【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种磨抛装置，具体是一种具有振动控制和刚度调节功能的机器人柔顺磨抛装置，属于智能制造。
技术介绍
1、磨抛是工业领域中常见的作业类型。尤其是机器人磨抛，其在钢材抛光、陶瓷卫浴、大理石、高铁车身以及风电叶片的打磨等场景的应用越来越广泛。其中，末端执行器是机器人磨抛的关键部件，其性能在很大程度上决定了整个机器人作业系统的性能好坏。
2、现有技术中，《基于被动柔顺的机器人抛磨力/位混合控制方法》提出一种基于被动柔顺装置的机器人抛磨系统力/位混合控制策略，在机器人末端安装一个柔顺装置实现对工具末端力控制和位置控制的解耦，柔顺装置一端安装于机器人末端，另一端连接抛磨工具，机器人控制器控制机器人末端位姿，柔顺装置控制器直接控制工具与工件的接触力。然而现有技术存在以下问题：一是，由于机器人本体的低刚度特性，在作业过程中也容易产生残余振动，同时尤其是对于弹性薄壁件，在磨抛过程中易发生弹性振动，这些振动因素影响机器人磨抛的稳定性；二是，现有的磨抛装置的研究主要是实现恒力控制，然而机器人磨抛对负载动态变化的自适应调节能力差，难以根据负载变化实现磨抛振动控制和刚度调节。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于为了解决上述至少一个技术问题而提供一种结构简单，具有主被动抑振功能和刚度调节功能的机器人柔顺磨抛装置，该机器人柔顺磨抛装置隔离或抑制磨抛过程产生的振动，适应磨抛负载动态变化，对机器人稳定磨抛具有重要价值。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种机器
3、所述柔顺联接装置包括上联接法兰、磁流变阻尼单元、电磁变刚度单元、支撑骨架、磨抛联接法兰、力传感器和位移传感器；
4、其中，磁流变阻尼单元的上端与上联接法兰相联，磁流变阻尼单元的下端与电磁变刚度单元串联；
5、电磁变刚度单元位于支撑骨架的内部，电磁变刚度单元下端通过力传感器联接磨抛联接法兰；
6、支撑骨架上端联接磁流变阻尼单元，支撑骨架下端联接磨抛联接法兰，位移传感器固定在磁流变阻尼单元上。
7、作为本专利技术的进一步技术方案：磁流变阻尼单元由导磁环、上端盖、电磁线圈ⅰ、隔磁环、磁流变液、磁流压板、导杆和下端盖组成；
8、其中，电磁线圈ⅰ缠绕在隔磁环的腔体中，隔磁环下端留有通孔ⅰ用于导线的引出，导杆与磁流压板联接，导磁环与上端盖与下端盖联接，磁流变液充满磁流压板与上端盖、下端盖、隔磁环所围成的区域，其中上端盖开有密封槽ⅰ，下端盖开有密封槽ⅱ、密封槽ⅲ用于对磁流变液的密封，下端盖的下端留有通孔ⅱ与通孔ⅰ配合用于电磁线圈ⅰ中导线的引出。
9、作为本专利技术的进一步技术方案：电磁变刚度单元由电磁线圈ⅱ、隔磁板、衔铁、永磁铁组成；
10、其中，电磁线圈ⅱ缠绕在衔铁与隔磁板所联接的腔体内，隔磁板上端留有通孔ⅲ用于导杆的穿过，衔铁留有内螺纹用于和导杆的外螺纹进行配合，永磁铁为中间空心的环形永磁铁便于直线轴承ⅰ的穿入。
11、作为本专利技术的进一步技术方案：支撑骨架由支撑柱、导向杆、支撑板、支撑弹簧、直线轴承ⅰ、直线轴承ⅱ组成；
12、其中，支撑柱上端联接下端盖，支撑柱下端联接支撑板，支撑板的中间与四周留有通孔ⅳ、通孔ⅴ便于直线轴承ⅰ和直线轴承ⅱ的穿入，支撑弹簧套入导向杆中，导向杆下端留有螺纹孔ⅲ与磨抛联接法兰配合。
13、作为本专利技术的进一步技术方案：磨抛联接法兰为中间有凸起圆台的“凸”字形法兰，磨抛联接法兰的凸台中间留有螺纹孔ⅰ与力传感器联接，四周留有螺纹孔ⅱ、阶梯孔用于配合磨抛工具以及导向杆。
14、作为本专利技术的进一步技术方案：位移传感器固定板其外形为“t”型板，位移传感器固定板上留有通孔ⅵ、通孔ⅶ。
15、作为本专利技术的进一步技术方案：位移传感器反射板其外形为“z”字形，位移传感器反射板上留有通孔ⅷ用于和磨抛联接法兰配合，通孔ⅸ穿过导向杆起到定位作用。
16、作为本专利技术的进一步技术方案：导杆外状为带有螺纹的阶梯杆，导杆的中间阶梯部位留有外螺纹，导杆的上端留有螺纹孔ⅳ，下端留有螺纹孔ⅴ。
17、作为本专利技术的进一步技术方案：支撑柱外形为上下端对称的双向切边的工字形空心柱，支撑柱的上端与下端留有螺纹孔ⅵ。
18、本专利技术的有益效果是：
19、1）本专利技术的柔顺磨抛装置不仅具有主被动抑振功能，同时还具有电磁驱动的刚度调节的功能，本专利技术的柔顺磨抛装置的采用磁流变阻尼的方式，抑制机器人磨抛过程中的振动，动态响应好，承载能力大；
20、2）本专利技术通过电流调节实现柔顺磨抛装置刚度的调控，能够有效适应磨抛负载变化，通过振动抑制和刚度的调节有效抑制磨抛过程中的振动和适应磨抛负载的变化，实现机器人的柔顺磨抛作业。
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1.一种机器人柔顺磨抛装置，其特征在于：包括机器人本体（001）、柔顺联接装置（002）和磨抛工具（003）；
2.根据权利要求1所述的一种机器人柔顺磨抛装置，其特征在于：所述磁流变阻尼单元（200）由导磁环（210）、上端盖（220）、电磁线圈Ⅰ（230）、隔磁环（240）、磁流变液（250）、磁流压板（260）、导杆（270）和下端盖（280）组成；
3.根据权利要求2所述的一种机器人柔顺磨抛装置，其特征在于：所述的电磁变刚度单元（300）由电磁线圈Ⅱ（310）、隔磁板（320）、衔铁（330）、永磁铁（340）组成；
4.根据权利要求2所述的一种机器人柔顺磨抛装置，其特征在于：所述支撑骨架（400）由支撑柱（410）、导向杆（420）、支撑板（430）、支撑弹簧（440）、直线轴承Ⅰ（C01）、直线轴承Ⅱ（C02）组成；
5.根据权利要求2所述的一种机器人柔顺磨抛装置，其特征在于：所述磨抛联接法兰（500）为中间有凸起圆台的“凸”字形法兰，磨抛联接法兰（500）的凸台中间留有螺纹孔Ⅰ（510）与力传感器（600）联接，四周留有
6.根据权利要求2所述的一种机器人柔顺磨抛装置，其特征在于：所述的位移传感器固定板（710）其外形为“T”型板，位移传感器固定板（710）上留有通孔Ⅵ（711）、通孔Ⅶ（712）。
7.根据权利要求2所述的一种机器人柔顺磨抛装置，其特征在于：所述的位移传感器反射板（720）其外形为“Z”字形，位移传感器反射板（720）上留有通孔Ⅷ（721）用于和磨抛联接法兰（500）配合，通孔Ⅸ（722）穿过导向杆（420）起到定位作用。
8.根据权利要求4所述的一种机器人柔顺磨抛装置，其特征在于：所述的导杆（270）外状为带有螺纹的阶梯杆，导杆（270）的中间阶梯部位留有外螺纹（271），导杆的上端留有螺纹孔Ⅳ（272），下端留有螺纹孔Ⅴ（273）。
9.根据权利要求5所述的一种机器人柔顺磨抛装置，其特征在于：所述的支撑柱（410）外形为上下端对称的双向切边的工字形空心柱，支撑柱（410）的上端与下端留有螺纹孔Ⅵ（411）。
...【技术特征摘要】
1.一种机器人柔顺磨抛装置，其特征在于：包括机器人本体（001）、柔顺联接装置（002）和磨抛工具（003）；
2.根据权利要求1所述的一种机器人柔顺磨抛装置，其特征在于：所述磁流变阻尼单元（200）由导磁环（210）、上端盖（220）、电磁线圈ⅰ（230）、隔磁环（240）、磁流变液（250）、磁流压板（260）、导杆（270）和下端盖（280）组成；
3.根据权利要求2所述的一种机器人柔顺磨抛装置，其特征在于：所述的电磁变刚度单元（300）由电磁线圈ⅱ（310）、隔磁板（320）、衔铁（330）、永磁铁（340）组成；
4.根据权利要求2所述的一种机器人柔顺磨抛装置，其特征在于：所述支撑骨架（400）由支撑柱（410）、导向杆（420）、支撑板（430）、支撑弹簧（440）、直线轴承ⅰ（c01）、直线轴承ⅱ（c02）组成；
5.根据权利要求2所述的一种机器人柔顺磨抛装置，其特征在于：所述磨抛联接法兰（500）为中间有凸起圆台的“凸”字形法兰，磨抛联接法兰（500）的凸台中间留有螺纹孔ⅰ（510）与力传感器（60...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉飞，邵传好，张席，鞠锦勇，吴朗，陈洋洋，朱祖浩，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：
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