本申请公开了一种带有主动阻尼的机器人力控抛磨末端执行器，包括旋转运动组件、恒力调整组件、运动解耦组件与抛磨盘组件；旋转运动组件通过花键轴将旋转动力传递给滚珠花键；恒力调整组件将轴向力传递给滚珠花键，实现花键轴可轴向移动的同时与电机同步旋转，从而实现旋转运动与轴向移动的解耦，同时实时监测抛磨盘组件的受力情况；并且，恒力调整组件通过气缸提供阻尼，有效限制因抛磨过程末端执行器改变抛磨位置或者其他外部条件引起的抛磨盘振动；抛磨盘组件与滚珠花键连接，实现与滚珠花键同步旋转与同步伸缩运动。本申请可实现轴向力与转速的精准控制，同时主动阻尼抛磨过程中的振动，整体结构简洁紧凑、控制方便、力控精度高且响应带宽高。度高且响应带宽高。度高且响应带宽高。
【技术实现步骤摘要】
一种带有主动阻尼的机器人力控抛磨末端执行器
[0001]本申请涉及机器人自动化
，尤其涉及一种带有主动阻尼的机器人力控抛磨末端执行器。
技术介绍
[0002]随着现代工业的快速发展，工业机器人在各个领域中越来越被普遍应用，尤其是在一些工作环境恶劣、需重复大量繁重工作的领域。在一些需要接触式的作业环境中，往往要求工业机器人拥有一定的接触感知与调节能力，以达到工作要求的完成如夹持、打磨、抛磨、装配等作业。其中，在机器人抛磨过程中，恒力抛磨是影响加工件表面质量的关键因素，而抛磨工具和被加工件发生相对移动或者其他相互作用都会使抛磨工具产生振动，从而影响工具的力控制精度。因此，实现抛磨工具与工件接触力的恒力控制是有必要的，并且实现具有主动阻尼的恒力控制对完成高精度作业有着很重要的意义。
[0003]工业机器人力控制的方法主要分为直接力控制和间接力控制两种，其中直接力控制是通过控制机械臂驱动关节的力矩实现的，间接力控制是通过附加力控末端执行器实现的。两种方法各有优缺点：前者需建立准确的机器人动力学模型，并开发实时、鲁棒的力控制算法，通常适用于新一代轻量化机器人的力控制；后者通过附加的力控末端执行器实现力位混合控制的解耦，虽然系统成本略微提高，但力控制的动态特性和通用性更好，通常适用于高速重载机器人，具有广阔的应用前景。总体上来说，直接力控制响应速度慢，算法稳定性较差，难以实现工业生产，因此力控末端执行器实现力控制是合理选择，而开发带有主动阻尼的力控抛磨末端执行器是实现机器人恒力抛磨的合理途径，在这方面，现有的力控抛磨末端执行器还存在一些不足，需要进一步改进和完善。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本申请的目的是提供一种带有主动阻尼的机器人力控抛磨末端执行器，能够提高力控抛磨末端执行器恒力控制的稳定性。
[0005]为达到上述技术目的，本申请提供了一种带有主动阻尼的机器人力控抛磨末端执行器，包括恒力调整组件、旋转运动组件、运动解耦组件与抛磨盘组件；
[0006]所述恒力调整组件包括气缸、音圈电机定子、音圈电机动子、线性导向轴、直线轴承、下连接板、多维力传感器与T型连接板；
[0007]所述下连接板沿所述花键轴远离所述电机的轴向方向与所述T型连接板间隔设置；
[0008]所述气缸包括缸体与缸杆；
[0009]所述缸体的第一端固定连接所述T型连接板的肋板，第二端与所述缸杆的第一端配合连接；
[0010]所述缸杆的第二端固定连接所述下连接板；
[0011]所述音圈电机定子与所述音圈电机动子组成音圈电机设于所述下连接板与所述T
型连接板之间，且所述音圈电机定子的端部固定连接所述T型连接板的肋板，所述音圈电机动子的端部固定连接所述下连接板；
[0012]所述线性导向轴第一端连接所述T型连接板的肋板，第二端连接所述下连接板；
[0013]所述直线轴承套设于所述线性导向轴外周，用于限制所述线性导径轴的径向运动；
[0014]所述多维力传感器安装于所述T型连接板的翼板上；
[0015]所述旋转运动组件包括电机、电机支架、花键轴、花键轴轴承与第一联轴器；
[0016]所述电机安装于所述电机支架上；
[0017]所述电机支架安装于所述T型连接板的肋板上；
[0018]所述花键轴通过所述第一联轴器与所述电机的输出轴连接，并且通过所述花键轴轴承与所述T行连接板的肋板连接；
[0019]所述运动解耦组件包括滚珠花键与旋转轴承；
[0020]所述花键轴依次穿过所述T型连接板的肋板、所述音圈电机定子、所述音圈电机动子、所述下连接板后，与所述滚珠花键同步旋转连接；
[0021]所述旋转轴承与所述下连接板轴向固定连接，并与所述滚珠花键轴向固定连接，用于将所述下连接板的轴向动力传递给所述滚珠花键；
[0022]所述抛磨盘组件包括抛磨盘安装件与抛磨盘；
[0023]所述抛磨盘安装件一端与所述滚珠花键固定连接，另一端与所述抛磨盘连接。
[0024]优选地，还包括供气组件；所述供气组件包括两个气压计、两个四通阀、两个比例阀、供气罐与气压机；
[0025]两所述气压计连接所述气缸，分别用于测量所述气缸内无杆腔与有杆腔的气压；
[0026]两所述四通阀的第一通口分别连接所述气缸的无杆腔与有杆腔；
[0027]两所述比例阀分别连接两所述四通阀的第二通口；
[0028]所述气压机连接所述供气罐；
[0029]所述供气罐连接两所述比例阀，用于将所述气压机供应的气体控制到预设定的气压值后输送给气缸；
[0030]两所述四通阀的第三通口连接外部，第四通口处于封闭状态。
[0031]优选地，所述气缸具体为单杆双作用气缸。
[0032]优选地，所述线性导向轴第一端与所述T型连接板的肋板轴向可活动连接，第二端与所述下连接板固定连接；
[0033]所述直线轴承设置于所述T型连接板与所述下连接板之间，且一端固定连接所述T型连接板的肋板。
[0034]优选地，所述恒力调整组件还包括轴端挡片；
[0035]所述轴端挡片与穿过所述T型连接板的所述线性导向轴的第一端连接，用于限制所述线性导向轴的轴向运动距离。
[0036]优选地，所述运动解耦组件还包括花键套；所述运动解耦组件还包括第二联轴器；
[0037]所述花键套内周壁固定套接所述滚珠花键，所述花键套的外周壁轴向固定并可旋转套接于所述旋转轴承内；
[0038]所述抛磨盘安装件通过所述花键套与所述滚珠花键固定连接；
[0039]所述抛磨盘安装件与所述抛磨盘通过第二联轴器固定连接。
[0040]优选地，所述运动解耦组件还包括轴承外壳与卡簧；
[0041]所述轴承外壳套接于所述旋转轴承外周壁，与所述旋转轴承过盈连接；
[0042]所述旋转轴承通过所述轴承外壳与所述下连接板轴向固定连接；
[0043]所述卡簧安装于所述轴承外壳，用于限制所述旋转轴承相对于所述轴承外壳轴向运动。
[0044]优选地，所述多维力传感器具体为六维力传感器。
[0045]优选地，所述气缸具体为两个；
[0046]所述线性导向轴具体为两根；
[0047]两所述气缸与两所述线性导向轴关于所述音圈电机定子的中心轴呈圆周均匀对称分布。
[0048]从以上技术方案可以看出，本申请设置恒力调整组件、旋转运动组件、运动解耦组件与抛磨盘组件，具备以下优点：
[0049](1)恒力调整组件采用音圈电机提供轴向力，由于音圈电机是一种依靠电力转化为磁力的电机，轴向力的大小仅与供给的电流以及音圈电机的电流参数大小有关，因此轴向力的大小可直接通过供给的电流控制；恒力调整组件还通过气缸提供阻尼，能够有效地限制音圈电机因抛磨过程末端执行器改变抛磨位置或者其他外部条件引起的抛磨盘振动，实现轴向接触力恒定；同时，恒力调整组件采用多维力传感器将测得的抛本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种带有主动阻尼的机器人力控抛磨末端执行器，其特征在于，包括恒力调整组件、旋转运动组件、运动解耦组件与抛磨盘组件；所述恒力调整组件包括气缸、音圈电机定子、音圈电机动子、线性导向轴、直线轴承、下连接板、多维力传感器与T型连接板；所述多维力传感器安装于所述T型连接板的翼板上；所述旋转运动组件包括电机、电机支架、花键轴、花键轴轴承与第一联轴器；所述电机安装于所述电机支架上；所述电机支架安装于所述T型连接板的肋板上；所述花键轴通过所述第一联轴器与所述电机的输出轴连接，并且通过所述花键轴轴承与所述T型连接板的肋板连接；所述下连接板沿所述花键轴远离所述电机的轴向方向与所述T型连接板间隔设置；所述气缸包括缸体与缸杆；所述缸体的第一端固定连接所述T型连接板的肋板，第二端与所述缸杆的第一端配合连接；所述缸杆的第二端固定连接所述下连接板；所述音圈电机定子与所述音圈电机动子组成音圈电机设于所述下连接板与所述T型连接板之间，且所述音圈电机定子的端部固定连接所述T型连接板的肋板，所述音圈电机动子的端部固定连接所述下连接板；所述线性导向轴第一端连接所述T型连接板的肋板，第二端连接所述下连接板；所述直线轴承套设于所述线性导向轴外周，用于限制所述线性导径轴的径向运动；所述运动解耦组件包括滚珠花键与旋转轴承；所述花键轴依次穿过所述T型连接板的肋板、所述音圈电机定子、所述音圈电机动子、所述下连接板后，与所述滚珠花键同步旋转连接；所述旋转轴承与所述下连接板轴向固定连接，并与所述滚珠花键轴向固定连接，用于将所述下连接板的轴向动力传递给所述滚珠花键；所述抛磨盘组件包括抛磨盘安装件与抛磨盘；所述抛磨盘安装件一端与所述滚珠花键固定连接，另一端与所述抛磨盘连接。2.根据权利要求1所述的带有主动阻尼的机器人力控抛磨末端执行器，其特征在于，还包括供气组件；所述供气组件包括两个气压计、两个四通阀、两个比例阀、供气罐与气压机；两所述气压计连接所述气缸，分别用于测量所述气缸内无杆腔与有杆腔的气压；两所述四通阀的第一通口分别连接所述气缸的无杆腔与有杆腔；两所述比例阀分别连接两所述四通阀的第二通口；所述气压机连接所述供气...
【专利技术属性】
技术研发人员：管贻生，王兵，李坚，陈浩文，张涛，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：
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