[實用新型]一種力控末端執行器

有效

• 申請號: 202022364004.1
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN213561907U
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 熊次遠;楊桂林;張馳;陳慶盈;方灶軍;黃曉路
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: B24B41/00
• 分類號: B24B41/00;B24B51/00;B24B49/00;B24B49/12;B25J15/00;B25J11/00;B25J13/08
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

本實用新型公開了一種力控末端執行器，包括定平臺、動平臺、直線電機、固定外套、滑動內套和氣體彈簧，定平臺和動平臺之間設置直線電機，直線電機內部設有用于收容所述氣體彈簧的收容空間，氣體彈簧設于收容空間內，且氣體彈簧的一端與定平臺相連，相對端與直線電機的電機動子相連，滑動內套和固定外套設于定平臺和動平臺之間，滑動內套套設于直線電機的外部并與動平臺相連，固定外套套設于滑動內套的外部并與定平臺相連。在電機動子和動平臺間設置有用于檢測接觸力的壓力傳感器和導向機構。本實用新型采用以上的結構設計，使得力控末端執行器具有力控精度高、響應速度快、抗沖擊、結構緊湊等特點，可應用于機器人打磨拋光等接觸式作業領域。

技術領域

本實用新型屬于工業機器人末端工具技術領域，具體涉及一種用于機器人打磨拋光等接觸式作業的力控末端執行器。

背景技術

零件的打磨拋光作為工件加工的一道重要工序，傳統的工作模式是依靠人力作業，加工效率低，工作環境差，零件的一致性不能保證。近年來，采用工業機器人替換人工的方式進行打磨拋光成為主流的加工方式。而機器人打磨拋光屬于連續接觸式作業，控制拋光過程中的壓力恒定成為提高加工質量的關鍵因素。目前，工業機器人進行力控制的方法主要有兩種，一種是通過控制機械臂的關節力矩進行力控制，另一種是利用機械臂外加的力控裝置進行力控制，前者主要適用于輕量化機械臂，后者由機械臂進行位置控制，力控末端執行器進行力控制，可實現機器人力/位解耦控制，是未來的主要發展趨勢。

目前，單自由度的力控末端執行器大多都是電動式或氣動式的，其中，氣動式的力控末端執行器的柔性較好，可抗沖擊，但普遍存在響應速度慢、力控精度差等缺點，而電動式力控末端執行器的響應快、力控精度高，但缺乏柔性，工作過程中易振動，并且為了適應大的接觸力，力控裝置整體質量較大。為了克服電動式或氣動式力控末端執行器的缺點，采用氣電混合式的力控末端執行器應運而生。目前的氣電混合式的力控末端執行器存在軸向長度較大，導致拋光過程中徑向剛度不足、重量較重、沒有在內部集成力反饋功能等問題，限制了氣電混合末端執行器的推廣應用。

發明內容

本實用新型的主要目的在于提供一種力控末端執行器，從而克服現有技術的不足。

為實現前述發明目的，本實用新型采用的技術方案包括：一種力控末端執行器，所述力控末端執行器包括定平臺、動平臺、直線電機、固定外套、滑動內套和氣體彈簧，所述定平臺和動平臺之間設置所述直線電機，所述直線電機包括與定平臺相連的電機定子和與所述動平臺相連的電機動子，所述電機定子內部設有用于收容所述氣體彈簧的收容空間，所述氣體彈簧設于所述收容空間內，且所述氣體彈簧的一端與定平臺相連，相對端與電機動子相連，所述滑動內套和固定外套設于定平臺和動平臺之間，所述滑動內套套設于直線電機的外部并與動平臺相連，所述固定外套套設于滑動內套的外部并與定平臺相連。

優選地，所述力控末端執行器還包括用于檢測接觸力的壓力傳感器，所述壓力傳感器設于電機動子和動平臺之間。

優選地，所述電機動子和動平臺之間還設有至少一個第一導向機構，所述第一導向機構包括導向桿和套設于導向桿上的導套，所述導套設于動平臺上，所述導向桿的一端與電機動子相連，相對端伸入導套內。

優選地，所述電機動子和動平臺之間還設有連接件，所述導向桿通過連接件與電機動子相連。

優選地，所述力控末端執行器還包括用于檢測動平臺位置的位移檢測機構，所述位移檢測機構設于滑動內套和固定外套之間，所述位移檢測機構包括光柵尺和用于讀取光柵尺上刻度的光柵讀頭，所述光柵尺設于滑動內套的外側壁上并沿滑動內套的軸向延伸設置，所述光柵讀頭設于固定外套上。

優選地，所述位移檢測機構還包括用于安裝光柵讀頭的安裝支架，所述光柵讀頭通過安裝支架安裝于固定外套上。