213)；所述轉接板(212)的底面固定在裝配機械臂(17)的末端；所述支鏈(213)包括球鉸鏈(2131)、大行程柔性滑移鉸(2132)、音圈電機(2133)和第四鉸鏈(2134)，其中球鉸鏈(2131)的球窩與工具安裝板(211)的底面固定，第四鉸鏈(2134)的一個轉動副與轉接板(213)的頂面固定，所述大行程柔性滑移鉸(2132)的一端與球鉸鏈(2131)的球頭固定，另一端與音圈電機(2133)動子的自由端固定，該音圈電機(2133)的定子與第四鉸鏈(2134)的另一個轉動副連接；所述大行程柔性滑移鉸(2132)，包括通過連接軸(21324)連接的兩組平行設置的柔性單元，每組柔性單元包括3n個十字形柔性梁(21321)，n≥1，兩組柔性單元之間固定有傳感器(21323)，用于采集螺旋類零部件裝配工具(223)裝配時通過工具安裝板(211)施加在三條支鏈(213)的內力，且兩組柔性單元中的十字形柔性梁(21321)的自由端通過連接桿(21322)連接；

所述任意一條支鏈(213)的內力均小于工件劃傷力極限值時，所有十字形柔性梁(21321)沿連接軸(21324)的軸線滑移變形，實現被動柔順效應，只要其中任意一條支鏈(213)的內力超過工件劃傷力極限值時，3-RPS并聯機構(21)的控制系統驅動相應支鏈上的音圈電機(2133)伸縮運動，實現主動柔順控制；

所述裝配頭(22)，包括工具安裝板(211)、固定在工具安裝板(211)底面中心位置的伺服電機(221)和頂面中心位置的螺旋類零部件裝配工具(223)、固定在工具安裝板(211)頂面上用于向螺旋類零部件待安裝位置投射激光的激光發射器(225)，以及兩個用于捕獲視場圖像的工業相機(224)。

2.根據權利要求1所述的基于主被動協同柔順的宏微機械手螺旋類零部件裝配裝置，其特征在于：所述伺服電機(221)驅動軸的軸線，以及螺旋類零部件裝配工具(223)的軸線，與周向均勻排布的三條支鏈(213)形成的軸線重合。

3.根據權利要求1所述的基于主被動協同柔順的宏微機械手螺旋類零部件裝配裝置，其特征在于：所述的兩個工業相機(224)，其捕獲的視場信息為螺旋類零部件待裝配位置的三維位置信息。

4.根據權利要求1所述的基于主被動協同柔順的宏微機械手螺旋類零部件裝配裝置，其特征在于：所述轉接板(213)，其頂面固定的三個第四鉸鏈(2134)的轉動軸軸線，與該三個第四鉸鏈(2124)構成的等邊三角形外接圓相切。