[發明專利]一種結構緊湊的自調節防碰撞可承載并聯執行器

有效

• 申請號: 201911047348.5
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110744525B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 樊繼壯;王力;任斐;劉剛峰;馮冰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J19/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.一種結構緊湊的自調節防碰撞可承載并聯執行器，其特征在于：所述一種結構緊湊的自調節防碰撞可承載并聯執行器包括執行器動平臺(1)、執行器靜平臺(2)和多個執行器機構，執行器動平臺(1)和執行器靜平臺(2)相對設置，多個執行器機構均布設置在執行器動平臺(1)和執行器靜平臺(2)之間，執行器機構包括執行器承載桿(3)、球鉸鏈(4)和虎克鉸鏈(5)，執行器承載桿(3)的一端通過球鉸鏈(4)與執行器動平臺(1)的內側端面連接，執行器承載桿(3)的另一端通過虎克鉸鏈(5)與執行器靜平臺(2)的內側端面連接，

執行器承載桿(3)包括虎克鉸鏈連接桿(3-1)、伸縮盤(3-2)、活塞伸縮桿(3-4)、壓縮彈簧(3-7)、活塞筒(3-8)和球鉸鏈連接桿(3-17)，虎克鉸鏈連接桿(3-1)的一端與虎克鉸鏈(5)轉動連接，虎克鉸鏈連接桿(3-1)的另一端通過伸縮盤(3-2)與活塞伸縮桿(3-4)的一端連接，活塞伸縮桿(3-4)的另一端插裝在活塞筒(3-8)內，活塞伸縮桿(3-4)和活塞筒(3-8)的外側套裝有壓縮彈簧(3-7)，活塞筒(3-8)的外側與球鉸鏈連接桿(3-17)的一端連接，球鉸鏈連接桿(3-17)的另一端與球鉸鏈(4)轉動連接；

所述執行器承載桿(3)還包括中空旋塞(3-14)和氣路快換接頭(3-15)，中空旋塞(3-14)的一端與活塞筒(3-8)的筒底連通，中空旋塞(3-14)的另一端與氣路快換接頭(3-15)連接；

所述活塞筒(3-8)的筒口設有中空的環式電磁鐵(3-11)，活塞伸縮桿(3-4)插裝在環式電磁鐵(3-11)的中部，環式電磁鐵(3-11)的外部設有活塞筒旋蓋(3-12)，活塞筒旋蓋(3-12)設置在活塞筒(3-8)的筒口處；

所述執行器靜平臺(2)的中部設有六支路氣路電磁閥(2-3)，每個氣路快換接頭(3-15)分別與六支路氣路電磁閥(2-3)的一個支路連接；

所述中空旋塞(3-14)上設有力傳感器(3-16)；

所述活塞筒(3-8)的內側壁設有活塞襯套(3-10)，活塞伸縮桿(3-4)的另一端與活塞襯套(3-10)滑動連接；

所述執行器動平臺(1)上設有陀螺儀(1-3)；

所述活塞伸縮桿(3-4)的一端設有彈簧下托盤(3-3)，彈簧下托盤(3-3)與伸縮盤(3-2)的端面上固接，活塞筒(3-8)的筒底端由外至內依次旋裝有旋緊螺母(3-9)和彈簧上托盤(3-13)，壓縮彈簧(3-7)卡裝在彈簧下托盤(3-3)與彈簧上托盤(3-13)之間；

所述彈簧下托盤(3-3)的內側端面上設有緊定螺母(3-6)，緊定螺母(3-6)旋裝在活塞伸縮桿(3-4)上，緊定螺母(3-6)與彈簧下托盤(3-3)之間設有連接墊片(3-5)；

所述一種結構緊湊的自調節防碰撞可承載并聯執行器自調節防碰撞方式包括：

準備階段：六個執行器承載桿(3)內的中空的環式電磁鐵(3-11)處于通電狀態，吸附住活塞壓縮桿(3-4)，整個承載并聯執行器處于剛性狀態下，通過緊定螺母(3-6)與彈簧上托盤(3-13)調節壓縮彈簧(3-7)到合適壓縮量，通過陀螺儀(1-3)與執行器承載桿(3)上的力傳感器(3-16)采集末端工具的重力矢量，經計算機分析以及運動學逆解的合理運算補償使得六個執行器承載桿(3)上的力傳感器(3-16)數據為零；

工作階段：機械臂攜帶可承載并聯執行器和末端工具同時工作，隨著末端工具擺動方位的不斷變化，計算機可根據陀螺儀(1-3)的定位，合理運算和補償使得六個執行器承載桿(3)上的力傳感器(3-16)數據始終為零；

突發碰撞：末端工具在工作時遇障礙物未能識別，并與其發生碰撞，六個執行器承載桿(3)上的力傳感器(3-16)數據突變，計算機采集突變信號并給六個執行器承載桿(3)上的環式電磁鐵(3-11)發出信號，此時電磁鐵斷電，可承載并聯執行器處于松弛的柔性狀態。

2.根據權利要求1所述一種結構緊湊的自調節防碰撞可承載并聯執行器，其特征在于：所述執行器動平臺(1)包括上平臺法蘭盤(1-1)和多個球鉸鏈調向座(1-2)，多個球鉸鏈調向座(1-2)均布固接在上平臺法蘭盤(1-1)的內側端面上，球鉸鏈(4)與球鉸鏈調向座(1-2)轉動連接，執行器靜平臺(2)包括下平臺法蘭盤(2-1)和多個虎克鉸鏈調向座(2-2)，多個虎克鉸鏈調向座(2-2)均布固接在下平臺法蘭盤(2-1)的內側端面上，虎克鉸鏈(5)與虎克鉸鏈調向座(2-2)轉動連接。