[实用新型]位姿定位机械臂万向关节

说明书

本实用新型公开了一种位姿定位机械臂万向关节，包括关节座、第一拱梁、第二拱梁及四个驱动电机；所述第一拱梁、第二拱梁均通过传动组件连接于相应的输出轴；所述传动组件包括驱动块、传动块及从动环；所述驱动块固定于输出轴并与输出轴同步转动；所述从动环同轴套设在输出轴外并与拱梁的端部相连；所述传动块的一端连接于驱动块、另一端连接于从动环以用于在输出轴转动时驱动从动环同轴转动，且所述传动块采用电致伸缩材料制成，使得在传动块通电时产生伸缩变形位移以驱动从动环转动；本实用新型在拱梁发生位姿误差时可进行微调操作，以消除误差，提高机械臂的定位精度，保证满足飞机壁板钻铆的精度要求以及其他精度的需求。

技术领域

本实用新型涉及一种万向关节，特别涉及一种位姿定位机械臂万向关节。

背景技术

随着《中国制造2025》的提出，各行各业对机器人的精度都提出了新的更高的要求。不管是在传统的制造业还是现代化的工厂里都离不开机器人的身影，但是机器人的定位精度仍然还是一个待攻克的技术难点。2017年中国首个大飞机C919试飞成功，便接到了来自世界各地的订单，这不仅说明我国制造业的飞速发展，更表明了我们迫切地需要更加完备的装备和技术支持。制造飞机过程中，飞机装配是其中的主要环节，其劳动量占飞机制造总量的40％～50％。据统计，70％的飞机机体疲劳失效事故起因于结构连接部位，其中80％的疲劳裂纹发生于连接孔处，可见孔的质量极大地影响着飞机的寿命。

中国专利CN 107520859A公开了一种高精度位姿定位机械臂，包括依次连接的臂体、万向关节、伸缩筒及用于安装末端执行器的安装件，通过臂体、万向关节、伸缩筒的有结合，形成具有七个自由度的机械臂，其定位精度高、易于控制且机动性灵活高，在飞机异形曲面装配中可实现高精度的钻铆。其中，万向关节包括关节座、第一拱梁、第二拱梁及四个驱动电机，四个驱动电机以“十”字形式连接于关节座，各驱动电机的输出轴均设在其远离关节座的一端，第一拱梁的两端分别传动连接于两个同轴设置的驱动电机的输出轴，第二拱梁的两端分别传动连接于另外两个同轴设置的驱动电机的输出轴；由于第一拱梁、第二拱梁直接由驱动电机驱动旋转，而在拱梁发生位姿误差时驱动电机难以通过微位移对进行微调操作，使得机械臂的定位精度不足，进而影响飞机壁板钻铆的精度。

因此，为解决上述问题，就需要一种位姿定位机械臂万向关节，在拱梁发生位姿误差时可进行微调操作，以消除误差，提高机械臂的定位精度，保证满足飞机壁板钻铆的精度要求以及其他精度的需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种位姿定位机械臂万向关节，在拱梁发生位姿误差时可进行微调操作，以消除误差，提高机械臂的定位精度，保证满足飞机壁板钻铆的精度要求以及其他精度的需求。

本实用新型的位姿定位机械臂万向关节，包括关节座、第一拱梁、第二拱梁及四个以“十”字形式连接于关节座的驱动电机，各所述驱动电机的输出轴均设在其远离关节座的一端；所述第一拱梁、第二拱梁均通过传动组件连接于相应的输出轴；所述传动组件包括驱动块、传动块及从动环；所述驱动块固定于输出轴并与输出轴同步转动；所述从动环同轴套设在输出轴外并与拱梁的端部相连；所述传动块的一端连接于驱动块、另一端连接于从动环以用于在输出轴转动时驱动从动环同轴转动，且所述传动块采用电致伸缩材料制成，使得在传动块通电时产生伸缩变形位移以驱动从动环转动。

进一步，所述驱动块采用绝缘材料制成并包括用于固定套在输出轴上的套筒，所述套筒的侧面设有沿套筒径向延伸的动力臂；所述从动环采用绝缘材料制成且内壁面设有朝向其中心延伸的受力臂；所述传动块呈弧形，传动块的一端固定连接于动力臂的侧面、另一端固定连接于受力臂的侧面。

进一步，所述传动块的弧度为180°-300°。

进一步，还包括控制系统，所述控制系统包括控制器及分别与控制器通信连接的四个角位移传感器，四个所述角位移传感器分别对应四个驱动电机的输出端设置并用于分别探测相应拱梁的旋转角度，所述传动块与控制器相连。