[发明专利]带有并联结构六维力传感的精密装配机械手

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种机械工程技术领域的机械手装置，具体是一种带有六维力传感的精密装配机械手。

背景技术

汽车尾气净化器生产过程中，净化器陶瓷芯载体与金属外壳装配尺寸间隙小，稍有不甚陶瓷芯就会破碎，在装配过程中需要根据陶瓷芯载体受力状态自动调整装配姿态，目前国内都是通过人工装配，每个工人每天要装配几千个，长时间工作易产生厌倦疲劳，造成不和各产品出现。在其它一些对尺寸及变形、受力要求比较严格的场合机械自动化生产中，也经常出现因没有满足要求的自动化装配装置而必须进行人工装配，降低了生产效率及质量。在自动化生产过程中急需姿态自适应、带力觉的高精度装配机械手。

经对现有技术的文献检索发现，中国发明专利“一种带力反馈的机械手”，申请号200510071142.8，公开号CN1864939，该技术公开了一种带力反馈的机械手，可以设定夹取物体时所用力的大小，获得适中的夹持效果包括：驱动部分、夹持部分、传感器部分，其中驱动部分包括运动控制器、功率驱动板、直流伺服电机、垂直导轨和水平导轨；夹持部分即为末端执行器；传感器部分包括力传感器、碰撞检测开关和传感器信息采集模块。该技术存在以下不足：[1]采用平面直角坐标结构，只有两个方向的自由度调整；[2]限于结构限制，只有两个方向的力传感器。由于上述不足，该技术虽有力觉传感器，但并不能实现姿态的任意调整。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种带有并联结构六维力传感的精密装配机械手，使其在装配过程中根据工件受力任意调整机械手姿态，实现基于力反馈的姿态自适应高精密装配，并解决上述背景技术中的不足。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：姿态调整平台、六维力传感器、夹持机械手三大部分。六维力传感器一端通过螺拴定位在姿态调整平台上，另一端连接夹持机械手，六维力传感器感知夹持机械手在工件夹持中的作用力的传感信息，同时将传感信息传递给姿态调整平台，姿态调整平台设定工况信息通过连线对工件姿态调整和控制，姿态调整平台接受六维力传感器反馈的作用力传感信息，根据对工件姿态要求，在工件处于许可受力工况下，发出指令调整夹持机械手在工件夹持中的作用力和工件姿态。

所述姿态调整平台包括上平台、姿态调整臂、下平台。姿态调整臂通过球铰链与上、下平台联接。所述姿态调整平台设置三个结构相同的姿态调整臂。

所述的姿态调整臂，包括下套筒、电机、第一齿轮、第二齿轮、第一轴承及支座、第二轴承及支座、转动轴、上套筒、移动螺母、螺母挡板，下套筒通过球铰链设置在下平台上，上套筒通过球铰链设置在上平台上，电机定位在下套筒上，第一齿轮设置在电机输出轴上，并与第二齿轮啮合，第二齿轮通过第一平头键及第一紧固螺母设置在转动轴上，转动轴设置在第一轴承及支座和第二轴承及支座上，转动轴另一端加工有丝杠，移动螺母安装在转动轴的丝杠上，转动轴转动时可带动移动螺母沿丝杠轴向运动，移动螺母通过螺母挡板与上套筒联接，与移动螺母的一起沿转动轴轴向运动，螺母挡板固定在上套筒上。

所述夹持机械手包括机械手固定板、滑动导轨、第一夹持器固定板、第一夹持器、第二夹持器固定板、第二夹持器、电磁铁、缓冲弹簧、预压电机、预压套筒、第一预压齿轮、第二预压齿轮、第一预压轴承及支座、第二预压轴承及支座、预压转动轴、预压块、预压块导向光杠。滑动导轨通过螺栓设置在机械手固定板上，第一夹持器固定板和第二夹持器固定板设置在滑动导轨上，可沿滑动导轨滑动，第一夹持器固定在第一夹持器固定板上，第二夹持器固定在第尔夹持器固定板上。第一夹持器固定板和第二夹持器固定板上通过螺拴设置有电磁铁，电磁铁通电，产生吸引力，可使两个夹持器固定板带着夹持器互相靠近。缓冲弹簧两端分别设置在两个夹持器固定板上，当电磁铁通电时，缓冲弹簧起运动缓冲作用，防治电磁力将工件夹坏，电磁铁断电后，缓冲弹簧回复力使夹持器返回。预压套筒通过螺钉设置在机械手固定板上，预压电机固定在预压套筒上，第一预压齿轮设置在预压电机的输出轴上，第二预压齿轮设置在预压转动轴上。预压转动轴设置在第一预压轴承及支座和第二预压轴承及支座上，第一预压轴承及支座和第二预压轴承及支座固定在预压套筒内。

预压转动轴的另一端加工有丝缸，预压块内部为螺母结构，设置在预压转动轴的丝杠上，同时预压块还设置在预压块导向光杠上，预压转动轴的丝杠转动时驱动预压块沿预压块导向光杠上下运动。