一种恒力输出执行器制造技术

本发明专利技术公开了一种恒力输出执行器，包括至少四个自动调整气缸、柱身、顶盖和底盖以及控制器，通过每个自动调整气缸输出压力自动调节实现执行器输出恒定的压力，所述自动调整气缸包括供气管道、两个电磁阀和三个气缸，第一气缸设于第二气缸上方，第一气缸内设有两个活塞，其中上部活塞设有与之相连的推杆，下部活塞与第二气缸内的活塞通过刚性连杆固定相连，第三气缸的顶部与第一气缸下部通过管道相连，第一气缸和第二气缸及第三气缸之间部分充满液压油，每一个气缸顶部和底部均设有一个气口，所述四个气口分别通过两个电磁阀与供气管道相连，本发明专利技术与机器人配合使用能使磨轮和不规则工件始终保持恒力接触。

Constant force output actuator

The invention discloses a constant output of the actuator, including at least four automatic adjustment, cylinder body, a top cover and a bottom cover and a controller, through each automatically adjust the output pressure of the cylinder to achieve the actuator output constant pressure automatic adjustment, automatic adjustment of the cylinder for gas pipelines, including two solenoid valves and three cylinders of the. The first cylinder is arranged on the second cylinder, the first cylinder is provided with a piston two, wherein the upper piston is provided with a push rod which is connected with the lower part of the piston, the piston and the cylinder second is fixedly connected by a rigid rod, the lower the top third cylinder and the first cylinder are connected by a pipeline, part between the first cylinder and a second cylinder and three cylinder filled with hydraulic oil each cylinder, the top and bottom is provided with an air outlet, the air outlet four respectively through two solenoid valve and the gas pipeline. Moreover, the invention can make the grinding wheel and the irregular workpiece always keep constant contact when used in conjunction with the robot.

【技术实现步骤摘要】
一种恒力输出执行器
本专利技术涉及机器人末端执行器的
，具体涉及一种恒力输出执行器。
技术介绍
在机械行业加工领域，自动化技术应用越来越广泛，而机器人又是实现自动化生产的关键，因而在越来越多的领域中得到了应用，随着机器人向更深更广的方向发展以及其智能化不断的提高，机器人的应用范围也将越来越大，将从汽车行业延伸到其它制造业领域。人们对于机器人的要求也将越来越高，需要机器人有较高的敏感性和灵活性，才能从事更加精密的自动化工作，使加工的质量得到保证。从而需要一种可以与机器人相配合使用，可以自动补偿重力影响，始终保持着恒力输出的执行器，让要求更高的工作可以实现自动化。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种可以自由伸缩与工件始终保持接触，可以自动补偿顶盖自身重力的影响，实时测量和反馈实际输出力的值，并保存以现任一时间点之前20秒内所有数据，始终保持恒力输出的执行器。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种恒力输出执行器，包括圆筒状的柱体和至少四个自动调整气缸，所述柱体包括顶盖、底盖和柱身，所述底盖与柱身固定相连，所述顶盖为活动盖；所述每一个自动调整气缸的缸体均与底盖固定相连，每一个自动调整气缸顶部可自由伸缩的推杆均与顶盖活接固定相连，其中一个自动调整气缸设于底盖中心处，其他自动调整气缸以底盖中心处为中心对称分布；所述自动调整气缸包括供气管道、第一电磁阀、第二电磁阀、第一气缸、第二气缸、以及第三气缸，所述第一气缸设于第二气缸上方，第一气缸内设有两个活塞，其中上部活塞设有能够伸出第一气缸顶部的推杆，下部活塞与第二气缸内的活塞通过刚性连杆固定相连，第三气缸的顶部与第一气缸下部侧面通过连通管道相连，第一气缸的两个活塞之间部分以及第三气缸的活塞以上部分均充满液压油，第一气缸顶部和第三气缸底部分别设有气口一和气口四，第二气缸顶部和底部分别设有气口二和气口三，所述气口一和气口四通过第一电磁阀与供气管道相连，第一电磁阀控制气口一和气口四分别连上供气管道或者排大气，所述气口二和气口三通过第二电磁阀与供气管道相连或者排大气，第二电磁阀控制气口二和气口三分别连上供气管道或者排大气。作为改进，所述底盖上设有控制器和重力传感器，所述重力传感器将测得的底盖倾斜角度数据接入控制器，所述控制器控制每一个自动调整气缸的第一电磁阀和第二电磁阀的开度大小和阀位。作为改进，所述第一气缸侧面设有用于检测液压油压强的压力传感器，补偿顶盖自身重力对各个自动调整气缸输出压力的影响。作为改进，所述供气管道上设有对压缩空气进行过滤和减压的空气过滤装置。本专利技术所述的恒力输出执行器工作原理如下：采用自动调整气缸来产生所需的恒定输出力，由于气体有可压缩性且气缸的输出力范围不大，故采用气缸控制液压缸的自动调整气缸，来产生恒定的输出力，在每个自动调整气缸的液压缸的侧面安装压力传感器，实时检测液压缸的压力值，并反馈给控制器，并将20秒内的数据存储在控制器的数据库内，同时通过控制器I/O口输出不同的控制信号实时调整第一电磁阀和第二电磁阀不同通道的开合，来改变压缩气体的流向，从而保证恒力输出。由于恒力输出执行器重力的影响会造成每个自动调整气缸的推杆输出的压力与设置的压力值产生偏差，在恒力输出执行器内部设置有重力传感器，通过重力传感器检测不同位姿状态下的偏差角，并由控制器计算出由于需要补偿顶盖自身重力影响而需要额外输出的压力，并由控制器I/O口输出不同的控制信号实时调整电磁阀不同通道的开合，来改变气缸的输出压力，实现执行器恒力输出的目的。作为本专利技术对恒力控制部分的一种说明，所述的控制器为保证该执行器能够可以和市场上几乎所有品牌的机器人控制系统无障碍的通信，该控制器应具有EthernetTCP/IP、Profibus、CANopen、AnalogI/O、XML、DeviceNet、ProfiNet、ModbusTCP和双组合通信协议。作为本专利技术对恒力控制部分的一种说明，所述的数据库可以记录任一时间点之前20秒内所有数据，以便分析20秒内执行器的压力输出变化。作为本专利技术对恒力执行部分的一种说明，所述恒力输出执行器的柱体内共安装有四个气缸，一个气缸安装于所述柱体底盖的中心，另外三个于其周围以120度角均匀分布。所述液压缸分别固定安装于每个自动调整气缸的侧面，与自动调整气缸配合使用，通过气缸驱动液压油以产生稳定的压力。本专利技术的有益效果是：通过本专利技术恒力输出执行器与机器人配合使用，该恒力输出执行器可以有效的保证与工件始终保持着接触，可以自动补偿重力的影响，测量并反馈实际力的值，并保存以现任一时间点之前20秒内所有数据，始终保持着所需的恒力输出。附图说明图1为恒力输出执行器整体结构示意图。图2为自动调整气缸推杆伸长示意图。图3为自动调整气缸推杆增压示意图。图4为自动调整气缸推杆缩短示意图。图5为本专利技术控制系统框图。图6为重力传感器补偿计算原理图。图中符号说明：1-柱身；2-控制器；3-重力传感器，41-气缸A，42-气缸O，43-气缸B，44-气缸C，51-液压缸A，52-液压缸O，53-液压缸B，54-液压缸C，61-压力传感器A，62-压力传感器O，63-压力传感器B，64-压力传感器C，7-电源及通讯接口，8-压缩空气接口，91-气缸A的着力点，92-气缸O的着力点，93-气缸B的着力点，94-气缸C的着力点，10-气源，11-第一电磁阀，12-第二电磁阀，13-第一气缸，14-第二气缸，15-第三气缸，16-推杆，17-气口一，18-气口二，19-气口三，20-气口四，21-刚性连杆，22-空气过滤装置，23-顶盖，24-底盖，25-压力传感器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术举例说明。如图2所示，一种恒力输出执行器的自动调整气缸，包括气源10，供气管道、第一电磁阀11、第二电磁阀12、第一气缸13、第二气缸14、以及第三气缸15，所述第一气缸13设于第二气缸14上方，第一气缸13内设有两个活塞，其中上部活塞设有能够伸出第一气缸13顶部的推杆16，下部活塞与第二气缸14内的活塞通过刚性连杆21固定相连，第三气缸15的顶部与第一气缸13下部侧面通过连通管道相连，第一气缸13的两个活塞之间部分以及第三气缸15的活塞以上部分均充满液压油，第一气缸13顶部和第三气缸15底部分别设有气口一17和气口四20，第二气缸14顶部和底部分别设有气口二18和气口三19，所述气口一17和气口四20通过供气管道与第一电磁阀11输出管道相连，第一电磁阀11输入端通过进气管道连接气源10或排大气，第一电磁阀11控制分别与气口一17和气口四20相连的供气管道与进气管道相连或者排大气，所述气口二18和气口三19通过供气管道与第二电磁阀12输出管道相连，第二电磁阀12输入端通过进气管道与气源10相连或者排大气，第二电磁阀12控制分别与气口二18和气口三19相连的供气管道与进气管道相连或者排大气。所述第一气缸13侧面设有用于检测液压油压强的压力传感器25。以便通过控制器2检测液压油压强的压力是否满足设置定值，如果不满足，则控制器2控制第一电磁阀11和第二电磁阀12控制。所述供气管道上设有对压缩空气进行过滤和减压的空气过滤装置22。所述自动调整气缸根据压力传感器25检测液压油压强大小来控制推杆16输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种恒力输出执行器，其特征在于：包括圆筒状的柱体和至少四个自动调整气缸，所述柱体包括顶盖、底盖和柱身，所述底盖与柱身固定相连，所述顶盖为活动盖；所述每一个自动调整气缸的缸体均与底盖固定相连，每一个自动调整气缸顶部可自由伸缩的推杆均与顶盖活接固定相连，其中一个自动调整气缸设于底盖中心处，其他自动调整气缸以底盖中心处为中心对称分布；所述自动调整气缸包括供气管道、第一电磁阀、第二电磁阀、第一气缸、第二气缸、以及第三气缸，所述第一气缸设于第二气缸上方，第一气缸内设有两个活塞，其中上部活塞设有能够伸出第一气缸顶部的推杆，下部活塞与第二气缸内的活塞通过刚性连杆固定相连，第三气缸的顶部与第一气缸下部侧面通过连通管道相连，第一气缸的两个活塞之间部分以及第三气缸的活塞以上部分均充满液压油，第一气缸顶部和第三气缸底部分别设有气口一和气口四，第二气缸顶部和底部分别设有气口二和气口三，所述气口一和气口四通过第一电磁阀与供气管道相连，第一电磁阀控制气口一和气口四分别连上供气管道或者排大气，所述气口二和气口三通过第二电磁阀与供气管道相连或者排大气，第二电磁阀控制气口二和气口三分别连上供气管道或者排大气。

【技术特征摘要】
1.一种恒力输出执行器，其特征在于：包括圆筒状的柱体和至少四个自动调整气缸，所述柱体包括顶盖、底盖和柱身，所述底盖与柱身固定相连，所述顶盖为活动盖；所述每一个自动调整气缸的缸体均与底盖固定相连，每一个自动调整气缸顶部可自由伸缩的推杆均与顶盖活接固定相连，其中一个自动调整气缸设于底盖中心处，其他自动调整气缸以底盖中心处为中心对称分布；所述自动调整气缸包括供气管道、第一电磁阀、第二电磁阀、第一气缸、第二气缸、以及第三气缸，所述第一气缸设于第二气缸上方，第一气缸内设有两个活塞，其中上部活塞设有能够伸出第一气缸顶部的推杆，下部活塞与第二气缸内的活塞通过刚性连杆固定相连，第三气缸的顶部与第一气缸下部侧面通过连通管道相连，第一气缸的两个活塞之间部分以及第三气缸的活塞以上部分均充满液压油，第一气缸顶部和第三气缸底部分别设有气口一和气口四...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨智勇，李书廷，王君，孙金风，游颖，汪泉，任军，魏琼，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42