齿座定位机器人末端执行机构保护装置的制作方法

本发明涉及一种齿座定位机器人末端执行机构保护装置，它属于机器人手臂关节移动超限保护技术领域。

背景技术：

截割滚筒齿座定位专用机器人能实现齿座在截割滚筒表面的自动精确定位。齿座安装在手臂末端，当齿座随手臂关节转动到设计姿态后，同步随纵向竖直导轨和横向水平导轨移动到设计位置，实现一个齿座的定位。但由于截割头表面的制造误差、齿座底面制造误差、机器人传动系统误差、齿座安装在机器人手臂上的装配误差、以及设计计算结果舍入误差等因素的共同作用下，会引起待处于手臂末端的待定位齿座与截割滚筒表面发生干涉，齿座底面无法准确到达预定位置。即使轻微的干涉也会对机器人执行机构的驱动装置造成危害，中断控制指令，影响机器人的正常连续工作，严重的将直接导致机器人的运动副损坏，严重制约生产效率。为避免因机器人末端执行机构与截割滚筒表面发生移动碰撞，需要在机器人最终执行机构中设计触碰保护装置，以降低齿座定位专用机器人的停机率。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种齿座定位机器人末端执行机构保护装置，该保护装置能避免因计算、装配、制造误差造成的待定位齿座与截割滚筒表面干涉，实现机器人的连续定位齿座。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

齿座定位机器人末端执行机构保护装置，包括水平滑轨外筒和支撑块，其中：它还包括导向键、关节座、齿座安装架、打击角调节器、转角调节器和由弹簧刚度调节器、1#弹簧安装柱、内筒端盖、伸缩内筒、内衬端盖、内衬套筒、弹簧和2#弹簧安装柱组成的缓冲保护机构，所述弹簧刚度调节器通过螺纹与内衬套筒的尾端连接，所述内衬端盖与内衬套筒的头部连接，所述内筒端盖的一端与伸缩内筒的一端连接，所述1#弹簧安装柱装在内筒端盖上并位于伸缩内筒的内腔中，所述伸缩内筒的另一端穿过内筒端盖设置的圆孔装在内衬套筒的空腔中，所述2#弹簧安装柱装在弹簧刚度调节器上，所述弹簧的两端分别与1#弹簧安装柱和2#弹簧安装柱连接且位于内衬套筒内，所述导向键装在内衬套筒设置的导向键孔中并使导向键位于伸缩内筒设置的导向键槽中，所述缓冲保护机构装在水平滑轨外筒的一端，所述支撑块设在内衬套筒外壁与水平滑轨外筒内壁之间，所述关节座的一端通过固定螺钉与内筒端盖的另一端连接，所述关节座的另一端与转角调节器的一端连接，所述转角调节器的一端与内筒端盖的另一端连接，所述转角调节器的另一端与打击角调节器的一端连接，所述打击角调节器的另一端与齿座安装架连接。

本发明的有益效果是：

本发明能够对机器人手臂各运动机构实施有效保护，避免因各种系统误差造成的超限定位对机器人执行机构的损坏，实现机器人连续工作，降低因触碰导致的报警停机，提升机器人的容错能力，提高齿座定位专用机器人制造技术生产效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中：1-水平滑轨外筒，2-弹簧刚度调节器，3-螺钉，4-导向键，5-1#弹簧安装柱，6-内筒端盖，7-关节座，8-齿座安装架，9-挡环，10-紧固螺母，11-截割头表面，12-待定位齿座，13-打击角调节器，14-转角调节器，15-固定螺钉，16-伸缩内筒，17-内衬端盖，18-内衬套筒，19-弹簧，20-支撑块，21-2#弹簧安装柱，22-调节窗。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

如图1所示，本实施例中的一种齿座定位机器人末端执行机构保护装置，包括水平滑轨外筒1和支撑块20，其中：它还包括导向键4、关节座7、齿座安装架8、打击角调节器13、转角调节器14和由弹簧刚度调节器2、1#弹簧安装柱5、内筒端盖6、伸缩内筒16、内衬端盖17、内衬套筒18、弹簧19和2#弹簧安装柱21组成的缓冲保护机构，所述弹簧刚度调节器2通过螺纹与内衬套筒18的尾端连接，所述内衬端盖17与内衬套筒18的头部连接，所述内筒端盖6的一端与伸缩内筒16的一端连接，所述1#弹簧安装柱5装在内筒端盖6上并位于伸缩内筒16的内腔中，所述伸缩内筒16的另一端穿过内筒端盖6设置的圆孔装在内衬套筒18的空腔中，所述2#弹簧安装柱21装在弹簧刚度调节器2上，所述弹簧19的两端分别与1#弹簧安装柱5和2#弹簧安装柱21连接且位于内衬套筒18内，所述导向键4通过螺钉3装在内衬套筒18设置的导向键孔中并使导向键4位于伸缩内筒16设置的导向键槽中，所述缓冲保护机构装在水平滑轨外筒1的一端，所述支撑块20设在内衬套筒18外壁与水平滑轨外筒1内壁之间，所述关节座7的一端通过固定螺钉15与内筒端盖6的另一端连接，所述关节座7的另一端与转角调节器14的一端连接，所述转角调节器14的另一端与打击角调节器13的一端连接，所述打击角调节器13的另一端与齿座安装架8连接。所述水平滑轨外筒1设有调节窗22以便于通过弹簧刚度调节器2调节弹簧19的刚度。

本发明的工作过程为：

如图1所示，待定位齿座12通过挡环9和紧固螺母10固定在齿座安装架8的轴肩上，齿座安装架8与打击角调节器13、转角调节器14连接形成机器人手臂末端齿座安装结构。

截割滚筒和待定位齿座12按照控制指令到达指定位姿后，水平滑轨外筒1及连接在其上的本发明保护装置将快速水平移动到截割头表面11附近，此时，待定位齿座12的底面与截割头表面11尚保持一定的安全距离。依控制指令，水平滑轨外筒1及保护装置将待定位齿座12继续以较小速度向截割头表面11移动，当待定位齿座12底面与截割头表面11完全贴合后，则水平滑轨外筒1及保护装置停止工作，一个齿座的自动定位工作完成。如果待定位齿座12底面与截割头表面11表面接触后，由于系统综合误差导致待定位齿座12还要继续沿原方向移动一小段距离才能到达设计位置，此时齿座定位机器人末端执行机构保护装置开始工作，齿座安装架8通过打击角调节器13、转角调节器14压缩伸缩内筒16后退，执行保护功能。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种齿座定位机器人末端执行机构保护装置，它属于机器人手臂关节移动超限保护技术领域。本发明的技术方案是：齿座定位机器人末端执行机构保护装置，包括水平滑轨外筒和支撑块，其中：它还包括导向键、关节座、齿座安装架、打击角调节器、转角调节器和由弹簧刚度调节器、1#弹簧安装柱、内筒端盖、伸缩内筒、内衬端盖、内衬套筒、弹簧和2#弹簧安装柱组成的缓冲保护机构，所述缓冲保护机构装在水平滑轨外筒的一端，所述支撑块设在内衬套筒外壁与水平滑轨外筒内壁之间，所述关节座与转角调节器连接，所述转角调节器与内筒端盖连接，所述转角调节器与打击角调节器的一端连接，所述打击角调节器的另一端与齿座安装架连接。

技术研发人员：张梦奇;闫献国;陈峙;王健;张海东;吴凤彪
受保护的技术使用者：太原科技大学
技术研发日：2019.05.21
技术公布日：2019.09.10