[發(fā)明專利]一種弓絲彎制機器人及彎制弓絲運動模型建立方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910354135.0
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN109893268B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設計）人: 姜金剛;閔兆偉;黃致遠;馬雪峰;霍彪;張永德
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: A61C7/04
• 分類號: A61C7/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種弓絲彎制機器人，由鉗Ⅰ(1)、鉗Ⅱ(2)、柱坐標系轉(zhuǎn)臺(3)、機器人主體外殼(4)四部分組成，其特征在于：所述鉗Ⅰ(1)中的鉗Ⅰ絲杠導軌滑臺(1-1)通過螺栓與柱坐標系轉(zhuǎn)臺(3)的轉(zhuǎn)臺(3-3)相連接，柱坐標系轉(zhuǎn)臺(3)的轉(zhuǎn)臺(3-3)通過螺栓與機器人主體外殼(4)內(nèi)部的連接底盤(4-6)相連接，鉗Ⅱ(2)通過螺栓固定在機器人主體外殼(4)外部的外殼頂部(4-7)；所述的鉗Ⅰ(1)屬于柱坐標式，它包括：鉗Ⅰ絲杠導軌滑臺(1-1)、鉗Ⅰ絲杠(1-2)、鉗Ⅰ旋轉(zhuǎn)主動齒輪(1-3)、鉗Ⅰ錐形夾頭(1-4)、夾頭外殼(1-4-1)、夾頭夾芯(1-4-2)、夾頭主軸(1-4-3)、鉗Ⅰ夾緊被動齒輪(1-5)、鉗Ⅰ夾緊主動齒輪(1-6)、擋圈(1-7)、彈簧(1-8)、撥叉(1-9)、推桿(1-10)、鉗Ⅰ直線電機推桿(1-11)、滑動擋圈(1-12)、鉗Ⅰ夾緊電機(1-13)、鉗Ⅰ旋轉(zhuǎn)被動齒輪(1-14)、鉗Ⅰ支架(1-15)、鉗Ⅰ旋轉(zhuǎn)電機(1-16)、鉗Ⅰ絲杠電機(1-17)、鉗Ⅰ絲杠螺母(1-18)、鉗Ⅰ旋轉(zhuǎn)主軸(1-19)、鉗Ⅰ夾緊主軸(1-20)、送絲入口(1-21)，鉗Ⅰ絲杠(1-2)通過軸孔裝配安裝在鉗Ⅰ絲杠導軌滑臺(1-1)中，鉗Ⅰ絲杠螺母(1-18)與鉗Ⅰ絲杠(1-2)通過螺紋相連接，鉗Ⅰ絲杠電機(1-17)通過鉗Ⅰ絲杠導軌滑臺(1-1)安裝在鉗Ⅰ絲杠(1-2)的末端，以驅(qū)動鉗Ⅰ絲杠(1-2)繞鉗Ⅰ絲杠電機(1-17)的電機軸旋轉(zhuǎn)，使得鉗Ⅰ絲杠螺母(1-18)實現(xiàn)沿鉗Ⅰ絲杠(1-2)的軸向左右移動，鉗Ⅰ支架(1-15)的下底面通過螺栓與鉗Ⅰ絲杠螺母(1-18)相連接，鉗Ⅰ旋轉(zhuǎn)電機(1-16)通過鉗Ⅰ支架(1-15)與鉗Ⅰ旋轉(zhuǎn)主動齒輪(1-3)完成裝配，以驅(qū)動鉗Ⅰ旋轉(zhuǎn)主動齒輪(1-3)繞鉗Ⅰ旋轉(zhuǎn)電機(1-16)的電機軸旋轉(zhuǎn)，鉗Ⅰ旋轉(zhuǎn)被動齒輪(1-14)、鉗Ⅰ夾緊被動齒輪(1-5)和鉗Ⅰ錐形夾頭(1-4)均安裝在鉗Ⅰ旋轉(zhuǎn)主軸(1-19)上，鉗Ⅰ旋轉(zhuǎn)主軸(1-19)為空心軸，其中鉗Ⅰ旋轉(zhuǎn)被動齒輪(1-14)安裝在鉗Ⅰ支架(1-15)內(nèi)部，與鉗Ⅰ旋轉(zhuǎn)主動齒輪(1-3)相嚙合，形成一對嚙合齒輪，鉗Ⅰ夾緊被動齒輪(1-5)和鉗Ⅰ錐形夾頭(1-4)安裝在鉗Ⅰ支架(1-15)外部，送絲入口(1-21)位于鉗Ⅰ旋轉(zhuǎn)主軸(1-19)的左側(cè)，正畸弓絲(5)通過送絲入口(1-21)穿過鉗Ⅰ旋轉(zhuǎn)主軸(1-19)的內(nèi)部，可以將待彎制的正畸弓絲(5)送至位于鉗Ⅰ旋轉(zhuǎn)主軸(1-19)末端的鉗Ⅰ錐形夾頭(1-4)，完成機器人的送絲，其中鉗Ⅰ錐形夾頭(1-4)由夾頭外殼(1-4-1)、夾頭夾芯(1-4-2)、夾頭主軸(1-4-3)組成，夾頭外殼(1-4-1)通過螺紋與夾頭主軸(1-4-3)相連接，夾頭夾芯(1-4-2)位于旋轉(zhuǎn)夾頭外殼(1-4-1)和夾頭主軸(1-4-3)的中間，當順時針旋轉(zhuǎn)夾頭外殼(1-4-1)時，夾頭外殼(1-4-1)與夾頭主軸(1-4-3)之間的空間縮小，此時夾頭夾芯(1-4-2)受到夾頭外殼(1-4-1)的擠壓，使得夾頭夾芯(1-4-2)保持夾緊狀態(tài)，以實現(xiàn)對正畸弓絲(5)的夾緊，反之，逆時針旋轉(zhuǎn)夾頭夾芯(1-4-2)實現(xiàn)了對正畸弓絲(5)的松開；鉗Ⅰ夾緊被動齒輪(1-5)與鉗Ⅰ夾緊主動齒輪(1-6)相嚙合，形成一對嚙合齒輪，鉗Ⅰ夾緊電機(1-13)通過螺紋連接安裝在鉗Ⅰ支架(1-15)的上頂面，鉗Ⅰ夾緊電機(1-13)的主軸與鉗Ⅰ夾緊主軸(1-20)相連接，以驅(qū)動鉗Ⅰ夾緊主軸(1-20)繞軸向旋轉(zhuǎn)，撥叉(1-9)、滑動擋圈(1-12)、彈簧(1-8)、擋圈(1-7)和鉗Ⅰ夾緊主動齒輪(1-6)通過軸孔裝配從左至右依次的被安裝在鉗Ⅰ夾緊主軸(1-20)上，撥叉(1-9)通過螺栓與滑動擋圈(1-12)相連接，彈簧(1-8)被鑲嵌在滑動擋圈(1-12)和擋圈(1-7)中，擋圈(1-7)通過螺栓與鉗Ⅰ夾緊主動齒輪(1-6)相連接，鉗Ⅰ夾緊主軸(1-20)遠離電機主軸方向的末端設有軸肩，用于限定鉗Ⅰ夾緊主軸(1-20)上已裝配零件的位置，推桿(1-10)末端安裝有鉗Ⅰ直線電機推桿(1-11)，推桿(1-10)與推桿(1-10)垂直下方的撥叉(1-9)相連接，鉗Ⅰ直線電機推桿(1-11)安置在鉗Ⅰ夾緊電機(1-13)上，當鉗Ⅰ直線電機推桿(1-11)推動或拉回推桿(1-10)時，與推桿(1-10)相連接的撥叉(1-9)可帶動滑動擋圈(1-12)、彈簧(1-8)、擋圈(1-7)和鉗Ⅰ夾緊主動齒輪(1-6)沿鉗Ⅰ夾緊主軸(1-20)軸向左右移動，進而控制鉗Ⅰ夾緊主動齒輪(1-6)與鉗Ⅰ夾緊被動齒輪(1-5)的嚙合情況，另外，鉗Ⅰ夾緊電機(1-13)可驅(qū)動鉗Ⅰ夾緊被動齒輪(1-5)繞鉗Ⅰ夾緊主軸(1-20)旋轉(zhuǎn)，從而控制與鉗Ⅰ夾緊被動齒輪(1-5)相連的鉗Ⅰ錐形夾頭(1-4)的順時旋轉(zhuǎn)或逆時旋轉(zhuǎn)，最終實現(xiàn)了對正畸弓絲(5)的夾緊與松開；所述的鉗Ⅱ(2)屬于直角坐標式，它包括：鉗Ⅱ可動鉗口(2-1)、可動楔形滑塊(2-1-1)、鉗Ⅱ固定鉗口(2-2)、夾緊滑塊(2-3)、夾緊楔形滑塊(2-3-1)、鉗Ⅱ直線電機推桿(2-4)、直線電機(2-5)、鉗Ⅱ旋轉(zhuǎn)被動齒輪(2-6)、鉗Ⅱ外殼(2-7)、鉗Ⅱ絲杠(2-8)、鉗Ⅱ絲杠電機(2-9)、鉗Ⅱ絲杠螺母(2-10)、鉗Ⅱ旋轉(zhuǎn)主動齒輪(2-11)、鉗Ⅱ旋轉(zhuǎn)電機(2-12)、復位彈簧(2-13)，以鉗Ⅱ可動鉗口(2-1)垂直向下為參考方向，鉗Ⅱ絲杠電機(2-9)安裝在鉗Ⅱ外殼(2-7)的頂部，以驅(qū)動鉗Ⅱ絲杠(2-8)，其中鉗Ⅱ絲杠(2-8)與鉗Ⅱ絲杠螺母(2-10)通過螺紋連接配合，通過鉗Ⅱ絲杠電機(2-9)驅(qū)動鉗Ⅱ絲杠(2-8)可以實現(xiàn)鉗Ⅱ絲杠螺母(2-10)沿鉗Ⅱ絲杠(2-8)軸線方向上下移動；直線電機(2-5)、鉗Ⅱ旋轉(zhuǎn)被動齒輪(2-6)、鉗Ⅱ旋轉(zhuǎn)主動齒輪(2-11)以及鉗Ⅱ旋轉(zhuǎn)電機(2-12)均安裝在鉗Ⅱ絲杠螺母(2-10)內(nèi)，其中鉗Ⅱ旋轉(zhuǎn)電機(2-12)與鉗Ⅱ旋轉(zhuǎn)主動齒輪(2-11)通過軸孔配合相連接，鉗Ⅱ旋轉(zhuǎn)主動齒輪(2-11)與鉗Ⅱ旋轉(zhuǎn)被動齒輪(2-6)相嚙合，形成一對嚙合齒輪，以實現(xiàn)鉗Ⅱ旋轉(zhuǎn)被動齒輪(2-6)的旋轉(zhuǎn)，另外，直線電機(2-5)通過軸孔配合被安裝在鉗Ⅱ旋轉(zhuǎn)被動齒輪(2-6)中，鉗Ⅱ直線電機推桿(2-4)安裝在直線電機(2-5)中，在直線電機(2-5)和鉗Ⅱ旋轉(zhuǎn)被動齒輪(2-6)的作用下，鉗Ⅱ直線電機推桿(2-4)既可實現(xiàn)繞鉗Ⅱ旋轉(zhuǎn)被動齒輪(2-6)的軸線進行旋轉(zhuǎn)，又可沿鉗Ⅱ旋轉(zhuǎn)被動齒輪(2-6)的軸線進行平移；夾緊滑塊(2-3)通過螺栓連接固定在鉗Ⅱ直線電機推桿(2-4)上，夾緊滑塊(2-3)上裝有夾緊楔形滑塊(2-3-1)，而鉗Ⅱ可動鉗口(2-1)上裝有可動楔形滑塊(2-1-1)，當鉗Ⅱ直線電機推桿(2-4)被直線電機(2-5)推出時，夾緊楔形滑塊(2-3-1)與可動楔形滑塊(2-1-1)發(fā)生擠壓，推動鉗Ⅱ可動鉗口(2-1)向鉗Ⅱ固定鉗口(2-2)方向移動，實現(xiàn)了鉗Ⅱ(2)對正畸弓絲(5)的夾緊，當鉗Ⅱ直線電機推桿(2-4)被直線電機(2-5)拉回時，夾緊楔形滑塊(2-3-1)與可動楔形滑塊(2-1-1)發(fā)生分離，復位彈簧(2-13)將鉗Ⅱ可動鉗口(2-1)推離鉗Ⅱ固定鉗口(2-2)，實現(xiàn)了鉗Ⅱ(2)對正畸弓絲(5)的松開。