一种刚柔耦合的电驱打磨末端执行器制造技术

本发明专利技术公开了一种刚柔耦合的电驱打磨末端执行器，包括支撑组件、直线电驱组件、打磨组件和刚柔耦合组件；其中，刚柔耦合组件包括分布在执行器四周的拉涨蜂窝结构，拉涨蜂窝结构能够随着执行器的运动而拉涨或收缩；拉涨蜂窝结构基于刚度强化设计，由若干个嵌套式子胞单元阵列而成，每个嵌套式子胞单元包括外子胞元和内子胞元，内子胞元嵌套在外子胞元内且上、下端与外子胞元相连；外子胞元由四个异型单元一体成型，使得外子胞元在嵌套式子胞单元主视图中的形状呈蝴蝶状；内子胞元为经典内凹六边形结构，由四个角型板一体成型；通过改变嵌套式子胞单元的结构参数改变杨氏模量，进而改变执行器的刚度。该执行器采用音圈电机驱动，相较于气动驱动具有更高的控制精度与响应速度；因刚柔耦合组件的存在，具有较高的刚度和一定的柔顺性，能够有效解决低刚度引起的加工振动和力过冲引起的控制难度增加问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自动化磨削设备，具体涉及一种刚柔耦合的电驱打磨末端执行器，具有高精度、快速响应与刚柔耦合等特点。

技术介绍

1、各类焊接维修后的零件需要进行磨削加工，确保修复过程的完整性。磨削加工可消除零件表面缺陷，保证尺寸精度，但是传统的人工打磨成本高、精度无法保证、安全性低；机床打磨精度高，但适应性差，成本高。机器人打磨凭借高柔顺性，成为磨抛加工降本增效的首要手段，磨抛加工既可消除零件表面的缺陷，保证尺寸精度，也可提高工件表面的光洁度，增加表面硬度，提高寿命。

2、具有高硬度、高耐磨、形状复杂等特点的工件会产生精密磨抛加工难度大，易发生振动等问题，从而降低加工精度。机器人磨抛加工通过在末端执行器上安装磨抛工具实现，通过分别控制机器人与末端执行器实现打磨路径与打磨力的控制。由于机器人与末端执行器整体作为串联机构，低刚度特性易引起加工振动；过高的刚性会引起力过冲问题，增大力控制难度。

3、申请号为202010029488.6和202011356093.3的专利申请分别公开了一种磨抛力控末端执行装置和一种气动柔顺打磨末端执行器，这两种末本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种刚柔耦合的电驱打磨末端执行器，包括支撑组件、直线电驱组件和打磨组件；其特征在于，该执行器还包括刚柔耦合组件，刚柔耦合组件包括分布在执行器四周的拉涨蜂窝结构，拉涨蜂窝结构能够随着执行器的运动而拉涨或收缩；拉涨蜂窝结构由若干个嵌套式子胞单元阵列而成，每个嵌套式子胞单元包括外子胞元和内子胞元，内子胞元嵌套在外子胞元内且上、下端与外子胞元相连；外子胞元由四个异型单元一体成型，使得外子胞元在嵌套式子胞单元主视图中的形状呈蝴蝶状；每个异型单元包括类Z形板和类L形板，类Z形板在嵌套式子胞单元主视图中的侧边由线段IJ、JK和KA组成，线段IJ和KA平行；类L形板在嵌套式子胞单元主视图中的侧边由线...

【技术特征摘要】

1.一种刚柔耦合的电驱打磨末端执行器，包括支撑组件、直线电驱组件和打磨组件；其特征在于，该执行器还包括刚柔耦合组件，刚柔耦合组件包括分布在执行器四周的拉涨蜂窝结构，拉涨蜂窝结构能够随着执行器的运动而拉涨或收缩；拉涨蜂窝结构由若干个嵌套式子胞单元阵列而成，每个嵌套式子胞单元包括外子胞元和内子胞元，内子胞元嵌套在外子胞元内且上、下端与外子胞元相连；外子胞元由四个异型单元一体成型，使得外子胞元在嵌套式子胞单元主视图中的形状呈蝴蝶状；每个异型单元包括类z形板和类l形板，类z形板在嵌套式子胞单元主视图中的侧边由线段ij、jk和ka组成，线段ij和ka平行；类l形板在嵌套式子胞单元主视图中的侧边由线段ab和bc组成，线段ab垂直于线段ka；内子胞元由四个角型板一体成型，角型板在嵌套式子胞单元主视图中的侧边由线段hg和gd组成，线段hg平行于线段ij和ka，线段gd平行于线段bc。

2.根据权利要求1所述的刚柔耦合的电驱打磨末端执行器，其特征在于，通过改变嵌套式子胞单元的结构参数改变杨氏模量，进而改变执行器的刚度；其中，外子胞元的杨氏模量e1为：

3.根据权利要求2所述的刚柔耦合的电驱打磨末端执行器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴士杰，金宇桐，李慨，李世博，王瑞钦，季文彬，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：