一種應用於工業機器人的柔性末端連接裝置的製作方法

2023-06-15 00:22:43 1

該發明是一種應用於工業機器人與末端執行器連接用的裝置，屬於工業機器人技術領域。

背景技術：

工業機器人通常需要與末端執行器配合來進行工作，通常的連接方式為剛性螺接，當執行抓取、碼垛以及塞釘放料等工作時，需要關節具有一定的柔性來免位姿誤差帶來的問題。當機器人手臂加減速運動時又需要減小關節柔性以避免末端執行器在運動過程中產生過大的搖擺。

技術實現要素：

該發明的目的是提供應用於工業機器人的末端連接裝置，該裝置可通過外部控制實現末端執行器的旋轉與擺動方向有無柔性，並可通過調節螺釘來調節柔性的大小。

本發明採用的技術方案為一種應用於工業機器人的柔性末端連接裝置，工業機器人(1)與末端執行器(3)通過柔性末端連接裝置(2)連接，柔性末端連接裝置(2)包括末端執行器連接法蘭(201)、球頭連杆(202)、球形凸起圓盤(203)、凹球支座下部(204)、凹球支座上部(205)、氣動卡盤(206)、球滾道支座(207)、鋼球(208)、彈簧組件(209)、調節螺釘(210)、外殼(211)。

氣動卡盤(206)固定在外殼(211)上，球形連杆(202)與末端執行器連接法蘭(201)固定連接，球形凸起圓盤(203)固定在球頭連杆(202)上，球頭連杆(202)的球形部分安裝在球槽支座下部(204)與球槽支座上部(205)所構成的空腔內，其伸出端插入在氣動卡盤(206)的卡爪中心，球滾道支座(207)與外殼固定連接，鋼球(208)及彈簧組件(209)放置在球滾道支座(207)的內腔中，調節螺釘(210)由球滾道支座(207)的外部螺紋孔旋入並頂緊彈簧組件(209)。該裝置組合好後，外殼(211)上方與工業機器人手腕連接，末端執行器連接法蘭(201)與末端執行器(3)連接即可。

與現有產品技術相比，本發明具有如下特點：

1.相比於現有產品主要利用彈簧懸掛法蘭盤結構各向受力不均的缺點以及圓周方向布置彈簧只能實現單軸旋轉的缺點，本發明利用彈簧、鋼球、球形凸起之間的接觸滾動來實現機構的各方向擺動運動，使擠壓力更加平穩，各鋼球與球形凸起之間都能保持接觸狀態。

2.相比於現有產品不能在工作狀態下控制柔性與剛性狀態切換的缺點，本發明利用氣動卡盤可實現裝置在工作過程中的柔性與剛性狀態切換，且運動構件可以可靠地定心回正，使功能更加強大。

附圖說明

圖1：柔性末端連接裝置的介紹。

圖2：柔性末端連接裝置的立體結構圖。

圖3：柔性末端連接裝置的內部結構圖。

圖4：柔性末端連接裝置的內部剖視圖。

圖中：1、工業機器人，2、柔性末端連接裝置，3、末端執行器，201、末端執行器連接法蘭，202、球頭連杆，203、球形凸起圓盤，204、球槽支座下部，205、球槽支座上部，206、氣動卡盤，207、球滾道支座，208、鋼球，209、彈簧組件，210、調節螺釘，211、外殼

具體實施方式

當通過外部氣閥控制氣動卡盤(206)夾緊時，球形連杆末端被卡爪定心固定，此時末端執行器連接法蘭(201)為固定狀態，與外殼(211)之間不存在相對運動。當控制氣動卡盤(206)的卡爪鬆開時，球頭連杆(202)可繞球槽支座下部(204)與球槽支座上部(205)所構成的球形腔旋轉，此時末端執行器連接法蘭(201)可實現繞球頭連杆(202)的球心做任意方向旋轉。旋轉時與球頭連杆(202)固定連接的球形凸起圓盤(203)同步運動，會將鋼球(208)壓入球滾道支座(207)的滾道內，同時彈簧組件(209)被鋼球(208)壓縮，當外力消除後，彈簧組件(209)釋放彈力，將球形凸起圓盤(203)彈回至初始狀態，球形凸起圓盤(203)同時帶動球頭連杆(202)及末端執行器連接法蘭(201)都恢復至初始狀態。通過調節螺釘(210)旋入的深度，可調節彈簧組件(209)的彈力，控制該裝置的柔性大小。

採用上述技術方案，可使末端執行器連接法蘭實現繞定點的轉動，在執行抓取、碼垛以及塞釘放料等工作時，由於零件位置、料倉位置或孔心位置偏差，若採用剛性末端連接，強行工作會導致零部件損壞甚至發生危險，此時採用柔性末端連接，可避免問題的發生。當機器人手臂加減速運動或快速移動時，通過控制氣閥來消除相對運動，使工作過程更加可靠。