[发明专利]一种实现轴孔装配的柔顺装置和方法

说明书

技术领域：

本发明涉及工业机器人应用领域，尤其涉及一种实现轴孔装配的柔顺装置及利用该柔顺装置实现轴孔装配的方法。

背景技术：

21世纪的工业生产在人工成本逐渐上升以及传统制造业转型升级的情况下，企业实现装配作业的高度自动化生产具有重要意义。在装配作业中，其轴孔装配是机械装配中最为基础的任务，装配质量的高低对于产品在应用过程中具有重大影响，所以轴与孔的装配问题无不引起研究者的广泛关注，提出了众多的轴孔装配方法。

较早的研究工作者Whitney在其文章中Instrumented remote center compliance[J].Industrial Robot.1984,11(4):238-242提出的被动RCC装置(Remote Center of Compliance)，该被动RCC装置利用弹性元件容纳轴孔之间的位置和姿态的误差而进行轴孔配。

公开号CN102218652B的专利公开了一种利用机器人的柔顺性实现轴孔装配的装置和方法，是靠位置控制来实现轴孔装配的。

但是上述的轴孔装配的装置和方法均是在孔壁光滑条件下的轴孔装配，对于孔壁粗糙的轴孔装配更容易出现卡阻，实现成功装配作业更难。

发明内容：

针对现有技术的不足，本发明提供一种实现轴孔装配的柔顺装置，主要解决装配孔壁光滑或粗糙时的卡阻问题，且将磁场力融入到装配作业中，弥补了传统位置控制在高质量高精度装配作业中的不足，极大的提高了装配质量和工作效率。

本发明时通过以下技术方案实现的：

一种实现轴孔装配的柔顺装置，包括主动柔顺部分和被动柔顺部分,

所述被动柔顺部分包括壳体，所述壳体内部上方设有第一磁体，内部下方套设有能够相对于第一磁体轴向上下移动且至少可与装配轴连接的柔顺连接部件，所述柔顺连接部件包括从壳体内穿过壳体的底部的末端连接件，所述末端连接件上设有与所述第一磁体相对的且极性相同的第二磁体，所述第一磁体与第二磁体间设有缓冲空间；

所述主动柔顺部分包括套设在壳体外可旋转的旋转套筒，所述旋转套筒内侧壁上相对的两侧设有磁体，位于所述壳体下方且与所述磁体相对的地方设有磁铁架，所述磁铁架上均布设有多对磁铁，所述末端连接件贯穿磁铁架从磁铁架的底部伸出，所述磁铁架可径向来回移动，当所述旋转套筒旋转时，所述磁体会对磁铁架上的磁铁产生吸力或斥力，使磁铁架在任意径向方向来回移动并带动所述末端连接件来回调整其装配角度或位置。

如上所述的实现轴孔装配的柔顺装置，所述壳体上方固定设有力传感器，所述力传感器用于检测第一磁体和第二磁体间的排斥力大小，当所述力传感器检测到的排斥力大小超过力传感器的设定值时，所述旋转套筒会旋转。

如上所述的实现轴孔装配的柔顺装置，所述壳体包括上盖板和下盖板以及设于上盖板和下盖板之间的防护套筒，所述第一磁体通过第一螺栓与所述上盖板固定连接，所述第二磁体和末端连接件之间通过第二螺栓固定设有导向嵌入块，所述下盖板的中心设有让末端连接件穿过且与所述导向嵌入块相配合的锥形导向孔。

如上所述的实现轴孔装配的柔顺装置，所述锥形导向孔的孔径比所述末端连接件的外径大。

如上所述的实现轴孔装配的柔顺装置，优选地，所述磁铁架上相邻的磁铁的极性相反，所述磁铁的数量为奇数对。

如上所述的实现轴孔装配的柔顺装置，所述磁铁架的中心设有让所述末端连接件穿过的通孔，所述下盖板的下方设有限位板，下盖板与限位板通过连接柱连接。

如上所述的实现轴孔装配的柔顺装置，所述磁铁架设于所述下盖板和限位板之间，所述磁铁架上设有与所述连接柱相配合的限位孔，当磁铁架径向来回移动时，通过所述限位孔和连接柱的配合从而限制磁铁架的活动范围。

如上所述的实现轴孔装配的柔顺装置，所述旋转套筒的外表面设有旋转驱动齿，所述旋转驱动齿与由电机驱动的齿轮相啮合。

如上所述的实现轴孔装配的柔顺装置，所述电机固设于所述上盖板一侧。