本发明属于自动化柔性连接,尤其涉及一种空间柔性适配器。
背景技术:
1、搬运机器人可以在生产线上完成物料的搬运、装配、拆卸等工作,能够大幅度提高生产效率和准确度。相比于人力搬运,机器人搬运可以连续不停的工作,降低了劳动强度和生产成本:
2、对于搬运机器人的自动化搬运上下料应用场景来说,其与物料连接的搬运执行器的灵活性很大程度上决定了上下料搬运工作的效率和精准度。
3、目前市场上的连接适配器在灵活性以及可操控性上还具有很大的提升空间,因此研发一种更加灵活、操作稳定性更好、安全性更高的空间柔性适配器具有巨大的市场应用前景。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、针对现有存在的技术问题,本发明提供了一种空间柔性适配器。
3、(二)技术方案
4、为了达到上述目的,本发明采用的主要技术方案包括:
5、一种空间柔性适配器,包括:中间柔性接头和中环套件;
6、所述中间柔性接头套设在所述中环套件的内腔,并于所述中环套件实现柔性活动万向连接;
7、所述中间柔性接头具有柔性可控膨胀或收缩结构,用以实现所述中间柔性接头和所述中环套件之间的可控柔性活动万向连接和锁定连接。
8、优选地,所述中间柔性接头上部连接上法兰部件;
9、所述中环套件的下部连接下法兰部件;
10、所述中环套件的内部和所述下法兰部件之间构成所述内腔;
11、所述上法兰部件和所述下法兰部件之间借助于所述中间柔性接头和中环套件实现柔性适配连接。
12、优选地,所述中间柔性接头至少包括:活塞和预变形弹性件;
13、所述预变形弹性件设置在所述活塞的上端或下端;
14、所述活塞的顶部与所述上法兰部件连接;
15、所述活塞的主体置于所述内腔里;
16、所述中环套件的内壁面上设有围绕所述活塞的中环轨道;
17、所述中环轨道与所述活塞之间至少设有两个钢珠。
18、优选地,所述预变形弹性件设置在所述活塞的上端,其预变形力能够通过活塞外廓渐变面-钢球对中环轨道施加原点复位力;
19、所述中环套件相对于所述上法兰部件能够沿x轴、y轴、z轴内发生一定幅度的移动,同时所述中环套件相对于所述上法兰部件也能够绕x轴、y轴、z轴内发生一定角度的转动;
20、当所述下法兰部件受到偏心力或偏角扭矩,与所述下法兰部件连接的所述中环套件同时受到偏心力或偏角扭矩,所述中环套件的中环轨道通过钢球-活塞外廓渐变面进而推动活塞上行进一步压缩弹性件;
21、当下法兰部件受到的偏心力或偏角扭矩消失,弹力通过活塞外廓渐变面-钢球-中环的轨道施加给所述中环套件进而给所述下法兰部件一个复位力或复位扭矩,从而驱动下法兰部件复位至原点坐标和角度。
22、优选地,所述预变形弹性件设置在所述活塞的下端,并能够将活塞初始位置推至上止点;
23、所述中环轨道对应所述钢球处沿径向埋设动子;
24、所述动子贴合所述钢球;
25、所述动子后方安装预压缩小弹簧;
26、所述小弹簧能够将所述钢球推离所述中环轨道并使所述钢球与所述活塞接触;
27、所述小弹簧的预压缩力通过动子-钢球-活塞外廓渐变面产生的反作用力对所述中环套件施加原点复位力;
28、所述中环套件相对于所述上法兰部件能够沿x轴、y轴、z轴内发生一定幅度的移动,同时,所述中环套件相对于所述上法兰部件也能够绕x轴、y轴、z轴内发生一定角度的转动。
29、优选地,当所述下法兰部件受到偏心力或偏角扭矩,与所述下法兰部件连接的所述中环套件同时受到偏心力或偏角扭矩,所述中环套件内的所述动子通过-钢球-活塞外廓渐变面产生的反作用力进一步压缩所述小弹簧;
30、当所述下法兰部件受到的偏心力或偏角扭矩消失,所述小弹簧的预压缩力通过动子-钢球-活塞外廓渐变面产生的反作用力施加给所述中环套件进而给所述下法兰部件一个复位力或复位扭矩,从而驱动所述下法兰部件复位至原点坐标和角度。
31、优选地,所述上法兰部件、所述活塞和所述中环套件的内孔面之间的径向间隙用于约束中环套件沿x轴和y轴的位移柔性的极限幅度;
32、所述上法兰部件两侧肩面、所述活塞两侧肩面和所述中环套件两端面之间的轴向间隙用于约束所述中环套件沿z轴的的位移柔性的极限幅度。
33、优选地,所述上法兰部件两侧肩面、所述活塞两侧肩面和所述中环套件两端面之间的夹角空间用于约束所述中环套件绕x轴和y轴摆角柔性的极限角度;
34、所述上法兰部件两侧肩部凸起与所述中环套件内槽沿周向的间隙用于约束所述中环套件绕z轴摆角柔性的极限角度。
35、优选地,所述上法兰部件内还设有闷盖;
36、所述闷盖能够与所述活塞密封配合。
37、优选地,所述上法兰部件上具有连接所述活塞的进气接口,通过进气接口导入压缩空气,进而驱动所述活塞运动;
38、所述活塞通过钢球施加给所述中环轨道均布的径向锁紧力。
39、(三)有益效果
40、本发明的有益效果是:
41、1、在搬运上下料应用场景下,将被搬运上下料零件固定于该柔性适配器下方,当被被搬运上下料零件与定位治具或模具主体之间存在空间偏心和空间偏角时,达到将被搬运上下料零件与定位治具或模具主体的匹配特征之间柔性对接至同轴、同角,从而确保上料到位、下料到位的技术效果。
42、2、通过约束xyz三轴位移柔性极限、rx和ry摆角柔性极限、rz回转柔性极限,达到了确保本柔性适配器在搬运上下料应用场景下工作的安全性。
43、3、在搬运过程中,通过进气接口导入压缩空气,进而驱动活塞运动,活塞通过钢球施加给中环轨道均布的径向锁紧力,能够确保下法兰部件及其下方安装的被搬运对象在空间搬运过程中做高速运动时的状态稳固,达到搬运过程稳定、安全的技术效果。
1.一种空间柔性适配器,其特征在于,包括:中间柔性接头和中环套件;
2.根据权利要求1所述的适配器,其特征在于,
3.根据权利要求2所述的适配器,其特征在于,
4.根据权利要求3所述的适配器,其特征在于,
5.根据权利要求3所述的适配器,其特征在于,
6.根据权利要求5所述的适配器,其特征在于,
7.根据权利要求2-6任一项所述的适配器,其特征在于,
8.根据权利要求2-6任一项所述的适配器,其特征在于,
9.根据权利要求3所述的适配器,其特征在于,
10.根据权利要求9所述的适配器,其特征在于,
