[发明专利]一种带有主动阻尼的机器人力控抛磨末端执行器

说明书

本申请公开了一种带有主动阻尼的机器人力控抛磨末端执行器，包括旋转运动组件、恒力调整组件、运动解耦组件与抛磨盘组件；旋转运动组件通过花键轴将旋转动力传递给滚珠花键；恒力调整组件将轴向力传递给滚珠花键，实现花键轴可轴向移动的同时与电机同步旋转，从而实现旋转运动与轴向移动的解耦，同时实时监测抛磨盘组件的受力情况；并且，恒力调整组件通过气缸提供阻尼，有效限制因抛磨过程末端执行器改变抛磨位置或者其他外部条件引起的抛磨盘振动；抛磨盘组件与滚珠花键连接，实现与滚珠花键同步旋转与同步伸缩运动。本申请可实现轴向力与转速的精准控制，同时主动阻尼抛磨过程中的振动，整体结构简洁紧凑、控制方便、力控精度高且响应带宽高。

技术领域

本申请涉及机器人自动化技术领域，尤其涉及一种带有主动阻尼的机器人力控抛磨末端执行器。

背景技术

随着现代工业的快速发展，工业机器人在各个领域中越来越被普遍应用，尤其是在一些工作环境恶劣、需重复大量繁重工作的领域。在一些需要接触式的作业环境中，往往要求工业机器人拥有一定的接触感知与调节能力，以达到工作要求的完成如夹持、打磨、抛磨、装配等作业。其中，在机器人抛磨过程中，恒力抛磨是影响加工件表面质量的关键因素，而抛磨工具和被加工件发生相对移动或者其他相互作用都会使抛磨工具产生振动，从而影响工具的力控制精度。因此，实现抛磨工具与工件接触力的恒力控制是有必要的，并且实现具有主动阻尼的恒力控制对完成高精度作业有着很重要的意义。

工业机器人力控制的方法主要分为直接力控制和间接力控制两种，其中直接力控制是通过控制机械臂驱动关节的力矩实现的，间接力控制是通过附加力控末端执行器实现的。两种方法各有优缺点：前者需建立准确的机器人动力学模型，并开发实时、鲁棒的力控制算法，通常适用于新一代轻量化机器人的力控制；后者通过附加的力控末端执行器实现力位混合控制的解耦，虽然系统成本略微提高，但力控制的动态特性和通用性更好，通常适用于高速重载机器人，具有广阔的应用前景。总体上来说，直接力控制响应速度慢，算法稳定性较差，难以实现工业生产，因此力控末端执行器实现力控制是合理选择，而开发带有主动阻尼的力控抛磨末端执行器是实现机器人恒力抛磨的合理途径，在这方面，现有的力控抛磨末端执行器还存在一些不足，需要进一步改进和完善。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种带有主动阻尼的机器人力控抛磨末端执行器，能够提高力控抛磨末端执行器恒力控制的稳定性。

为达到上述技术目的，本申请提供了一种带有主动阻尼的机器人力控抛磨末端执行器，包括恒力调整组件、旋转运动组件、运动解耦组件与抛磨盘组件；

所述恒力调整组件包括气缸、音圈电机定子、音圈电机动子、线性导向轴、直线轴承、下连接板、多维力传感器与T型连接板；

所述下连接板沿所述花键轴远离所述电机的轴向方向与所述T型连接板间隔设置；

所述气缸包括缸体与缸杆；

所述缸体的第一端固定连接所述T型连接板的肋板，第二端与所述缸杆的第一端配合连接；

所述缸杆的第二端固定连接所述下连接板；

所述音圈电机定子与所述音圈电机动子组成音圈电机设于所述下连接板与所述T型连接板之间，且所述音圈电机定子的端部固定连接所述T型连接板的肋板，所述音圈电机动子的端部固定连接所述下连接板；

所述线性导向轴第一端连接所述T型连接板的肋板，第二端连接所述下连接板；

所述直线轴承套设于所述线性导向轴外周，用于限制所述线性导径轴的径向运动；

所述多维力传感器安装于所述T型连接板的翼板上；

所述旋转运动组件包括电机、电机支架、花键轴、花键轴轴承与第一联轴器；

所述电机安装于所述电机支架上；