机器人用柔性法兰及机器人制造技术

本实用新型专利技术提出一种机器人用柔性法兰及机器人，包括：外壳，其上设有用以输入设定压力的气体或液体的输入接口，并在一端设有开口；连接法兰，其活动设置于外壳的该一端，且其连接部分伸出开口，其基座部分位于外壳的内部，连接法兰和外壳之间形成一用以容纳所述气体或液体的密封室；以及弹性部件，设置在密封室内，其连接连接法兰，并能够带动连接法兰作一定的弹性伸缩，从而连接法兰能够根据气体或液体压力和外力的作用，并在所述弹性部件的配合下相应浮动；还包括限制部，用以限制连接法兰绕其轴线转动。本实用新型专利技术的柔性法兰可以多自由度运动，解决机器人在装配和加工过程中因不能灵活移动或信号反馈延迟，而导致的碰撞损坏工件的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机器人领域，具体涉及的是机器人和执行机构的过渡连接装置。
技术介绍
目前，工业机器人的应用越来越普遍，应用范围也越来越广。关节式工业机器人由于自身结构的原因，重复精度相对较高，而定位精度较低，这个特点导致工业机器人在装配和加工领域应用受限。现有的解决方式是，采用高精度的六维力传感器作为机器人和执行机构的过渡连接装置。六维力传感器能够测量x，y，z三个方向的力及绕三个轴向的力矩，传感器所获得的力和力矩信号反馈给机器人的控制系统，从而使机器人作出相应的反应。但是该方式存在以下的不足：1、力传感器成本较高，反馈控制系统较复杂，不利于广泛的推广和应用。2、力反馈控制系统存在时间上存在滞后，碰撞发生以后，系统延迟一定时间才会产生相应的动作，然而当控制系统作出响应时，工件可能已经被破坏了。另外一种解决方式是，通过单轴气缸和伺服阀来控制气缸对工件的压力，但是该方式为单自由度机构，只在一个方向上有作用，而工业中使用的六自由度机器人的运动自由度较多，执行工具和工件之间的接触力通常是多维的，若要满足需求，就要采用多个单自由度机构串联起来，系统刚度降低，误差增大，控制变得复杂，成本上升。
技术实现思路
本技术所要解决的目的是提供一种机器人用柔性法兰，可以多自由度移动，解决机器人在装配和加工过程中因不能灵活移动或信号反馈延迟，而导致的碰撞损坏工件的问题。为解决上述问题，本技术提出一种机器人用柔性法兰，包括：外壳，其上设有用以输入设定压力的气体或液体的输入接口，并在一端设有开口；连接法兰，其活动设置于外壳的该一端，且其连接部分伸出所述开口，其基座部分位于外壳的内部，所述连接法兰和外壳之间形成一用以容纳所述输入接口输入的气体或液体的密封室；以及弹性部件，设置在所述密封室内，其连接所述连接法兰，并能够带动所述连接法兰作一定的弹性伸缩，从而所述连接法兰能够根据气体或液体压力和外力的作用，并在所述弹性部件的配合下相应浮动；还包括限制部，用以限制所述连接法兰绕其轴线转动。根据本技术的一个实施例，所述外壳包括外壳基座和端盖，所述端盖固定连接外壳基座，所述端盖上设有用于连接法兰的连接部分伸出其外的开口，所述端盖能够阻挡所述连接法兰的基座部分以限制其向外滑出。根据本技术的一个实施例，所述连接法兰上设有定位凸部，所述端盖上设有和所述定位凸部配合的定位凹槽。根据本技术的一个实施例，所述端盖的开口口径稍大于所述连接法兰的连接部分的外径，所述连接法兰的连接部分和所述端盖之间设置有密封件。根据本技术的一个实施例，所述密封件为旋转油封，其安装在所述端盖开口附近，其内圈与所述连接法兰的连接部分的侧壁贴合。根据本技术的一个实施例，所述限制部包括转动限制件和直线滑槽或直线滑轨，所述转动限制件设置在所述连接法兰的基座部分的侧壁上，所述直线滑槽或直线滑轨设置在所述外壳内壁上，并配合所述转动限制件，所述直线滑槽或直线滑轨使得所述转动限制件仅在其槽向或轨向上滑动，从而所述连接法兰无法绕其轴向转动。根据本技术的一个实施例，所述转动限制件为球状物件，所述球状物件部分设置在连接法兰上，部分设置在所述直线滑槽或直线滑轨上，所述连接法兰能够贴合于球状物件的球面做相对运动。根据本技术的一个实施例，所述弹性部件一端连接在所述连接法兰的基座部分的底部，另一端连接在所述外壳不设有开口的一端的底部。根据本技术的一个实施例，所述弹性部件包括多个弹性元件，且呈圆周分布在所述连接法兰的基座部分的底部。根据本技术的一个实施例，所述输入接口连接一快插接头。一种机器人，使用前述中任意一项所述的机器人用柔性法兰。采用上述技术方案后，本技术相比现有技术具有以下有益效果：连接法兰和外壳的连接为可活动连接，两者之间又构成一密封室，并在密封室内设置弹性部件，连接法兰可以通过弹性部件弹性伸缩，从而在工作时，密封室内通入设定压力的气体或液体，连接法兰受到外力和气体或液体压力的作用，在弹性部件的配合之下，作出相应浮动，从而能够找到相应力的平衡点，当作用在工件的外力大于柔性法兰内气体或液体压力时，连接法兰可以沿轴线方向移动或相对于轴线方向倾斜、偏转，从而防止过大的作用力破坏工件，本实用新型的柔性法兰能够使执行工具在受到超过设定的负载的时候，有一定的浮动能力，具有多个方向自由度，从而执行工具能够准确定位工件。附图说明图1为本技术一个实施例的机器人用柔性法兰的结构示意图；图2为本技术一个实施例的柔性法兰与机器人连接结构示意图；图3为本技术一个实施例的带有柔性法兰的机器人结构示意图。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施的限制。本技术的柔性法兰适合用于工业机器人，可以作为在机器人和执行机构之间的过渡连接装置，将法兰设置为柔性机构，连接法兰能够在多个方向上移动，连接法兰连接执行机构，从而执行机构具有多运动自由度，执行结构例如是抓取工件的执行机构，本技术的柔性法兰相比单自由度机构而言运动自由度多，相比六维力传感器而言，无需反应延迟时间，减小了工件受损害的可能性，本技术柔性法兰能够根据所需受外力及所需姿态，确定需要通入柔性法兰内的气体或液体压力，在外力和气体或液体压力的作用下，连接法兰移动到所需位置，能够实现精确定位。参看图1，在本实施例中，机器人用柔性法兰包括：外壳，连接法兰4，弹性部件7和限制部。外壳由一端开口的外壳基座2和端盖1构成，也可以是两端开口的外壳基座和上下两个端盖构成，具体的可以通过螺栓将外壳基座2和端盖1连接起来，或者螺纹连接或其他方式连接，当然，外壳的具体形式并不限制于此，例如可以是一体成型的外壳，或者以其他构成部件及形式连接的外壳。外壳上设有用以输入设定压力的气体或液体的输入接口，可以通入具有设定压力的气体或液体，例如是压缩的液体或气体，该设定压力可以根据执行机构所需承受的外力和其姿态确定，通入的气体或液体进入到外壳的内部，外壳的壁上还可以开设一通道连通输入接口和外壳内部，在图1中，外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人用柔性法兰，其特征在于，包括：外壳，其上设有用以输入设定压力的气体或液体的输入接口，并在一端设有开口；连接法兰，其活动设置于外壳的该一端，且其连接部分伸出所述开口，其基座部分位于外壳的内部，所述连接法兰和外壳之间形成一用以容纳所述输入接口输入的气体或液体的密封室；以及弹性部件，设置在所述密封室内，其连接所述连接法兰，并能够带动所述连接法兰作一定的弹性伸缩，从而所述连接法兰能够根据气体或液体压力和外力的作用，并在所述弹性部件的配合下相应浮动；还包括限制部，用以限制所述连接法兰绕其轴线转动。

【技术特征摘要】
1.一种机器人用柔性法兰，其特征在于，包括：
外壳，其上设有用以输入设定压力的气体或液体的输入接口，并在一端设有开口；
连接法兰，其活动设置于外壳的该一端，且其连接部分伸出所述开口，其基座部分位于外壳的内部，所述连接法兰和外壳之间形成一用以容纳所述输入接口输入的气体或液体的密封室；以及
弹性部件，设置在所述密封室内，其连接所述连接法兰，并能够带动所述连接法兰作一定的弹性伸缩，从而所述连接法兰能够根据气体或液体压力和外力的作用，并在所述弹性部件的配合下相应浮动；还包括
限制部，用以限制所述连接法兰绕其轴线转动。
2.如权利要求1所述的机器人用柔性法兰，其特征在于，所述外壳包括外壳基座和端盖，所述端盖固定连接外壳基座，所述端盖上设有用于连接法兰的连接部分伸出其外的开口，所述端盖能够阻挡所述连接法兰的基座部分以限制其向外滑出。
3.如权利要求2所述的机器人用柔性法兰，其特征在于，所述连接法兰上设有定位凸部，所述端盖上设有和所述定位凸部配合的定位凹槽。
4.如权利要求2所述的机器人用柔性法兰，其特征在于，所述端盖的开口口径稍大于所述连接法兰的连接部分的外径，所述连接法兰的连接部分和所述端盖之间设置有密封件。
5.如权利要求4所述的机器人用柔性法兰，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：周嵩，
申请(专利权)人：上海戴屹科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31