[发明专利]一种用于弹性薄壁件搬运的可变距末端执行器及方法

权利要求书

1.一种用于弹性薄壁件搬运的可变距末端执行器，其特征在于：它包括联接法兰（100）、执行机构、支撑框架，联接法兰（100）和执行机构安装在支撑框架上，所述的联接法兰（100）内部设置有微动补偿机构；

所述联接法兰（100）具体包括法兰端部（111）和法兰壳体（112），法兰壳体（112）为柱状空心结构，法兰端部（111）和法兰壳体（112）相互匹配并通过螺钉I（B01）相互连接；

所述微动补偿机构设置在法兰壳体（112）内，包括驱动电机（120）、传动丝杠（132）、传动螺母（133）和联接板（160），联接板（160）固定在法兰壳体（112）腔体的内部，其中驱动电机（120）通过支架设置在联接板（160）上，驱动电机（120）的转轴与联接板（160）平行设置，驱动电机（120）通过联轴器I（131）与传动丝杠（132）相连，联轴器I（131）通过支架与联接板（160）连接，传动丝杠（132）通过啮合传动的传动螺母（133）与联接机构（134）的顶端相连接，联接机构（134）的末端通过螺栓Ⅱ（B04）设有微动机构（170），联接板（160）上通过螺钉Ⅱ（B02）设有滑轨（150），联接机构（134）的侧面设有滑块（140），滑块（140）与滑轨（150）配合，滑轨（150）安装在联接板（160）上，联接机构（134）末端设置的微动机构（170）延伸出法兰壳体（112）；

所述支撑框架具体包括联接横板（210）和联接边框（220），联接横板（210）设置在联接边框（220）上，法兰壳体（112）通过螺钉Ⅱ（B02）与联接横板（210）相连接，法兰壳体（112）和联接横板（210）上均设有相互匹配的开孔，联接机构（134）从开孔处穿过；

所述的微动机构（170）为压电结构，压电结构的驱动单元采用压电陶瓷（171），压电陶瓷（171）通过导线连接有控制器（600），控制器（600）通过采集卡连接有用于检测弹性薄壁件（500）的振动传感器；

所述的执行机构包括X向传动机构和Y向传动机构，所述的X向传动机构包括X向双螺母丝杆模组和X向双螺母滑轨机构，Y向传动机构包括Y向双螺母丝杆模组，所述的X向双螺母丝杆模组的两个螺母的传动方向相反，Y向双螺母丝杆模组的两个螺母的传动方向相反；Y向双螺母丝杆模组包括Y向第一驱动电机（310）、Y向第一传动丝杠（311）、Y向第一传动螺母I（3121）和Y向第一传动螺母Ⅱ（3122），Y向第一传动螺母I（3121）和Y向第一传动螺母Ⅱ（3122）分别固定在Y向滑块I（3131）和Y向滑块Ⅱ（3132）上，Y向第一传动螺母I（3121）上安装有第一吸盘（410），Y向第一传动螺母Ⅱ（3122）上安装有第二吸盘（420），Y向第二传动螺母I（3321）上安装有第三吸盘（430），Y向第二传动螺母Ⅱ（3322）上安装有第四吸盘（440）;

所述的X向双螺母丝杆模组包括X向驱动电机（320）、X向传动丝杠（321）、X向第一传动螺母I（3221）和X向第一传动螺母Ⅱ（3222），X向第一传动螺母I（3221）和X向第一传动螺母Ⅱ（3222）分别固定在X向第一滑块I（3231）和X向第一滑块Ⅱ（3232）上，X向第一滑块I（3231）和X向第一滑块Ⅱ（3232）与X向第一导轨（324）配合；

X向双螺母滑轨机构包括滑动导杆（341）、X向第二滑动螺母I（3421）和X向第二滑动螺母Ⅱ（3422），X向第二滑动螺母I（3421）和X向第二滑动螺母Ⅱ（3422）分别固定在X向第二滑块I（3431）和X向第二滑块Ⅱ（3432）上，X向第二滑块I（3431）和X向第二滑块Ⅱ（3432）与X向第二导轨（344）配合，X向第二导轨（344）固定在联接边框（220）的另一侧，为了提高传动的平稳性，X向第二导轨（344）上安装有第二支承轴承（345），第二支承轴承（345）与滑动导杆（341）配合，

Y向滑块I（3131）和Y向滑块Ⅱ（3132）与Y向第一导轨（314）配合，Y向第一导轨（314）上安装有第三支承轴承（315），第三支承轴承（315）与Y向第一传动丝杠（311）配合，以提高传动的平稳性；

所述的Y向双螺母丝杆模组共有2组，分别为Y向第一双螺母丝杆模组（31）和Y向第二双螺母丝杆模组（33），Y向第一双螺母丝杆模组（31）的两端分别固定在X向第一传动螺母I（3221）和X向第二滑动螺母I（3421）上，Y向第一双螺母丝杆模组（31）包括Y向第一驱动电机（310）、Y向第一传动丝杠（311）、Y向第一传动螺母I（3121）和Y向第一传动螺母Ⅱ（3122），Y向第一传动螺母I（3121）和Y向第一传动螺母Ⅱ（3122）分别固定在Y向滑块I（3131）和Y向滑块II（3132）上，Y向滑块I（3131）和Y向滑块II（3132）与Y向第一导轨（314）配合,Y向第一传动螺母I（3121）上安装有第一吸盘（410），Y向第一传动螺母Ⅱ（3122）上安装有第二吸盘（420）；

Y向第二双螺母丝杆模组（33）的两端分别固定在X向第一传动螺母Ⅱ（3222）和X向第二滑动螺母Ⅱ（3422）上，Y向第二双螺母丝杆模组（33）包括Y向第二驱动电机（330）、Y向第二传动丝杠（331）、Y向第二传动螺母I（3321）和Y向第二传动螺母Ⅱ（3322），Y向第二传动螺母I（3321）和Y向第二传动螺母Ⅱ（3322）分别固定在Y向第二滑块I（3331）和Y向第二滑块Ⅱ（3332）上，Y向第二滑块I（3331）和Y向第二滑块Ⅱ（3332）与Y向第二导轨（334）配合；

用于弹性薄壁件搬运的可变距末端执行器的执行方法，其步骤如下：

步骤1、通过X向驱动电机（320）驱动X向双螺母丝杆模组转动，经过啮合传动，带动X向第一传动螺母I（3221）和X向第一传动螺母Ⅱ（3222）直线运动，且X向第一传动螺母I（3221）和X向第一传动螺母Ⅱ（3222）的运动方向相反，通过X向驱动电机（320）的正反转调节，从而调节Y向第一双螺母丝杆模组（31）和Y向第二双螺母丝杆模组（33）的间距，亦即改变第一吸盘（410）和第二吸盘（420）与第三吸盘（430）和第四吸盘（440）在X方向上的间距；

通过Y向第一驱动电机（310）驱动Y向第一传动丝杠（311）转动，经过啮合传动，带动Y向第一传动螺母I（3121）和Y向第一传动螺母Ⅱ（3122）直线运动，且Y向第一传动螺母I（3121）和Y向第一传动螺母Ⅱ（3122）的运动方向相反，通过Y向第一驱动电机（310）的正反转调节，从而调节Y向第一传动螺母I（3121）和Y向第一传动螺母Ⅱ（3122）的间距，亦即改变第一吸盘（410）和第二吸盘（420）在Y方向上的间距；通过Y向第二驱动电机（330）驱动Y向第二传动丝杠（331）转动，经过啮合传动，带动Y向第二传动螺母I（3321）和Y向第二传动螺母Ⅱ（3322）直线运动，且Y向第二传动螺母I（3321）和Y向第二传动螺母Ⅱ（3322）的运动方向相反，通过Y向第二驱动电机（330）的正反转调节，从而调节Y向第二传动螺母I（3321）和Y向第二传动螺母Ⅱ（3322）的间距，亦即改变第三吸盘（430）和第四吸盘（440）在Y方向上的间距；在调整好第一吸盘（410）、第二吸盘（420）、第三吸盘（430）和第四吸盘（440）的位置后，可用于后续弹性薄壁件（500）的吸附动作；

步骤2、利用驱动电机（120）驱动传动丝杠（132）转动，经过啮合传动，带动传动螺母（133）直线运动，传动螺母（133）带动联接机构（134）直线运动，从而带动联接机构（134）末端的微动机构（170）的位置调节，通过驱动电机（120）的正反转调节，实现微动机构（170）的轴向进给运动，实现微动机构（170）与弹性薄壁件（500）的接触或分离；

步骤3、在末端执行器利用调节到适当位置的第一吸盘（410）、第二吸盘（420）、第三吸盘（430）和第四吸盘（440）吸附弹性薄壁件（500）后，利用驱动电机（120）带动传动丝杠（132）从而调整联接机构（134）上滑块（140）在滑轨（150）的位置，从而保证微动机构（170）的端面与弹性薄壁件（500）面贴合接触，在弹性薄壁件（500）上设置振动传感器，并通过采集卡与控制器（600）相连接，控制器（600）通过导线与压电陶瓷（171）相连接；

步骤4、开始执行作业后若作业中弹性薄壁件（500）出现振动，则振动传感器采集振动信号，并通过采集卡发送至微动机构（170）的控制器（600）内，控制器（600）通过执行预设策略确定抑制弹性薄壁件（500）振动所需的压电陶瓷（171）的电压，控制器（600）将确定后的电压驱动信号发送给压电陶瓷（171）开始工作、产生相应的动作，从而驱动微动机构（170）产生相应的运动，从而抑制弹性薄壁件（500）的振动。