CN114905537B - 一种具有柔性的机器人末端法兰接口 - Google Patents

Abstract

本发明公开了法兰接口技术领域的一种具有柔性的机器人末端法兰接口，包括上法兰，上法兰的上端设置有底板，底板的上表面固定连接有轴运动模块，轴运动模块与上法兰螺纹连接，轴运动模块的上表面固定连接有盖板，盖板的上方设置有下法兰，盖板的中心处开设有大圆孔，盖板的下表面均匀固定有若干XY限位块，盖板的下表面位于相邻XY限位块之间中上方位置设置有若干旋转限位块；本发明内部设计了四个相互垂直的转动杆，使其具有XY两个自由度可偏移，偏移的范围为±5cm且在偏移过程中可以旋转，旋转范围为5°从而具有柔性性能，最终使之在一定的范围内能够补偿末端执行装置与设备的误差。

Description

一种具有柔性的机器人末端法兰接口

技术领域

本发明涉及法兰接口技术领域，具体涉及一种具有柔性的机器人末端法兰接口。

背景技术

法兰是一种盘状零件，在管道工程中最为常见，法兰连接就是把两个管道、管件或器材，先各自固定在一个法兰盘上，两个法兰盘之间，加上法兰垫，用螺栓紧固在一起，完成了连接，有的管件和器材已经自带法兰盘，也是属于法兰连接。

机械臂末端执行装置一般指任何一个连接在机械臂边缘(关节)具有一定功能的工具。当前市面上大多数末端执行器的结构通常是刚性的，由于刚性结构的特性以及设备与装置之间存在的误差，从而导致机械臂末端执行装置与设备之间的配合出现问题，造成设备运行时出现故障率。

因此，亟需设计一种具有柔性的机器人末端法兰接口。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有柔性的机器人末端法兰接口以补偿机械臂末端执行装置与设备之间产生的误差，解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有柔性的机器人末端法兰接口，包括上法兰，所述上法兰的上端设置有底板，所述底板的上表面固定连接有轴运动模块，所述轴运动模块与上法兰螺纹连接，所述轴运动模块的上表面固定连接有盖板，所述盖板的上方设置有下法兰，所述盖板的中心处开设有大圆孔，所述盖板的下表面均匀固定有若干XY限位块，所述盖板的下表面位于相邻所述XY限位块之间中上方位置设置有若干旋转限位块。

进一步的，上述具有柔性的机器人末端法兰接口中，所述轴运动模块包括卡接柱、连接块、弹簧装置、四个转动杆和氮气弹簧，所述卡接柱卡接设置于大圆孔内，所述卡接柱的上端部与下法兰固定连接，所述卡接柱的底部周向设置有规则弧形的连接块，所述连接块的中心圆的边缘处开设有凹槽，所述凹槽内设置有弹簧装置，所述转动杆的一侧螺纹活动连接于底板上的边缘处，另一侧固定于盖板的相邻旋转限位块之间，所述转动杆的中部设置有氮气弹簧。

进一步的，上述具有柔性的机器人末端法兰接口中，所述连接块分布在旋转限位块的中心位置且留有缝隙。

进一步的，上述具有柔性的机器人末端法兰接口中，所述转动杆具有XY两个自由度可偏移，偏移的范围为±5cm，旋转范围为5°。

进一步的，上述具有柔性的机器人末端法兰接口中，相邻所述转动杆垂直设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明内部设计了四个相互垂直的转动杆，使其具有XY两个自由度可偏移，偏移的范围为±5cm且在偏移过程中可以旋转，旋转范围为5°从而具有柔性性能，最终使之在一定的范围内能够补偿末端执行装置与设备的误差。

2、本发明的轴运动模块上设置有四个弹簧保护装置，在使用过程中避免轴运动块受到撞击和摩擦，且内部结构简单，使得整个装置性能稳定，结构简单，便于维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明盖板剖视与轴运动模块内部结构示意图；

图3为本发明正剖视结构示意图；

图4为本发明轴运动模块正视结构示意图；

图5为本发明俯视结构示意图；

图6为本发明侧视结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-上法兰，2-轴运动模块，21-卡接柱，22-连接块，23-弹簧装置，24-转动杆，25-氮气弹簧，3-下法兰，4-底板，5-盖板，6-XY限位块，7-旋转限位块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明提供一种技术方案：一种具有柔性的机器人末端法兰接口，包括上法兰1，上法兰1的上端设置有底板4，底板4的上表面固定连接有轴运动模块2，轴运动模块2与上法兰1螺纹连接，轴运动模块2的上表面固定连接有盖板5，盖板5的上方设置有下法兰3，盖板5的中心处开设有大圆孔，盖板5的下表面均匀固定有若干XY限位块6，盖板5的下表面位于相邻XY限位块6之间中上方位置设置有若干旋转限位块7。

实施例二

基于本申请的实施例一提供的一种具有柔性的机器人末端法兰接口，本申请的实施例二提出另一种具有柔性的机器人末端法兰接口。实施例二仅仅是实施例一的进一步的方式，实施例二的实施对实施例一的单独实施不会造成影响。

下面结合附图和实施方式对本发明的实施例二作进一步说明。

与实施例一相比，本实施例中提供了一种具体的轴运动模块2包括卡接柱21、连接块22、弹簧装置23、四个转动杆24和氮气弹簧25，卡接柱21卡接设置于大圆孔内，卡接柱21的上端部与下法兰3固定连接，卡接柱21的底部周向设置有规则弧形的连接块22，连接块22分布在旋转限位块7的中心位置且留有缝隙，连接块22的中心圆的边缘处开设有凹槽，凹槽内设置有弹簧装置23，相邻转动杆24垂直设置，转动杆24的一侧螺纹活动连接于底板4上的边缘处，另一侧固定于盖板5的相邻旋转限位块7之间，转动杆24的中部设置有氮气弹簧25。转动杆24具有XY两个自由度可偏移，偏移的范围为±5cm，旋转范围为5°。

工作原理为：

本方案在医疗过程中双臂机器人来进行协作治疗，接口的上法兰1可以安装到机械臂或者其他装置的法兰口上，末端执行器与下法兰3连接，当末端执行器需要补偿末端执行器与设备的误差时，若末端执行器只受到两个或一个方向的作用，需要补偿沿方向误差时，本方案具有柔性的机器人末端法兰接口接口轴运动模块2通过四个氮气弹簧25受力(通过转动杆24卡在旋转限位块7中间进行旋转限制，连接块22到XY限位块6之间的距离进行限位)，沿两个或一个方向发生偏移，并且在偏移过程中也可以进行一定范围的旋转，从而整个末端执行器可以补偿与设备的误差并产生一定的柔性性能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。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示例。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示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种具有柔性的机器人末端法兰接口，包括上法兰（1），其特征在于：所述上法兰（1）的上端设置有底板（4），所述底板（4）的上表面固定连接有轴运动模块（2），所述轴运动模块（2）与上法兰（1）螺纹连接，所述轴运动模块（2）的上表面固定连接有盖板（5），所述盖板（5）的上方设置有下法兰（3），所述盖板（5）的中心处开设有大圆孔，所述盖板（5）的下表面均匀固定有若干XY限位块（6），所述盖板（5）的下表面位于相邻所述XY限位块（6）之间中上方位置设置有若干旋转限位块（7）；

所述轴运动模块（2）包括卡接柱（21）、连接块（22）、弹簧装置（23）、四个转动杆（24）和氮气弹簧（25），所述卡接柱（21）卡接设置于大圆孔内，所述卡接柱（21）的上端部与下法兰（3）固定连接，所述卡接柱（21）的底部周向设置有规则弧形的连接块（22），所述连接块（22）的中心圆的边缘处开设有凹槽，所述凹槽内设置有弹簧装置（23），所述转动杆（24）的一侧螺纹活动连接于底板（4）上的边缘处，另一侧固定于盖板（5）的相邻旋转限位块（7）之间，所述转动杆（24）的中部设置有氮气弹簧（25）。

2.根据权利要求1所述的一种具有柔性的机器人末端法兰接口，其特征在于：所述连接块（22）分布在旋转限位块（7）的中心位置且留有缝隙。

3.根据权利要求1所述的一种具有柔性的机器人末端法兰接口，其特征在于：所述转动杆（24）具有XY两个自由度可偏移，偏移的范围为±5cm，旋转范围为5°。

4.根据权利要求1所述的一种具有柔性的机器人末端法兰接口，其特征在于：相邻所述转动杆（24）垂直设置。