【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种搬运装置，具体是一种电磁驱动的机器人柔顺搬运装置及其使用方法，属于机器人和智能制造。
技术介绍
1、一般而言，搬运是工业制造领域中常见的作业类型。机器人搬运在机床上下料、自动装配、码垛等场景的应用越来越广泛。末端执行器是机器人搬运作业的关键部件，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，《液晶玻璃基板搬运机器人设计与研究》（南京信息工程大学，张世杰，2023）针对液晶玻璃基板搬运，通过对真空吸盘优化和改进，加强末端执行机构稳定性，减少玻璃破碎，提高良品率，其次通过轨迹优化减少机器人搬运时间、降低玻璃破损。但是现有技术可能存在以下问题：1）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负载，在搬运过程中易发生弹性振动，这些振动因素影响机器人搬运作业的稳定性；2）机器人搬运末端执行器主要是单纯的搬运功能，且主要是针对特定负载的搬运作业，对负载动态变化如工件振动的情况自适应调节功能不足，难以根据负载变化实现接触力的调节。
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电磁驱动的机器人柔顺搬运装置及其使用方法，该电磁驱动的机器人柔顺搬运装置具有减振功能和刚度调节功能，能够隔离或抑制搬运过程产生的振动，适应负载动态变化，对机器人稳定搬运具有重要价值。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种电磁驱动的机器人柔顺搬运装置，包括机器人本体、减振单元和变
3、其中，减振单元包括上联接法兰、被动减振单元、主动减振单元和下联接法兰，主动减振单元位于被动减振单元的内部，上联接法兰和下联接法兰分别装配在被动减振单元的上端和下端，上联接法兰联接机器人本体，下联接法兰联接变刚度吸盘；
4、被动减振单元包括上压板、安装板、弹簧、限位板、导向杆和支撑底板，限位板位于安装板和支撑底板之间，导向杆的顶部依次穿过限位板、安装板和上压板，导向杆的下端与支撑底板联接，限位板上开有周向分布的导向孔，支撑底板上开有凹槽。
5、作为本专利技术进一步的技术方案：安装板为“工”字形，安装板的上端开有周向分布的上联接法兰安装孔，安装板的下端开有周向分布的轴承安装孔，直线轴承ⅰ放置在轴承安装孔内，直线轴承ⅰ上方通过上压板压紧。
6、作为本专利技术进一步的技术方案：弹簧套在导向杆上，弹簧的上端与轴承安装孔的底部相接触，弹簧的下端与限位板相接触。
7、作为本专利技术进一步的技术方案：导向杆为阶梯杆，导向杆上端留有外螺纹ⅰ，导向杆下端留有螺纹孔ⅴ。
8、作为本专利技术进一步的技术方案：主动减振单元包括电磁套筒、电磁安装外壳、电磁线圈ⅰ和永磁铁ⅰ；
9、其中，电磁线圈ⅰ缠绕在电磁套筒上；
10、电磁套筒中间的通孔ⅰ与通孔ⅱ用于电磁线圈ⅰ的导线引出；
11、永磁铁ⅰ安装在支撑底板的凹槽上；
12、电磁套筒上端与被动减振单元的安装板相联接；
13、作为本专利技术进一步的技术方案：变刚度吸盘包括吸盘架和电磁变刚度吸嘴单元；电磁变刚度吸嘴单元上端联接吸盘架，电磁变刚度吸嘴单元下端吸附工件。
14、作为本专利技术进一步的技术方案：电磁变刚度吸嘴单元包括电磁线圈ⅱ、电磁套筒ii、导杆、永磁铁ⅱ、真空吸嘴、锁紧螺母ⅱ和直线轴承ⅱ；
15、其中，电磁套筒ii上端联接吸盘架，电磁线圈ⅱ缠绕在电磁套筒ii的腔体中，直线轴承ⅱ固定在电磁套筒ii的末端，永磁铁ⅱ通过一对锁紧螺母ⅱ固定在导杆上，导杆内部留有通孔用于排气和进气，真空吸嘴与导杆通过螺纹配合，真空吸嘴内部留有通孔用于进气和排气。
16、作为本专利技术进一步的技术方案：导杆外形为带有螺纹的阶梯杆，导杆的中间阶梯部位的留有外螺纹ⅱ用于与锁紧螺母ⅱ配合固定永磁铁ⅱ，导杆末端留有螺纹孔ⅳ用于和真空吸嘴上部的外螺纹ⅲ配合。
17、作为本专利技术进一步的技术方案：电磁套筒ii外形呈现上下对称的“工”字型，电磁套筒ii上端留有螺纹孔ⅱ与吸盘架配合；电磁套筒ii的空腔用于缠绕电磁线圈ⅱ，电磁套筒ii的下端留有通孔ⅲ和螺纹孔ⅲ用来安装直线轴承ⅱ，导杆穿过通孔ⅲ与直线轴承ⅱ配合。
18、一种电磁驱动的机器人柔顺搬运装置的使用方法，该使用方法包括如下步骤：
19、s1)真空吸嘴吸附工件后，机器人本体开始搬运，机器人本体产生振动时，在竖直方向上，导向杆上的弹簧产生变形，隔离机器人本体和工件之间的振动；与此同时，机器人本体和工件的振动会导致永磁铁ⅰ和电磁线圈ⅰ之间产生相对运动，相对运动引起磁通变化，通过调节电磁线圈ⅰ的电流产生电磁力，从而抑制永磁铁ⅰ和电磁线圈ⅰ之间的相对运动，实现振动抑制；
20、s2)真空吸嘴吸附工件后，电磁线圈ⅱ通电产生磁场，在工件重力g的作用下，与导杆联接的永磁铁ⅱ静止在与直线轴承顶端间距为δ的平衡位置；当工件负载发生变化时，通过调节电磁线圈ⅱ的电流大小，调节永磁铁ⅱ周围的磁场强弱和电磁力f，使得与导杆联接的永磁铁ⅱ仍然处于δ的平衡位置，此时相同间距位移下实现了不同负载力的平衡，从而实现吸盘刚度的调节。
21、本专利技术的有益效果是：本专利技术的电磁驱动的机器人柔顺搬运装置具有减振单元和变刚度吸盘，减振单元包括被动减振单元和主动减振单元；本专利技术的吸盘具有变刚度功能，吸盘和变刚度装置是一体式结构，机器人搬运过程的振动是通过电磁控制实现，同时可根据扰动激励和负载大小，通过电流调节实现吸盘刚度的调控，通过振动控制和吸盘刚度的调节有效抑制搬运过程中的振动和适应负载变化，实现机器人的柔顺搬运作业
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1.一种电磁驱动的机器人柔顺搬运装置，其特征在于：包括机器人本体（001）、减振单元（002）和变刚度吸盘（003）；
2.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的机器人柔顺搬运装置，其特征在于：所述导杆（630）外形为带有螺纹的阶梯杆，导杆（630）的中间阶梯部位的留有外螺纹Ⅱ（631）用于与锁紧螺母Ⅱ（B02）配合固定永磁铁Ⅱ（640），导杆（630）末端留有螺纹孔Ⅳ（632）用于和真空吸嘴（650）上部的外螺纹Ⅲ（651）配合。
3.根据权利要求2所述的一种电磁驱动的机器人柔顺搬运装置，其特征在于：所述电磁套筒II（620）外形呈现上下对称的“工”字型，电磁套筒II（620）上端留有螺纹孔Ⅱ（621）与吸盘架（500）配合；电磁套筒II（620）的空腔用于缠绕电磁线圈Ⅱ（610），电磁套筒II的下端留有通孔Ⅲ（D03）和螺纹孔Ⅲ（622）用来安装直线轴承Ⅱ（C02），导杆穿过通孔Ⅲ（D03）与直线轴承Ⅱ（C02）配合。
4.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的机器人柔顺搬运装置，其特征在于：所述减振单元（002）包括上联接法兰（100）、被动减振
5.根据权利要求4所述的一种电磁驱动的机器人柔顺搬运装置，其特征在于：所述被动减振单元（200）包括上压板（210）、安装板（220）、弹簧（230）、限位板（240）、导向杆（250）和支撑底板（260），所述限位板（240）位于安装板（220）和支撑底板（260）之间，所述的导向杆（250）的顶部依次穿过限位板（240）、安装板（220）和上压板（210），所述导向杆（250）的下端与支撑底板（260）联接，所述限位板（240）上开有周向分布的导向孔，支撑底板（260）上开有凹槽（261）。
6.根据权利要求5所述的一种电磁驱动的机器人柔顺搬运装置，其特征在于：所述安装板（220）为“工”字形，安装板（220）的上端开有周向分布的上联接法兰安装孔（221），安装板（220）的下端开有周向分布的轴承安装孔（222），直线轴承Ⅰ（C01）放置在轴承安装孔（222）内，所述直线轴承Ⅰ（C01）上方通过上压板（210）压紧。
7.根据权利要求5所述的一种电磁驱动的机器人柔顺搬运装置，其特征在于：所述弹簧（230）套在导向杆（250）上，弹簧（230）的上端与轴承安装孔（222）的底部相接触，弹簧（230）的下端与限位板（240）相接触。
8.根据权利要求5所述的一种电磁驱动的机器人柔顺搬运装置，其特征在于：所述导向杆（250）为阶梯杆，所述导向杆（250）上端留有外螺纹Ⅰ（251），所述导向杆（250）下端留有螺纹孔Ⅴ（252）。
9.根据权利要求1或4所述的一种电磁驱动的机器人柔顺搬运装置，其特征在于：所述主动减振单元（300）包括电磁套筒（310）、电磁安装外壳（311）、电磁线圈Ⅰ（312）和永磁铁Ⅰ（320）；
10.一种基于权利要求1至9任一项所述的一种电磁驱动的机器人柔顺搬运装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种电磁驱动的机器人柔顺搬运装置，其特征在于：包括机器人本体（001）、减振单元（002）和变刚度吸盘（003）；
2.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的机器人柔顺搬运装置，其特征在于：所述导杆（630）外形为带有螺纹的阶梯杆，导杆（630）的中间阶梯部位的留有外螺纹ⅱ（631）用于与锁紧螺母ⅱ（b02）配合固定永磁铁ⅱ（640），导杆（630）末端留有螺纹孔ⅳ（632）用于和真空吸嘴（650）上部的外螺纹ⅲ（651）配合。
3.根据权利要求2所述的一种电磁驱动的机器人柔顺搬运装置，其特征在于：所述电磁套筒ii（620）外形呈现上下对称的“工”字型，电磁套筒ii（620）上端留有螺纹孔ⅱ（621）与吸盘架（500）配合；电磁套筒ii（620）的空腔用于缠绕电磁线圈ⅱ（610），电磁套筒ii的下端留有通孔ⅲ（d03）和螺纹孔ⅲ（622）用来安装直线轴承ⅱ（c02），导杆穿过通孔ⅲ（d03）与直线轴承ⅱ（c02）配合。
4.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的机器人柔顺搬运装置，其特征在于：所述减振单元（002）包括上联接法兰（100）、被动减振单元（200）、主动减振单元（300）和下联接法兰（400），所述主动减振单元（300）位于被动减振单元（200）的内部，上联接法兰（100）和下联接法兰（400）分别装配在被动减振单元（200）的上端和下端，上联接法兰（100）联接机器人本体（001），所述下联接法兰（400）联接变刚度吸盘（003）。
5.根据权利要求4所述的一种电磁驱动的机器人柔顺搬运装置，其特征在于：所述被动减振单元（200）包括上压板（210）、安装板（220）、弹簧（230）、限...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉飞，邵传好，陈洋洋，鞠锦勇，张席，吴朗，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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