CN112171606B - 一种机器人关节的fbg光纤集成辅助钳位平台及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人关节组装技术领域，并提供一种机器人关节的FBG光纤集成辅助钳位平台及装配方法，包括固定台、固定光纤绕柱、移动台、移动光纤绕柱和辅助钳位组件，固定光纤绕柱设置于所述固定台上，移动光纤绕柱设置于所述移动台上，移动台适于相对所述固定台进行水平移动，所述辅助钳位组件位于所述固定光纤绕柱和所述移动光纤绕柱之间，机器人关节适于放置于所述辅助钳位组件上；FBG光纤的一端设置于所述固定光纤绕柱上，FBG光纤的另一端穿过机器人关节并与移动光纤绕柱连接；本发明通过上述结构辅助人工实现对FBG光纤的预紧和集成，从而保证了机器人末端传感系统的组装精度和组装效率。

Description

一种机器人关节的FBG光纤集成辅助钳位平台及装配方法

技术领域

本发明涉及机器人关节部件组装技术领域，具体而言，涉及一种机器人关节的FBG光纤集成辅助钳位平台及装配方法。

背景技术

目前，机器人末端传感系统主要包括FBG光纤以及机器人关节，其中，FBG全称为Fiber Bragg Grating,即为光纤布拉格光栅，如下简称FBG光纤，FBG光纤需要穿设并固定于机器人关节的内部两端，现阶段主要通过纯人工先将FBG光纤进行预紧，接着再将预紧状态下的FBG光纤通过涂覆胶水集成固定于机器人关节的内部两端。但由于FBG光纤径向尺寸较小(单根裸光纤直径约为125μm)以及人工力度的不易控制，且FBG光纤在预紧和集成于机器人关节的过程中容易被拉断且纯手工操作难度较高，进而导致机器人末端传感系统的组装精度和组装效率低下。

发明内容

本发明解决的问题是由于FBG光纤径向尺寸较小，进而导致在与机器人关节的配件进行集成和预紧时容易被拉断且纯手工操作难度较高，而影响机器人关节传感系统的组装精度和效率。

为解决上述问题，本发明提供一种机器人关节的FBG光纤集成辅助钳位平台，包括：

固定台；

固定光纤绕柱，所述固定光纤绕柱设置于所述固定台上；

移动台，所述移动台适于相对所述固定台进行水平移动；

移动光纤绕柱，所述移动光纤绕柱设置于所述移动台上；

辅助钳位组件，所述辅助钳位组件设置于所述移动台上，且所述辅助钳位组件位于所述固定光纤绕柱和所述移动光纤绕柱之间，其中，所述机器人关节适于放置于所述辅助钳位组件上；

FBG光纤的一端适于设置于所述固定光纤绕柱上，所述FBG光纤的另一端适于穿过位于所述辅助钳位组件上的所述机器人关节并与所述移动光纤绕柱连接。

由此，将固定光纤绕柱设置于固定台上，将移动光纤绕柱设置于移动台上，将辅助钳位组件设置于所述固定光纤绕柱和所述移动光纤绕柱之间处，所述辅助钳位组件用于与固定光纤绕柱、移动光纤绕柱以及移动台配合，实现将FBG光纤预紧并集成于机器人关节上；在集成时，先将机器人关节放置于辅助钳位组件上，再将FBG光纤的一端固定于所述固定光纤绕柱上，FBG光纤的另一端穿过位于辅助钳位组件上的机器人关节后并固定于移动光纤绕柱上，通过移动台相对固定台之间距离拉长，从而使固定光纤绕柱与移动光纤绕柱之间的FBG光纤实现预紧作业，接着将预紧状态下的FBG光纤固定于机器人关节的内部两端，即通过上述钳位平台中移动台相对固定台进行移动以使两者之间距离拉长，从而使固定光纤绕柱和移动光纤绕柱之间的FBG光纤拉伸，进而辅助人工实现对FBG光纤的预紧和集成，从而避免FBG光纤在预紧过程中因径向尺寸较小、不易操作以及人工力度不易控制等不利因素，降低了光纤被拉断的风险，从而保证了机器人末端传感系统的组装精度和组装效率。

可选地，所述辅助钳位组件包括第一钳位台和第二钳位台，所述第一钳位台和所述第二钳位台均处于所述固定光纤绕柱和所述移动光纤绕柱之间的连线上；所述FBG光纤背离所述固定光纤绕柱的一端穿过所述第一钳位台并与所述移动光纤绕柱连接。

可选地，所述机器人关节包括腕部关节、前端固定块、中间连接器和柔性关节，所述前端固定块嵌入于所述腕部关节内，所述柔性关节的两端分别与所述腕部关节和所述中间连接器插接。

可选地，所述辅助钳位组件还包括第一定位结构、第二定位结构、第三定位结构和第三钳位台，所述第一定位结构设置于所述第一钳位台的顶部，用于定位所述前端固定块；所述第二定位结构设置于所述第二钳位台的顶部，用于定位所述机器人关节；所述第三定位结构设置于所述第三钳位台上朝向所述移动光纤绕柱的一侧壁上，用于定位述柔性关节。

可选地，所述移动台上开设有凹槽，所述辅助钳位组件还包括设置于所述凹槽内的第一移动块、第二移动块和中间辅助块，所述第一钳位台和所述第三钳位台均设置于所述第一移动块上，所述第二钳位台设置于所述第二移动块上，所述中间辅助块设置于所述第一移动块和所述第二移动块之间处。

可选地，所述第三钳位台位于所述第一钳位台的一侧；所述第一移动块适于在所述凹槽内水平移动，以带动所述第一钳位台或所述第三钳位台滑动至所述移动光纤绕柱和所述固定光纤绕柱之间处。

可选地，所述辅助钳位组件还包括第一定位辅助件和第二定位辅助件，所述第一定位辅助件可拆卸设置于所述第一钳位台上，用于将所述前端固定块固定于所述第一定位结构上；所述第二定位辅助件可拆卸设置于所述第二钳位台上，用于将所述机器人关节固定所述第二定位结构上。

可选地，所述第一定位辅助件为定位夹块，所述定位夹块适于与所述第一钳位台的顶部滑动连接。

可选地，还包括驱动组件，所述驱动组件设置于所述移动台的下方，所述驱动组件与所述移动台驱动连接，用于驱动所述移动台相对所述固定台靠近或远离。

可选地，所述第一定位结构为第一定位压块或第一定位凹槽。

本发明还提供一种机器人关节的FBG光纤集成装配方法，采用如上述实施例中任一项所述的机器人关节的FBG光纤集成辅助钳位平台，采用如下步骤：

其中，所述固定光纤绕柱和所述移动光纤绕柱之间设有中心工位；所述辅助钳位组件包括第一钳位台、第二钳位台、第三钳位台、第一定位结构、第二定位结构以及第三定位结构，所述第一定位结构和所述第二定位结构分别设置于所述第一钳位台和所述第二钳位台上；所述第三定位结构设置于所述第三钳位台上朝向所述移动光纤绕柱的侧壁上；

所述机器人关节包括腕部关节、前端固定块、柔性关节、中间连接器和后端固定块且依次相连；所述柔性关节包括柔性主体和多个柔性梁，多个所述柔性梁间隔设置于所述柔性主体的外周上；

步骤S1、首先将辅助钳位组件中的所述第三钳位台适于移动至固定光纤绕柱与移动光纤绕柱之间的中心工位处，将机器人关节中的柔性关节放置于所述第三钳位台的第三定位结构上；

步骤S2，将第一FBG光纤的一端穿设固定于所述固定光纤绕柱上，所述第一FBG光纤的另一端穿过所述柔性关节并固定于所述移动光纤绕柱上；

步骤S3、将多根所述第一FBG光纤分别依次固定于所述柔性关节的多根柔性梁上，从而完成配件柔性关节的集成。

可选地，还包括步骤S4、将所述辅助钳位组件中第一钳位台移动至所述固定光纤绕柱与所述移动光纤绕柱之间的中心工位处，在所述第一钳位台的所述第一定位结构上放置所述机器人关节中的前端固定块，将第二FBG光纤的两端分别固定于所述固定光纤绕柱和所述移动光纤绕柱上，且使所述第二FBG光纤穿过所述前端固定块的中心位置，再将所述第二FBG光纤固定于所述前端固定块上，裁断所述第一定位结构与所述移动光纤绕柱之间的部分所述第二FBG光纤，从而完成配件前端固定块的集成。

可选地，还包括步骤S5、将集成有所述第二FBG光纤的所述配件前端固定块、所述机器人关节中的腕部关节、集成有所述第一FBG光纤的所述配件柔性关节、所述机器人关节中的中间连接器以及所述机器人关节中的后端固定块装配形成所述机器人关节，将所述机器人关节固定于所述第二钳位台上的所述第二定位结构上；

步骤S6、使移动台相对固定台水平移动，以使所述第二钳位台与所述固定光纤绕柱之间的距离拉长，从而实现所述机器人关节中所述腕部关节与所述后端固定块之间的所述第二FBG光纤预紧作业。

可选地，还包括步骤S7、将所述第二FBG光纤中与所述机器人关节中所述后端固定块对应位置处的光纤部分与所述后端固定块进行固定，进而完成所述第一FBG光纤和所述第二FBG光纤分别与所述机器人关节中所述柔性关节和所述前端固定块的集成装配作业。

附图说明

图1为本发明实施例中辅助钳位平台的结构示意图之一；

图2为本发明实施例中的辅助钳位平台的局部结构示意图之一；

图3为本发明实施例中辅助钳位平台的结构示意图之二；

图4为图3中A处的爆炸结构示意图；

图5为本发明实施例中辅助钳位平台的局部结构示意图之二；

图6为本发明实施例中第二钳位台的结构示意图；

图7为本发明实施例中辅助钳位平台的爆炸结构示意图；

图8为本发明实施例中机器人关节的装配结构示意图；

图9为本发明实施例中机器人关节的爆炸结构示意图。

附图标记说明：

1-固定台；2-固定光纤绕柱；3-移动台；4-移动光纤绕柱；41-第一安装孔；42-第三安装孔；5-辅助钳位组件；50-第一移动块；51-第一钳位台；52-第二钳位台；53-第一定位结构；54-第二定位结构；56-第三定位结构；57-第三钳位台；58-第一定位辅助件；59-第二移动块；60-中间辅助块；6-机器人关节；61-腕部关节；62-前端固定块；63-中间连接器；64-柔性关节；65-后端固定块；7-驱动组件；8-底座。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，本文提供的坐标系XYZ中，X轴正向代表的右方，X轴的反向代表左方，Y轴的正向代表前方，Y轴的反向代表后方，Z轴的正向代表上方，Z轴的反向代表下方。同时，要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。

为解决上述技术问题，结合图1和图3所示，本发明提供一种机器人关节的FBG光纤集成辅助钳位平台，包括：

固定台1；

固定光纤绕柱2，所述固定光纤绕柱2设置于所述固定台1上；

移动台3，所述移动台3适于相对所述固定台1进行水平移动；

移动光纤绕柱4，所述移动光纤绕柱4设置于所述移动台3上；

辅助钳位组件5，所述辅助钳位组件5设置于所述移动台3上，且所述辅助钳位组件5位于所述固定光纤绕柱2和所述移动光纤绕柱4之间，其中，所述机器人关节6适于放置于所述辅助钳位组件5上；

FBG光纤的一端适于设置于所述固定光纤绕柱2上，所述FBG光纤的另一端适于穿过位于所述辅助钳位组件5上的所述机器人关节6并与所述移动光纤绕柱4连接。

需要说明的是，将固定光纤绕柱2设置于固定台1上，将移动光纤绕柱4设置于移动台3上，将辅助钳位组件5设置于所述固定光纤绕柱2和所述移动光纤绕柱4之间处，所述辅助钳位组件用于与固定光纤绕柱、移动光纤绕柱以及移动台配合，实现将FBG光纤预紧并集成于机器人关节上；在集成时，先将机器人关节6放置于辅助钳位组件5上，再将FBG光纤的一端固定于所述固定光纤绕柱2上，FBG光纤的另一端穿过位于辅助钳位组件5上的机器人关节6后并固定于移动光纤绕柱4上，通过移动台3相对固定台1之间距离拉长，从而使固定光纤绕柱2与移动光纤绕柱4之间的FBG光纤实现预紧作业，接着在将预紧状态下的FBG光纤固定于机器人关节6的内部两端，即通过上述钳位平台中移动台3相对固定台1进行移动以使两者之间距离拉长，从而使固定光纤绕柱2和移动光纤绕柱4之间的FBG光纤拉伸，进而辅助人工实现对FBG光纤的预紧和集成，从而避免FBG光纤在预紧过程中因径向尺寸较小、不易操作以及人工力度不易控制等不利因素，降低了光纤被拉断的风险，保证了机器人末端传感系统的组装精度和组装效率。

在本实施例中，移动台3位于固定台1的前侧，其中前侧与Y轴的正向相同，固定光纤绕柱2是垂直固定于固定台1上，不发生移动，而移动光纤绕柱4是垂直固定在移动台3上，移动光纤绕柱4可以随着移动台3的移动而与固定光纤绕柱2之间的距离发生改变；其中，辅助钳位组件5用于承载并定位机器人关节6，FBG光纤是从机器人关节6的内部中心位置穿过，并通过胶水将FBG光纤固定于机器人关节6的内部两端位置。

在本发明的一个实施例中，结合图1和图2所示，所述辅助钳位组件5包括第一钳位台51和第二钳位台52，所述第一钳位台51和所述第二钳位台52均处于所述固定光纤绕柱2和所述移动光纤绕柱4之间的连线上；所述FBG光纤背离所述固定光纤绕柱2的一端穿过所述第一钳位台51并与所述移动光纤绕柱4连接。

需要说明的是，第一钳位台51和第二钳位台52成左右排列且位于固定光纤绕柱2和所述移动光纤绕柱4之间的连线上；其中，第一钳位台51处于移动台3的位置为移动台3的中心工位，FBG光纤的一端缠绕固定于固定光纤绕柱2上，FBG光纤背离所述固定光纤绕柱2的一端与第二钳位台52上的机器人关节6连接，或者FBG光纤背离所述固定光纤绕柱2的一端穿过第一钳位台51后并缠绕固定于移动光纤绕柱4上。

在本发明的一个实施例中，结合图8和图9所示，所述机器人关节6包括腕部关节61、前端固定块62、中间连接器63和柔性关节64，所述前端固定块62嵌入于所述腕部关节61内，所述柔性关节64的两端分别与所述腕部关节61和所述中间连接器63插接。

需要说明的是，机器人关节6还包括后端固定块65，其中，后端固定块65嵌入于中间连接器63背离柔性关节64的一端；其中，前端固定块62嵌入于腕部关节61的内部，柔性关节64的两端分别与腕部关节61的后端和中间连接器63的前端插接，后端固定块65嵌入于中间连接器63的后端处。

在本发明的一个实施例中，结合图3、图4和图6所示，所述辅助钳位组件5还包括第一定位结构53、第二定位结构54、第三定位结构56和第三钳位台57，所述第一定位结构53设置于所述第一钳位台51的顶部，用于定位所述前端固定块62；所述第二定位结构54设置于所述第二钳位台52的顶部，用于定位所述机器人关节6；所述第三定位结构56设置于所述第三钳位台57上朝向所述移动光纤绕柱4的一侧壁上，用于定位述柔性关节64。

需要说明的是，第一钳位台51和第二钳位台52为柱状结构，可以为四棱柱、三棱柱、圆柱等结构；在第一钳位台51的顶部设置第一定位结构53，第一定位结构53为第一定位压块或第一定位凹槽，如在第一钳位台51的顶部开设第一定位凹槽作位第一定位结构53，或第一钳位台的顶部为水平状态，相对设置的第一定位压块作为第一定位结构53设置于第一钳位台的顶部，且相对设置的第一定位压块支架设置放置槽，以便于机器人关节中前端固定块62的放置支撑，从而前端固定块62不会从第一定位凹槽或第一定位压块处脱离，只要能够将前端固定块62平稳放置于第一钳位台51顶部的第一定位结构53均适用于本技术方案。前端固定块62适于放置于第一定位结构53内，进而第一定位结构53可以起到定位前端固定块62的作用；在第二钳位台52的顶部设置第二定位结构54，用于定位机器人关节6，其中，第二定位结构54可以为第二定位凹槽。

所述第三钳位台57为柱状结构，其中，第三钳位台57设置于第一钳位台51的左侧或右侧，第三定位结构56设置于第三钳位台57的前侧壁上；由于第三定位结构56是用于定位柔性关节64的，故第三定位结构56与柔性关节64的后端部位相配合，而柔性关节64的后端为十字形凹槽结构，或米字型凹槽结构，或其他成轴对称或中心对称的结构，故第三定位结构56与柔性关节64的后端的十字形凹槽相配合，才可以起到对柔性关节64的定位，即第三定位结构56包括一字型卡筋，第三钳位台57前侧壁上开设避让凹槽，且一字型卡筋水平设置于避让凹槽的中部位置，柔性关节64的后端可以配合在一字型卡筋处，且避让凹槽的设置不仅缩小了定位柔性关节后的体积，也实现了对柔性关节侧壁的支撑作用，从而加强了对柔性关节的定位稳定性；第三定位结构56还采用十字形支架、米字型支架或其他结构的支架，只要能够实现对柔性关节64的定位的第三定位结构56都适用于本技术方案。在本实施例中，结合图6所示，设置于第二钳位台52上的第二定位结构54，用于对机器人关节6进行定位；其中，由于机器人关节6包括后端固定块65、中间连接器63、柔性关节64和后端固定块65，故第二定位结构54为第二定位凹槽，且第二定位凹槽内有3个不同内径的弧形凹槽，以便于放置机器人关节6中直径不同的后端固定块65、中间连接器63以及柔性关节64。

在本发明的一个实施例中，如图1、图2和图5所示，所述移动台3上开设有凹槽，所述辅助钳位组件5还包括设置于所述凹槽内的第一移动块50、第二移动块59和中间辅助块60，所述第一钳位台51和所述第三钳位台57均设置于所述第一移动块50上，所述第二钳位台52设置于所述第二移动块59上，所述中间辅助块60设置于所述第一移动块50和所述第二移动块59之间处。

需要说明的是，在移动台3上位于第一钳位台51和第二钳位台52的安装位置处开设凹槽，其中，凹槽为矩形凹槽，第一移动块50和第二移动块59均为矩形块，第一钳位台51和第三钳位台57一体或分体设置在第一移动块50的上端；第二钳位台52一体或分体设置在第二移动块59的顶部，中间辅助块60设置于凹槽内且处于第一移动块50和第二移动块59之间处。

在本实施例中，中间辅助块60包括第一部和第二部，其中，第一部为直角块，第二部为矩形块，且第一部中较长的一边与第二部的中部一体或分体连接；当将第一FBG光纤集成于柔性关节以完成配件柔性关节的集成时，操作第一定块或将第三钳位台移动至中心工位处，中间辅助块60的第二部与凹槽的右侧壁相抵，第一移动块50的左端和右端分别与凹槽的左侧壁和中间辅助块60的第二部相抵，而第二移动块59处于中间辅助块60与凹槽的后侧壁之间处，第二钳位台52拆除，避免对第一FBG光纤与柔性关节的集成造成干涉，如图1和图2所示；当将第二FBG光纤的前端部分与所述机器人关节6中的所述前端固定块62进行集成时，将中间辅助块60绕Y轴旋转180度，使中间辅助块60的左端与凹槽的左侧壁相抵，这时第一移动块50的左端和右端分别与中间辅助块60的第二部和凹槽的右侧壁相抵，第一钳位台51处于中心工位，将前端固定块嵌入第一钳位台51的第一定位结构内，第二FBG光纤的两端分别缠绕固定于固定光纤绕柱2和移动光纤绕柱4上，利用胶水将第二FBG光纤固定在前端固定块62上，以完成配件前端固定块的集成，如图3、图5和图7所示。

在本发明的一个实施例中，结合图7所示，所述第三钳位台57位于所述第一钳位台51的一侧；所述第一移动块50适于在所述凹槽内水平移动，以带动所述第一钳位台51或所述第三钳位台57滑动至所述移动光纤绕柱4和所述固定光纤绕柱2之间处。

需要说明的是，由于柔性关节64与第一FBG光纤集成为配件柔性关节，以及前端固定块62与第二FBG光纤集成为配件前端固定块的作业过程中，第一定位结构53以及第三定位结构56均需处于固定光纤绕柱2和移动光纤绕柱4的中心工位，方可进行集成装配作业；在图4中，第三钳位台57处于第一钳位台51的右侧，在配件柔性关节的装配作业时，需要移动第一移动块50，使第三钳位台57移动处于所述中心工位，这时将柔性关节64定位卡接于第三钳位台57的前侧壁上的第三定位结构56，第一FBG光纤的两端分别固定于固定光纤绕柱2和移动光纤绕柱4上且从柔性关节64上经过，然后通过胶水将第一FBG光纤固定于与柔性关节64的周向柔性梁上；在配件前端固定块进行装配作业时，需要先将中间辅助块60绕Y轴旋转180度后，便于将第一钳位台51移动处于中心工位，将前端固定块62放置于第一定位结构53上，第二FBG光纤的两端分别固定于固定光纤绕柱2和移动光纤绕柱4上，再通过胶水将FBG光纤固定于前端固定块62，从而形成配件前端固定块，故第一钳位台51和第三钳位台57均可从移动台3上拆下，以便于在装配配件柔性关节和配件前端固定块而实现在中心位置上的位置互换。

在本发明的一个实施例中，所述辅助钳位组件5还包括第一定位辅助件58和第二定位辅助件，所述第一定位辅助件58可拆卸设置于所述第一钳位台51上，用于将所述前端固定块62固定于所述第一定位结构53上；所述第二定位辅助件可拆卸设置于所述第二钳位台52上，用于将所述机器人关节6固定所述第二定位结构54上。

需要说明的是，结合图2和图4所示，前端固定块62上开设弧形槽，用于放置第二FBG光纤；第一定位辅助件58用于与第一定位结构53配合，不仅对前端固定块62进行定位，而且还可以将第二FBG光纤精准的压合在前端固定块62的弧形槽内，以便于通过胶水将第二FBG光纤粘合固定于前端固定块62的弧形槽内，以集成为前端固定块62；第二定位辅助件与第二钳位台52的顶部可拆卸连接，用于将机器人关节6固定第二定位结构54上，从而便于在将第二FBG光纤与机器人关节6进行预紧以及集成固定时，机器人关节6不会发生偏移或错位。

在本发明的一个实施例中，所述第一定位辅助件58为定位夹块，所述定位夹块适于与所述第一钳位台51的顶部滑动连接。

需要说明的是，结合图4所示，在第一钳位台51的周向上部相对开设有矩形凹槽，定位夹块适于与第一钳位台51顶部滑动连接，且定位夹块的下端适于嵌入于所述矩形凹槽内，从而便于定位夹块与第一钳位台51快速拆装，以提高前端固定块62的定位效率；第二定位辅助件可采用胶带、磁铁或其他配合结构，从而实现将机器人关节6固定于第二定位结构54上，从而防止机器人关节6在于第二FBG光纤预紧和集成过程中产生偏移。

在本发明的一个实施例中，结合图1和图3所示，辅助钳位平台还包括驱动组件7，所述驱动组件7设置于所述移动台3的下方，所述驱动组件7与所述移动台3驱动连接，用于驱动所述移动台3相对所述固定台1靠近或远离。

需要说明的是，辅助钳位平台还包括底座8，驱动组件7设置于底座8与移动台3之间，且驱动组件7与移动台3的底部驱动连接，进而驱动移动台3相对固定台1靠近或远离；其中，驱动组件7包括驱动电机、滚珠丝杠、轴承座以及螺母座，驱动电机和轴承座设置于底座8上，驱动电机的电机轴与滚珠丝杠的一端固定连接，滚珠丝杠背离驱动电机的一端与轴承座连接，螺母座套设于滚珠丝杠上，移动台3的下部中间位置与螺母座固定连接，移动台3的下部两端与底座8的上端滑动连接；移动台3相对固定台1的移动过程：驱动电机工作驱动滚珠丝杠旋转，由于移动台3的下部两端分别与底座8滑动连接，进而滚珠丝杠的转动带动螺母座实现直线运动，进而使移动台3相对固定台1在水平方向上靠近或远离，从而使移动光纤绕柱4相对固定光纤绕柱2之间的距离缩短或拉长，进而实现对FBG光纤的松弛或预紧。

本发明还提供一种机器人关节的FBG光纤集成装配方法，采用如上述实施例中任一项所述的机器人关节的FBG光纤集成辅助钳位平台，包括：

移动光纤绕柱4上开设有上下排列的第一安装孔41和第三安装孔42，固定光纤绕柱2上开设有上下排列的第二安装孔和第四安装孔，其中，第一安装孔41和第二安装孔处于同一直线上，第三安装孔42和第四安装孔处于同一直线上。

其中，所述固定光纤绕柱2和所述移动光纤绕柱4之间设有中心工位；所述辅助钳位组件5包括第一钳位台51、第二钳位台52、第三钳位台57、第一定位结构53、第二定位结构54以及第三定位结构56，所述第一定位结构53和所述第二定位结构54分别设置于所述第一钳位台51和所述第二钳位台52上；所述第三定位结构56设置于所述第一钳位台51或所述第三钳位台57上朝向所述移动光纤绕柱4的侧壁上；

所述机器人关节6包括腕部关节61、前端固定块62、柔性关节64、中间连接器63和后端固定块65且依次相连；所述柔性关节64包括柔性主体和多个柔性梁，多个所述柔性梁间隔设置于所述柔性主体的外周上；其中，该装配方法用于将多根第一FBG光纤分别依次集成于柔性关节64的柔性梁上，以及将第二FBG光纤的前端部分先集成固定于前端固定块62上以形成配件前端固定块，再将第二FBG光纤的后端部分先预紧再集成固定于机器人关节6中后端固定块65上，具体的集成步骤如下：

步骤S1、首先将所述第三钳位台57适于移动至固定光纤绕柱2与移动光纤绕柱4之间的中心工位处，将机器人关节中6的所述柔性关节64适于放置于第三钳位台57的所述第三定位结构56上；

步骤S2，将第一FBG光纤的一端穿设固定于所述固定光纤绕柱2上，所述第一FBG光纤的另一端穿过所述柔性关节64并固定于所述移动光纤绕柱4上；

步骤S3、将多根所述第一FBG光纤分别依次固定于所述柔性关节64的多根所述柔性梁上，从而完成配件柔性关节的集成。

需要说明的是，在集成柔性关节64时，第三钳位台57需要置于固定光纤绕柱2和移动光纤绕柱4之间的中心工位处，再将柔性关节64放置于第三定位结构56上，将第二钳位台52从第二移动块59上拆下，或第二钳位台52和第二移动块59整体从移动台3上拆下，然后再将第一FBG光纤的一端穿设固定于所述固定光纤绕柱2上的第四安装孔内，第一FBG光纤背离所述固定光纤绕柱2的一端穿过所述柔性关节64并穿设固定于移动光纤绕柱4的第三安装孔42内，然后利用胶水将第一根第一FBG光纤固定在柔性关节64的第一根柔性梁上，接着手动将柔性关节64进行90度旋转后，使柔性关节64的第二根柔性梁朝上，接着再将第二根第一FBG光纤通过胶水集成固定于柔性关节64的第二根柔性梁上，依此过程，直至将多根第一FBG光纤分别固定于柔性关节64的柔性梁上，从而完成配件柔性关节的集成装配，即将多根第一FBG光纤分别集成固定于柔性关节64的多根柔性梁上，以形成所述配件柔性关节。

可选地，还包括步骤S4、将中间辅助块60绕Y轴旋转180度，使中间辅助块60的左端与凹槽的左侧壁相抵，这时第一移动块50的左端和右端分别与中间辅助块60的第二部和凹槽的右侧壁相抵；这时所述第一钳位台51移动至所述固定光纤绕柱2与所述移动光纤绕柱4之间所述中心工位处，在所述第一钳位台51的所述第一定位结构53上放置所述机器人关节6中的所述前端固定块62，将第二FBG光纤的两端分别固定于所述固定光纤绕柱2和所述移动光纤绕柱4上，且使所述第二FBG光纤穿过所述前端固定块62的中心位置，再将所述第二FBG光纤固定于所述前端固定块62上，裁断所述第一定位结构53与所述移动光纤绕柱4之间的部分所述第二FBG光纤，从而完成配件前端固定块的集成。

需要说明的是，将第一钳位台51移动至所述中心位置，将前端固定块62放置于第一钳位台51的第一定位结构53内，然后将第二FBG光纤的两端分别穿设固定于固定光纤绕柱2的第四安装孔和移动光纤绕柱4的第三安装孔42内，这时第二FBG光纤与前端固定块62的上表面处于同一直线上，利用第一定位辅助块将FBG光纤固定前端固定块62的弧形槽内，这时第一定位辅助块不仅对前端固定块62进行定位，而且还可以将第二FBG光纤精准的压合在前端固定块62的弧形槽内，以便于通过胶水将第二FBG光纤的前端部分粘合固定于前端固定块62的弧形槽内，最后裁断第一定位结构53与所述移动光纤绕柱4之间的部分所述第二FBG光纤，从而完成配件前端固定块的集成装配，即将所述第二FBG光纤的后端部分集成固定于62前端固定块上，以形成配件前端固定块。

可选地，还包括步骤S5、先将集成有所述第二FBG光纤的所述配件前端固定块与机器人关节6中的腕部关节61组装，再将集成有所述第一FBG光纤的所述配件柔性关节的两端分别与所述腕部关节61和所述中间连接器63插接装配，接着将所述后端固定块65与所述中间连接器63背离所述配件柔性关节的一端连接并形成所述机器人关节6，将第二钳位台52安装到第二移动块59上或将第二钳位台52和第二移动块59整体安装在移动台3的凹槽内，将所述机器人关节6放置于所述第二钳位台52上的所述第二定位结构54上；

步骤S6、将配件前端固定块中的所述第二FBG光纤对准所述后端固定块65上的中心位置，这时所述第二FBG光纤背离所述腕部关节61的一端穿设固定于所述固定光纤绕柱2，接着使所述移动台3相对所述固定台1水平移动，以使所述第二钳位台52与所述固定光纤绕柱2之间的距离拉长，从而实现所述机器人关节6中所述腕部关节61与所述中间连接器63之间的所述第二FBG光纤预紧作业。

需要说明的是，在将所述机器人关节6放置于第二钳位台52上的第二定位结构54之后，通过第二定位辅助件将机器人关节6固定于第二定位结构54上，然后将固定于固定光纤绕柱2上第二FBG光纤的一端穿设固定于固定光纤绕柱2上的第二安装孔内，机器人关节6中前端固定块62上连接的部分第二FBG光纤与第二安装孔以及机器人关节6内沿其长度方向的轴线重合，且第二FBG光纤与后端固定块65对应处的光纤部分处于后端固定块65的弧形槽内，这时驱动组件7控制移动台3相对固定台1之间距离变长，从而使第二钳位台52与所述固定光纤绕柱2之间的距离拉长，从而实现所述机器人关节6中所述腕部关节61与所述中间连接器63之间的所述第二FBG光纤预紧作业。

可选地，还包括步骤S7、将所述第二FBG光纤中与所述机器人关节6中所述后端固定块65对应位置处的光纤部分与所述后端固定块进行固定，从而完成了所述机器人关节6的装配作业。

需要说明的是，当第二FBG光纤处于预紧状态之后，通过胶水将光纤固定于后端固定块65上，从而完成了所述第一FBG光纤和所述第二FBG光纤分别与所述机器人关节6中所述柔性关节64和所述前端固定块62的集成装配作业。

在本发明的一个实施例中，还包括电子放大镜，所述电子放大镜安装于移动台3上且位于第一钳位台51或第二钳位台52的一侧，以辅助完成FBG光纤与机器人关节6中各配件的集成。

需要说明的是，为了便于电子放大镜的快速拆装，移动台3上开设定位孔，电子放大镜通过连接柱安装于定位孔内，其中，连接柱可直接嵌入于定位孔内，连接柱也可螺纹安装于定位孔内，从而实现电子放大镜的快速安装。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种机器人关节的FBG光纤集成辅助钳位平台，其特征在于，包括：

固定台(1)；

固定光纤绕柱(2)，所述固定光纤绕柱(2)设置于所述固定台(1)上；

移动台(3)，所述移动台(3)适于相对所述固定台(1)进行水平移动；

移动光纤绕柱(4)，所述移动光纤绕柱(4)设置于所述移动台(3)上；

辅助钳位组件(5)，所述辅助钳位组件(5)设置于所述移动台(3)上，且所述辅助钳位组件(5)位于所述固定光纤绕柱(2)和所述移动光纤绕柱(4)之间，其中，机器人关节(6)适于放置于所述辅助钳位组件(5)上，FBG光纤的一端适于设置于所述固定光纤绕柱(2)上，所述FBG光纤的另一端适于穿过位于所述辅助钳位组件(5)上的所述机器人关节(6)并与所述移动光纤绕柱(4)连接；

所述机器人关节(6)包括腕部关节(61)、前端固定块(62)、中间连接器(63)和柔性关节(64)，所述前端固定块(62)嵌入于所述腕部关节(61)内，所述柔性关节(64)的两端分别与所述腕部关节(61)和所述中间连接器(63)插接；

所述移动台(3)上开设有凹槽，所述辅助钳位组件(5)包括第一钳位台(51)、第二钳位台(52)、第一定位结构(53)、第二定位结构(54)、第三定位结构(56)、第三钳位台(57)和设置于所述凹槽内的第一移动块(50)、第二移动块(59)和中间辅助块(60)；

所述第一钳位台(51)和所述第二钳位台(52)均处于所述固定光纤绕柱(2)和所述移动光纤绕柱(4)之间的连线上；所述FBG光纤背离所述固定光纤绕柱(2)的一端穿过所述第一钳位台(51)并与所述移动光纤绕柱(4)连接；

所述第一定位结构(53)设置于所述第一钳位台(51)的顶部，用于定位所述前端固定块(62)；所述第二定位结构(54)设置于所述第二钳位台(52)的顶部，用于定位所述机器人关节(6)；所述第三定位结构(56)设置于所述第三钳位台(57)上朝向所述移动光纤绕柱(4)的一侧壁上，用于定位述柔性关节(64)；

所述第一钳位台(51)和所述第三钳位台(57)均设置于所述第一移动块(50)上，所述第二钳位台(52)设置于所述第二移动块(59)上，所述中间辅助块(60)设置于所述第一移动块(50)和所述第二移动块(59)之间处。

2.根据权利要求1所述的机器人关节的FBG光纤集成辅助钳位平台，其特征在于，所述第三钳位台(57)位于所述第一钳位台(51)的一侧；所述第一移动块(50)适于在所述凹槽内移动，以带动所述第一钳位台(51)或所述第三钳位台(57)移动至所述移动光纤绕柱(4)和所述固定光纤绕柱(2)之间处。

3.根据权利要求1所述的机器人关节的FBG光纤集成辅助钳位平台，其特征在于，所述辅助钳位组件(5)还包括第一定位辅助件(58)和第二定位辅助件，所述第一定位辅助件(58)可拆卸设置于所述第一钳位台(51)上，用于将所述前端固定块(62)固定于所述第一定位结构(53)上；所述第二定位辅助件可拆卸设置于所述第二钳位台(52)上，用于将所述机器人关节(6)固定于所述第二定位结构(54)上。

4.根据权利要求3所述的机器人关节的FBG光纤集成辅助钳位平台，其特征在于，所述第一定位辅助件(58)为定位夹块，所述定位夹块适于与所述第一钳位台(51)的顶部滑动连接。

5.根据权利要求1所述的机器人关节的FBG光纤集成辅助钳位平台，其特征在于，还包括驱动组件(7)，所述驱动组件(7)设置于所述移动台(3)的下方，所述驱动组件(7)与所述移动台(3)驱动连接，用于驱动所述移动台(3)相对所述固定台(1)靠近或远离。

6.根据权利要求1所述的机器人关节的FBG光纤集成辅助钳位平台，其特征在于，所述第一定位结构(53)为第一定位压块或第一定位凹槽。

7.一种机器人关节的FBG光纤集成装配方法，采用如权利要求1-6中任一项所述的机器人关节的FBG光纤集成辅助钳位平台，其特征在于，包括：

步骤S1、首先将辅助钳位组件(5)中的第三钳位台(57)移动至固定光纤绕柱(2)与移动光纤绕柱(4)之间处，将机器人关节(6)中的柔性关节(64)放置于所述第三钳位台(57)上；

步骤S2，将第一FBG光纤的一端穿设固定于所述固定光纤绕柱(2)上，所述第一FBG光纤的另一端穿过所述柔性关节(64)并固定于所述移动光纤绕柱(4)上；

步骤S3、将多根所述第一FBG光纤分别依次固定于所述柔性关节(64)的多根柔性梁上，从而完成对配件柔性关节的集成。

8.根据权利要求7中所述的机器人关节的FBG光纤集成装配方法，其特征在于，还包括：

步骤S4、将所述辅助钳位组件(5)中第一钳位台(51)移动至所述固定光纤绕柱(2)与所述移动光纤绕柱(4)之间处，在所述第一钳位台(51)的第一定位结构(53)上放置所述机器人关节(6)中的前端固定块(62)，将第二FBG光纤的两端分别固定于所述固定光纤绕柱(2)和所述移动光纤绕柱(4)上，再将所述第二FBG光纤的一端固定于所述前端固定块(62)上，裁断所述第一定位结构(53)与所述移动光纤绕柱(4)之间的部分所述第二FBG光纤，从而完成配件前端固定块的集成。

9.根据权利要求8中所述的机器人关节的FBG光纤集成装配方法，其特征在于，还包括：

步骤S5、将集成有所述第二FBG光纤的所述配件前端固定块、所述机器人关节(6)中的腕部关节(61)、集成有所述第一FBG光纤的所述配件柔性关节、所述机器人关节(6)中的中间连接器(63)以及所述机器人关节(6)中的后端固定块(65)装配形成所述机器人关节(6)，将所述机器人关节(6)固定于第二钳位台(52)上；

步骤S6、使移动台(3)相对固定台(1)水平移动，以使所述第二钳位台(52)与所述固定光纤绕柱(2)之间的距离拉长，从而实现所述机器人关节(6)中所述腕部关节(61)与所述后端固定块(65)之间的所述第二FBG光纤的预紧作业。

10.根据权利要求9中所述的机器人关节的FBG光纤集成装配方法，其特征在于，还包括：

步骤S7、将所述第二FBG光纤中与所述机器人关节(6)中所述后端固定块(65)对应位置处的光纤部分与所述后端固定块(65)进行固定，进而完成所述第一FBG光纤和所述第二FBG光纤分别与所述机器人关节(6)中所述柔性关节(64)和所述前端固定块(62)的集成装配作业。

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