一种集成化柔顺力控装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种集成化柔顺力控装置，装置分为三个部分，外部结构包括前法兰、伸缩保护套、外壳、后法兰及电气接口。传动部分主要包括导向滑轨、气动执行器、支撑座及相应的连接固定装置，如固定环及联轴器。气动控制部分主要包括固定于支撑座上的比例阀、电磁阀、角度传感器、位移传感器及控制电路。本发明专利技术的重要特点是在支撑座内开有气路，代替了现有技术中单独设置一个阀板，属于一机多能设计，结构更加小巧，零部件更加精简，同时使用更加简便，降低了产品的成本，提高了产品的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种集成化柔顺力控装置
本专利技术涉及一种集成化柔顺力控装置，属自动化领域。
技术介绍
对于机器代替人工的自动化表面作业处理，例如表面加工(打磨、抛光)以及工件的处理，为确保整个工艺过程的加工质量，需要恒力进行加工或按沿加工轨迹进行期望力跟踪。对于传统的人工方式，技术工人凭经验来保证质量，同时具有人力成本高，工作环境对人体危害大，加工质量一致性差以及效率低等缺点。对于现代的输出力控制系统，安装于机器人手臂上的加工工具与被加工件进行接触时会产生一种具有冲击波性状的接触力。对于低端加工，此问题可忽略。但对于加工精度要求较高或被加工件表面较为敏感的情况下，会造成被加工件表面出现瑕疵或者破损的情况。因此这种接触时产生的冲击力是理所应当被消除的。另外，现有的输出力控制系统在高频率干扰的情况下，往往缺乏高动态响应能力，因为其可调节的机构具有一定的惯性，需要相应的反应时间。对于标准的工业机器人，属于刚性系统，轨迹调整过程中即使产生微小的误差，也会造成接触力巨大的偏差，产生不被期望的后果。目前主要采用一种柔顺力控装置来解决上述问题，其中一种现有的力控装置，包括两部分，一个是执行机构，另一个是控制箱，设备非常繁杂。另一种产品将控制系统集成到执行机构内部，装置更加简便，但是结构不合理，尺寸及重量较大，不适合应用于小型机器人场合。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术装置的目的，是在一定的伸缩行程范围内输出一个固定的力，且与现有技术相比集成度更高、更轻便。技术方案：一种集成化柔顺力控装置，其特征在于：包括外部结构、传动机构及气动控制机构组成；所述外部结构包括在外壳外部的前法兰和后法兰，及电气接口；外壳内置传动机构，所述传动机构包括：支撑座，为中空结构，其内腔设置有导向滑轨，支撑座与后法兰相连；所述导向滑轨嵌入前法兰底部的环装突出内，通过固定环夹紧；所述后法兰上设置有平行于导向滑轨的气动执行器，所述气动执行器的伸出杆与前法兰相连；所述气动控制机构包括：固定在所述气动执行器侧壁上的位移传感器和固定在所述支撑座上的角度传感器；安装在支撑座上的电磁阀；安装在支撑座上的比例阀；安装在外壳上的电路板，所述电路板与电磁阀、比例阀和传感器相连。所述的集成化柔顺力控装置，其特征在于：所述支撑座的壁中开有多条气路，所述电磁阀及比例阀安装在气路开口处；所述电磁阀通过支撑座壁中的气路与气动执行器连接。所述的集成化柔顺力控装置，其特征在于：所述固定环为开口环状，开口处的两个耳状结构一个开有通孔，另一个开有螺纹孔。所述的集成化柔顺力控装置，其特征在于：所述导向滑轨在支撑座腔体内的一端固定有用于限制导向滑轨滑出支撑座的挡圈；后法兰在支撑座腔体内的部分有用于限制导向滑轨下位移的阶梯结构。所述的集成化柔顺力控装置，其特征在于：所述气动执行器与前法兰之间通过具有摆动和转动自由度的联轴器连接。所述的集成化柔顺力控装置，其特征在于：所述的电路板通过螺栓固定于外壳主体及外壳背板之间；所述电路板的固定处设置有减震用垫圈。所述的集成化柔顺力控装置，其特征在于：所述前法兰与外壳之间设置有伸缩保护套。所述的集成化柔顺力控装置，其特征在于：所述后法兰周围开有槽状开口。附图说明：图1为外部结构示意图；图2为传动部分示意图；图3为支撑座示意图；图4为固定环示意图；图5为后法兰示意图；图6为限位装置；图7电路板安装示意图；图8支撑座安装示意图；图中：1前法兰；2伸缩保护套；3外壳；4后法兰；5电路接口；6气路接口；7消音器；8导向滑轨；9气动执行器；10支撑座；11固定环；12联轴器；13挡圈；14电路板；15垫圈；16比例阀；17电磁阀；18角度传感器；19位移传感器；3A外壳主体；3B外壳背板。优点和效果：本专利技术的部件多为一机多能设计，结构更加小巧，零部件更加精简，同时使用更加简便，降低了产品的成本，提高了产品的可靠性。具体实施方式：本专利技术是一种集成化柔顺力控装置，装置分为三个部分，外部结构包括前法兰1、伸缩保护套2、外壳3、后法兰4及电气接口。传动部分主要包括导向滑轨8、气动执行器9、支撑座10及相应的连接固定装置，如固定环11及联轴器12。气动控制部分主要包括固定于支撑座10上的比例阀16、电磁阀17、角度传感器18、位移传感器19及控制电路。支撑座10为中空型构造，在其内腔布置导向滑轨8，支撑座10的下端连接于后法兰4上，而导向滑轨8的上端嵌入前法兰1的凸槽内，并通过固定环11进行夹紧，固定环11为独有设计，其为开口形式，在开口处分别伸出两个耳朵，一侧耳朵为通孔，一侧为螺纹孔，可以只通过螺栓进行固定环11的锁紧，操作简单方便。挡圈13通过螺栓固定于导向滑轨8的下端，导向滑轨8带着挡圈13可以在支撑座10的内腔进行伸缩滑动，这里的挡圈13通过与后法兰4上表面凹槽及支撑座10内腔凸台相抵对导向滑轨8的滑动行程进行限位。气动执行器9平行于导向滑轨8并固定于后法兰4上，其伸出杆通过联轴器12与上法兰相连，该联轴器12可以进行摆动及转动，用于补偿气动执行器9与导向滑轨8在安装时产生的平行误差。气动执行器9侧壁上固定着位移传感器19，可方便测得气动执行器9的位移变化，结构更加简单，结果更加准确。为方便上述布置，后法兰4的上表面开有多个凹槽，用于滑轨的限位及气动执行器9的固定，与此同时，后法兰4外围的四个角各开有一个穿孔，可方便与外部的设备进行连接固定。外壳3包括外壳3主体及外壳3背板，其中电路板14通过螺栓固定于外壳3主体及外壳3背板之间，此种设计拆卸简单，方便电路的调试工作。与此同时，为了保证电路的安全可靠性，在电路板14与外壳3之间增加了垫圈15，对电路板14起到了吸振与隔振作用。比例阀16、电磁阀17及角度传感器18固定于支撑座10的侧壁上，支撑座10侧壁上开有多条气路，用于气路的导通与交换。这里的支撑座10为独有的设计，既能做为主结构起到固定滑轨的作用，又能固定阀体及传感器，使得传感器及阀体的安装固定更加可靠，与此同时，支撑座10侧壁上的气路替代于传统意义上的气管及常用的阀板，使得结构更加的简便与可靠。外壳3与后法兰4相连，伸缩保护套2固定于外壳3及前法兰1之间，此结构保证了设备内部结构的有效密封，同时伸缩保护套2还能满足传动部分的上下滑动功能。结合附图对本专利技术进行进一步的说明：图1示出了本专利技术装置所要保护的外观结构，伸缩保护套2选择软性材质(不限于橡胶)，外壳3选择硬性材质(不限于塑料、金属)，这种组合确保了装置具备IP68的防护等级。同时伸缩保护套2在轴向方向上还具备一定的伸缩能力，这种外部的弹性结构设计，可以保证本专利技术在工作期间，内部执行机构在行程范围内运动过程中均可以通过外部结构得到良好的防护，而不会有裸露的现象。在外壳33侧面布置有电路接口5及气路接口6。其中电路接口5用于对设备供电及通讯用，气路接口6可将外部气压源中的压缩空气输送至内部压力控制装置。图2示出了本专利技术装置的内部传动机构布局，图3详细展示出了支撑座10的结构，其内部为中空的内腔，侧面开有各种气路。图6详细展示出了滑动导轨的安装方式，滑动导轨通过其自身滑道固定于支撑座10的内腔中，其上端则嵌入前法兰1的凸槽内部，并用过固定环11进行锁紧。图4详细示出了固定环11的结构设计，该装置结构分为两部分，一个为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成化柔顺力控装置，其特征在于：包括外部结构、传动机构及气动控制机构组成；所述外部结构包括在外壳（3）外部的前法兰（1）和后法兰（4），及电气接口；外壳（3）内置传动机构，所述传动机构包括：支撑座（10），为中空结构，其内腔设置有导向滑轨（8），支撑座（10）与后法兰（4）相连；所述导向滑轨（8）嵌入前法兰（1）底部的环装突出内，通过固定环（11）夹紧；所述后法兰（4）上设置有平行于导向滑轨（8）的气动执行器（9），所述气动执行器（9）的伸出杆与前法兰（1）相连；所述气动控制机构包括：固定在所述气动执行器（9）侧壁上的位移传感器（19）和固定在所述支撑座（10）上的角度传感器（18）；安装在支撑座（10）上的电磁阀（17）；安装在支撑座（10）上的比例阀（16）；安装在外壳（3）上的电路板（14），所述电路板（14）与电磁阀（17）、比例阀（16）及传感器相连。

【技术特征摘要】
1.一种集成化柔顺力控装置，其特征在于：包括外部结构、传动机构及气动控制机构组成；所述外部结构包括在外壳（3）外部的前法兰（1）和后法兰（4），及电气接口；外壳（3）内置传动机构，所述传动机构包括：支撑座（10），为中空结构，其内腔设置有导向滑轨（8），支撑座（10）与后法兰（4）相连；所述导向滑轨（8）嵌入前法兰（1）底部的环装突出内，通过固定环（11）夹紧；所述后法兰（4）上设置有平行于导向滑轨（8）的气动执行器（9），所述气动执行器（9）的伸出杆与前法兰（1）相连；所述气动控制机构包括：固定在所述气动执行器（9）侧壁上的位移传感器（19）和固定在所述支撑座（10）上的角度传感器（18）；安装在支撑座（10）上的电磁阀（17）；安装在支撑座（10）上的比例阀（16）；安装在外壳（3）上的电路板（14），所述电路板（14）与电磁阀（17）、比例阀（16）及传感器相连。2.根据权利要求1所述的集成化柔顺力控装置，其特征在于：所述支撑座（10）的壁中开有多条气路，所述比例阀（16）、电磁阀（17）安装在气路开口处；所述比例阀（16）与电磁阀（17）通过壁中气路相连；安装在气...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欢，
申请(专利权)人：张欢，
类型：发明
国别省市：辽宁,21