CN115890747B - 多功能浮动补偿平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多功能浮动补偿平台，涉及带电机器人作业的技术领域，包括平台，平台上表面设工装限位凹槽，各个工装限位凹槽内部分别安装有各自的工装浮动补偿组件；该工装浮动补偿组件包括XY向限位挡块、工装浮动板、Z向限位导柱、XY向滚珠弹簧以及Z向滚珠弹簧；工装浮动板始终同时与XY向和Z向滚珠弹簧的滚珠接触。本发明缓解了现有技术中，机器人更换末端执行器及拾取金具过程中，机器人理论作业位置与实际位置有偏差，易造成机器人手臂碰撞金具卡死，取放末端执行器及金具失败的情况的技术问题，以及现有金具工装多样化，各种金具工装在放置平台上没有统一的固定方式，固定位置偏差大、需要频繁更换，费时且不便捷的技术问题。

Description

多功能浮动补偿平台

技术领域

本发明涉及带电机器人作业领域，尤其是涉及一种多功能浮动补偿平台。

背景技术

室外带电作业时，机器人更换末端执行器及拾取金具过程中，机器人手臂需要运动到放置末端执行器及金具的放置平台处，进行更换执行器和拾取金具，现有放置平台相对机器人的位置理论上是准确的，末端执行器及金具的位置是固定不动的；但是实际上，机器人理论作业位置与实际位置往往发生偏差，原因包括机器人、末端执行器、放置平台、金具及金具工装的加工误差，以及其装配过程中产生的误差的累加，以及机器人作业时在斗臂车上抖动，金具与工装、末端执行器与放置平台是有间隙的，运动到取放平台的取放位置过程中产生误差等；以上这些误差的累加，造成机器人放置平台上的取放位置和对机器人设定的理想取放位置之间存在偏差，易造成机器人手臂碰撞金具卡死，取放末端执行器及金具失败的情况。

此外，现有金具工装多样化，各种金具工装在放置平台上没有统一的固定方式，仅仅采用两个螺栓进行固定，每次的固定位置会有偏差，容易松动产生偏差，需要用工具进行更换，费时且不便捷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能浮动补偿平台，以至少缓解现有技术中存在的上述机器人更换末端执行器及拾取金具过程中，机器人理论作业位置与实际位置具有偏差，易造成机器人手臂碰撞金具卡死，取放末端执行器及金具失败的情况的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

本发明实施例提供一种多功能浮动补偿平台，包括平台，所述平台设有用于安装于机器人的安装部，并且，所述平台的上表面设有至少一个工装限位凹槽，各个所述工装限位凹槽内部分别安装有各自的工装浮动补偿组件。

具体地，所述工装浮动补偿组件包括XY向限位挡块、工装浮动板、Z向限位导柱、XY向滚珠弹簧以及Z向滚珠弹簧。所述Z向滚珠弹簧以滚珠朝上的方式嵌入安装于所述工装限位凹槽的底壁。所述工装浮动板水平设于所述工装限位凹槽内部，所述Z向限位导柱包括柱体和连接于所述柱体一端的头部挡帽，所述柱体穿过所述工装浮动板且所述柱体远离所述头部挡帽的一端固定连接于所述平台。所述XY向限位挡块设于所述工装限位凹槽内部且所述XY向限位挡块固定连接于所述平台；所述XY向限位挡块朝向所述工装限位凹槽中心点的一侧表面设有U形挡槽，所述工装浮动板或所述XY向限位挡块的一侧表面设有工装放置安装槽。所述XY向滚珠弹簧以滚珠朝向所述工装浮动板的方式嵌入安装于所述XY向限位挡块的周面；所述工装浮动板始终同时与所述XY向滚珠弹簧的滚珠和所述Z向滚珠弹簧的滚珠接触。

本实施例提供的上述多功能浮动补偿平台，具有XYZ方向六个自由度的浮动量和恢复力，通过浮动和恢复力与机器人进行配合，能够补偿作业时产生的误差，并能在未作业时恢复到原位的功能，从而，至少缓解了现有技术中，存在的上述机器人更换末端执行器及拾取金具过程中，机器人理论作业位置与实际位置具有偏差，易造成机器人手臂碰撞金具卡死，取放末端执行器及金具失败的情况的技术问题。对于本实施例的具体工作方式和实现原理可参照具体实施方式部分获得。

在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，所述XY向限位挡块至少包括分设于所述工装限位凹槽中心点两侧的第一XY向限位挡块和第二XY向限位挡块，且在所述第一XY向限位挡块与所述第二XY向限位挡块各自的相互面对对方的表面分别设有所述U形挡槽。

在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，所述多功能浮动补偿平台还包括工位粗导向块，所述工位粗导向块凸起并固定于所述浮动板的上板面。

在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，在所述工位粗导向块的表面设有保护罩。

在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，在所述XY向限位挡块的上表面还设有保护盖板。

在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，所述工装限位凹槽包括末端执行器限位凹槽，所述末端执行器限位凹槽的内部安装的工装浮动补偿组件为末端执行器浮动补偿组件。

在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，所述工装限位凹槽包括金具限位凹槽，所述金具限位凹槽的内部安装的工装浮动补偿组件为金具浮动补偿组件。

本优选实施方式中，进一步优选地，所述金具浮动补偿组件的工装浮动板上设有上下贯通所述工装浮动板的长圆销孔和圆形销孔。

本优选实施方式中，进一步优选地，所述金具浮动补偿组件的工装浮动板上设有金具安装结构，所述金具安装结构包括第一倒T型槽和第二倒T型槽、第一螺钉、第一螺母、第二螺钉、以及第二螺母。

具体地，所述第一倒T型槽和所述第二倒T型槽分别设于所述工装浮动板相对的两外侧面。所述第一螺钉的头端自所述工装浮动板一个侧面插入于所述第一倒T型槽的下端横槽内部，所述第一螺钉的杆部沿所述第一倒T型槽的上端纵槽延伸出所述工装浮动板的表面，所述第一螺母螺纹连接于所述第一螺钉的杆部露出所述工装浮动板的部位。所述第二螺钉的头端自所述工装浮动板相对的另一侧面插入于所述第二倒T型槽的下端横槽内部，所述第二螺钉的杆部沿所述第二倒T型槽的上端纵槽延伸出所述工装浮动板的表面，所述第二螺母螺纹连接于所述第二螺钉的杆部露出所述工装浮动板的部位。所述第一螺母能够被拧动以相对所述第一螺钉转动以将金具工装的一边压紧于所述第一螺母与所述工装浮动板的上板面之间或释放所述金具工装，所述第二螺母能够被拧动以相对所述第二螺钉转动以将金具工装的相对边压紧于所述第二螺母与所述工装浮动板的上板面之间或释放所述金具工装。

在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，所述平台设有用于安装于机器人的安装部采用上下贯通所述平台的多个安装孔。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的多功能浮动补偿平台的整体结构俯视图；

图2为本发明实施例提供的多功能浮动补偿平台的整体结构轴测图；

图3为图2中A部分的局部结构放大图；

图4为图2中B部分的局部结构放大图；

图5为本发明实施例提供的多功能浮动补偿平台的整体结构前视图；

图6为本发明实施例提供的多功能浮动补偿平台中金具安装工位的侧面剖视图；

图7为本发明实施例提供的多功能浮动补偿平台的整体结构横剖视图；

图8为图7中C部分的局部结构放大图；

图9为图7中D部分的局部结构放大图。

图标：1-平台；11-安装部；12-工装放置安装槽；100-末端执行器安装工位；200-金具工装安装工位；300-其他工装安装工位；21-XY向限位挡块；2101-第一XY向限位挡块；2102-第二XY向限位挡块；211-保护盖板；22-工装浮动板；221-长圆销孔；222-圆形销孔；23-Z向限位导柱；24-XY向滚珠弹簧；25-Z向滚珠弹簧；26-工位粗导向块；261-保护罩；31-第一倒T型槽；32-第二倒T型槽；33-第一螺钉；34-第一螺母；35-第二螺钉；36-第二螺母。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本发明的描述中，对于“XY向”指的是水平或接近水平方向上的相互垂直的两方向，“Z”向指的是垂直或接近垂直方向。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例提供一种多功能浮动补偿平台，参照图1至图9，该多功能浮动补偿平台包括平台1，平台1设有用于安装于机器人的安装部11，该安装部11可以有多种可选结构，例如但不限于如图所示为安装孔结构，还可以是卡接结构等。平台1的上表面设有至少一个工装限位凹槽，各个工装限位凹槽内部分别安装有各自的工装浮动补偿组件，根据各个工装浮动补偿组件的功能不同可分别用于安装不同种类的工装，以一个工装限位凹槽及其配对的工装浮动补偿组件为一个安装工位，例如但不限于如图1所示，使平台1包括末端执行器安装工位100、金具工装安装工位200和其他工装安装工位300。

各个安装工位中，工装限位凹槽内部的工装浮动补偿组件包括XY向限位挡块21、工装浮动板22、Z向限位导柱23、XY向滚珠弹簧24以及Z向滚珠弹簧25；具体地：参照图5和图6，该Z向滚珠弹簧25以滚珠朝上的方式嵌入安装于前述工装限位凹槽的底壁；工装浮动板22水平设于工装限位凹槽内部，参照图3和图4，Z向限位导柱23包括柱体和连接于柱体一端的头部挡帽，其柱体穿过工装浮动板22且该柱体远离头部挡帽的一端固定连接于平台1。前述XY向限位挡块21设于工装限位凹槽内部且该XY向限位挡块21固定连接于平台1，该XY向限位挡块21朝向工装限位凹槽中心点的一侧表面设有U形挡槽，工装浮动板22或XY向限位挡块21的一侧表面设有工装放置安装槽12，有些情况下，例如图4所示，上述U形挡槽即为工装放置安装槽12，有些情况下，例如图3所示，在工装浮动板22上另设工装放置安装槽12，根据工位不同选择性设置。XY向滚珠弹簧24以滚珠朝向工装浮动板22的方式嵌入安装于XY向限位挡块21的周面；工装浮动板22始终同时与XY向滚珠弹簧24的滚珠和Z向滚珠弹簧25的滚珠接触。特别地，XY向限位挡块21之所以被叫做XY向限位挡块，主要是因为上述XY向滚珠弹簧24嵌入于其周面后，能够对工装浮动板22进行X向和Y向上的双重约束。

由于工装浮动板22始终同时与XY向滚珠弹簧24的滚珠和Z向滚珠弹簧25的滚珠接触，从而，工装浮动板22受到底部以及周面上滚珠弹簧的弹性力，在该弹性力作用下可达浮动效果，当将末端执行器或金具工装或其他工装安装到上述的工装浮动板22时，可通过自由浮动于平台1的工装浮动板22，适应机器人端部的姿态，完成工装取放的正位对接。

更加详细地，本实施例中，使用时，将平台1的安装部11安装于机器人，以使平台1与机器人保持确定的相对位置，利用工装放置安装槽12在工装安装工位的工装浮动板22上对应安装工装。当机器人取放工装时，机器人手臂端部会触碰到工装传力给工装浮动板22或者直接碰触工装浮动板22，工装浮动板22会根据机器人位置偏差在XYZ六自由度方向浮动，适应机器人端部的姿态，完成取放的对接；浮动原理如下：工装浮动板22的XY面与XY向限位挡块21上的XY向滚珠弹簧24的滚珠接触，工装浮动板22的底面与平台1上的Z向滚珠弹簧25的滚珠接触，Z向限位导柱23的头部挡帽限定了工装浮动板22的上下浮动量；当工装浮动板22受到外力后在会压缩XY向滚珠弹簧24和Z向滚珠弹簧25，产生六自由度的位移转动并受到XY向滚珠弹簧24和Z向滚珠弹簧25产生的弹性恢复力用于补偿误差；当工装浮动板22不受外力后，在XY向滚珠弹簧24和Z向滚珠弹簧25的作用下，工装浮动板22恢复至原位置。

本实施例提供的上述多功能浮动补偿平台，具有XYZ方向六个自由度的浮动量和恢复力，通过浮动和恢复力与机器人进行配合，能够补偿作业时产生的误差，并能在未作业时恢复到原位的功能，从而，至少缓解了现有技术中，存在的上述机器人更换末端执行器及拾取金具过程中，机器人理论作业位置与实际位置具有偏差，易造成机器人手臂碰撞金具卡死，取放末端执行器及金具失败的情况的技术问题。

继续参照图1至图9，在本实施例的一些可选实施方式中，较为优选地，上述的XY向限位挡块21至少包括分设于工装限位凹槽中心点两侧的第一XY向限位挡块2101和第二XY向限位挡块2102，且在第一XY向限位挡块2101与第二XY向限位挡块2102各自的相互面对对方的表面分别设有U形挡槽，此外，各个XY向限位挡块21可由多个连接块拼接而成，也可以是整块式结构。

继续参照图1至图9，为避免机器人工作时对工装浮动板22产生损伤，以及更好地使工装浮动板22响应机器人手臂作出浮动调节动作，较佳地，如图2至图4所示，该多功能浮动补偿平台还包括工位粗导向块26，该工位粗导向块26凸起并固定于浮动板的上板面，机器人取放工装时，尤其在取放末端执行器时，机器人手臂端部会触碰到固定在工装浮动板22上的粗导向块，工装浮动板即可浮动，操作人员可进一步微调对位。该工位粗导向块26优选设相对的两个，分设于工装限位凹槽的两侧。

进一步优选地，在上述工位粗导向块26的表面还设有保护罩261。

类似地，本实施例中，为保护XY向限位挡块21，还可以如图3和图4所示，在XY向限位挡块21的上表面还设有保护盖板211。

需要特别说明的是，本说明书中，将末端执行器也归为一种“工装”的范畴进行的解释说明，其中，平台1上的工装限位凹槽包括末端执行器限位凹槽，该末端执行器限位凹槽的内部安装的工装浮动补偿组件为末端执行器浮动补偿组件，和/或，平台1上的工装限位凹槽包括金具限位凹槽，该金具限位凹槽的内部安装的工装浮动补偿组件为金具浮动补偿组件。

在平台1上的工装限位凹槽包括金具限位凹槽时，可参考图4，在金具浮动补偿组件的工装浮动板22上设有上下贯通工装浮动板22的长圆销孔221和圆形销孔222；各类金具工装可通过其底面的两个圆柱销与金具工装浮动板上的上述长圆销孔221和圆形销孔222配合限定具体的位置，定位更精准。

此外，进一步优选地，如图4所示，使该金具浮动补偿组件的工装浮动板22上设有金具安装结构，该金具安装结构包括第一倒T型槽31和第二倒T型槽32、第一螺钉33、第一螺母34、第二螺钉35、以及第二螺母36。第一倒T型槽31和第二倒T型槽32分别设于工装浮动板22相对的两外侧面。第一螺钉33的头端自工装浮动板22一个侧面插入于第一倒T型槽31的下端横槽内部，第一螺钉33的杆部沿第一倒T型槽31的上端纵槽延伸出工装浮动板22的表面，第一螺母34螺纹连接于第一螺钉33的杆部露出工装浮动板22的部位。第二螺钉35的头端自工装浮动板22相对的另一侧面插入于第二倒T型槽32的下端横槽内部，第二螺钉35的杆部沿第二倒T型槽32的上端纵槽延伸出工装浮动板22的表面，第二螺母36螺纹连接于第二螺钉35的杆部露出工装浮动板22的部位。装配时，第一螺母34能够被拧动以相对第一螺钉33转动以将金具工装的一边压紧于第一螺母34与工装浮动板22的上板面之间或释放金具工装，第二螺母36能够被拧动以相对第二螺钉35转动以将金具工装的相对边压紧于第二螺母36与工装浮动板22的上板面之间或释放金具工装。定位过程中人工手动拧转第一螺母34和第二螺母36即可，无需其他工具，简单方便，缓解了现有技术中，各种金具工装在放置平台上没有统一的固定方式，仅仅采用两个螺栓进行固定，每次的固定位置会有偏差，容易松动产生偏差，需要用工具进行更换，费时且不便捷的技术问题。

最后应说明的是：

1、本说明书中，“和/或”表示“和/或”前的结构与“和/或”后的结构同时或择一设置；

2、本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可；本说明书中的以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种多功能浮动补偿平台，其特征在于：包括平台（1），所述平台（1）设有用于安装于机器人的安装部（11），并且，所述平台（1）的上表面设有至少一个工装限位凹槽，各个所述工装限位凹槽内部分别安装有各自的工装浮动补偿组件；

所述工装浮动补偿组件包括XY向限位挡块（21）、工装浮动板（22）、Z向限位导柱（23）、XY向滚珠弹簧（24）以及Z向滚珠弹簧（25）；

所述Z向滚珠弹簧（25）以滚珠朝上的方式嵌入安装于所述工装限位凹槽的底壁；

所述工装浮动板（22）水平设于所述工装限位凹槽内部，所述Z向限位导柱（23）包括柱体和连接于所述柱体一端的头部挡帽，所述柱体穿过所述工装浮动板（22）且所述柱体远离所述头部挡帽的一端固定连接于所述平台（1）；

所述XY向限位挡块（21）设于所述工装限位凹槽内部且所述XY向限位挡块（21）固定连接于所述平台（1）；所述XY向限位挡块（21）朝向所述工装限位凹槽中心点的一侧表面设有U形挡槽，所述工装浮动板（22）或所述XY向限位挡块（21）的一侧表面设有工装放置安装槽（12）；

所述XY向滚珠弹簧（24）以滚珠朝向所述工装浮动板（22）的方式嵌入安装于所述XY向限位挡块（21）的周面；所述工装浮动板（22）始终同时与所述XY向滚珠弹簧（24）的滚珠和所述Z向滚珠弹簧（25）的滚珠接触。

2.根据权利要求1所述的多功能浮动补偿平台，其特征在于：所述XY向限位挡块（21）至少包括分设于所述工装限位凹槽中心点两侧的第一XY向限位挡块（2101）和第二XY向限位挡块（2102），且在所述第一XY向限位挡块（2101）与所述第二XY向限位挡块（2102）各自的相互面对对方的表面分别设有所述U形挡槽。

3.根据权利要求1所述的多功能浮动补偿平台，其特征在于：所述多功能浮动补偿平台还包括工位粗导向块（26），所述工位粗导向块（26）凸起并固定于所述浮动板的上板面。

4.根据权利要求3所述的多功能浮动补偿平台，其特征在于：在所述工位粗导向块（26）的表面设有保护罩（261）。

5.根据权利要求1所述的多功能浮动补偿平台，其特征在于：在所述XY向限位挡块（21）的上表面还设有保护盖板（211）。

6.根据权利要求1-5任一项所述的多功能浮动补偿平台，其特征在于：所述工装限位凹槽包括末端执行器限位凹槽，所述末端执行器限位凹槽的内部安装的工装浮动补偿组件为末端执行器浮动补偿组件。

7.根据权利要求1-5任一项所述的多功能浮动补偿平台，其特征在于：所述工装限位凹槽包括金具限位凹槽，所述金具限位凹槽的内部安装的工装浮动补偿组件为金具浮动补偿组件。

8.根据权利要求7所述的多功能浮动补偿平台，其特征在于：所述金具浮动补偿组件的工装浮动板（22）上设有上下贯通所述工装浮动板（22）的长圆销孔（221）和圆形销孔（222）。

9.根据权利要求7所述的多功能浮动补偿平台，其特征在于：所述金具浮动补偿组件的工装浮动板（22）上设有金具安装结构，所述金具安装结构包括第一倒T型槽（31）和第二倒T型槽（32）、第一螺钉（33）、第一螺母（34）、第二螺钉（35）、以及第二螺母（36）；

所述第一倒T型槽（31）和所述第二倒T型槽（32）分别设于所述工装浮动板（22）相对的两外侧面；

所述第一螺钉（33）的头端自所述工装浮动板（22）一个侧面插入于所述第一倒T型槽（31）的下端横槽内部，所述第一螺钉（33）的杆部沿所述第一倒T型槽（31）的上端纵槽延伸出所述工装浮动板（22）的表面，所述第一螺母（34）螺纹连接于所述第一螺钉（33）的杆部露出所述工装浮动板（22）的部位；

所述第二螺钉（35）的头端自所述工装浮动板（22）相对的另一侧面插入于所述第二倒T型槽（32）的下端横槽内部，所述第二螺钉（35）的杆部沿所述第二倒T型槽（32）的上端纵槽延伸出所述工装浮动板（22）的表面，所述第二螺母（36）螺纹连接于所述第二螺钉（35）的杆部露出所述工装浮动板（22）的部位；

所述第一螺母（34）能够被拧动以相对所述第一螺钉（33）转动以将金具工装的一边压紧于所述第一螺母（34）与所述工装浮动板（22）的上板面之间或释放所述金具工装，所述第二螺母（36）能够被拧动以相对所述第二螺钉（35）转动以将金具工装的相对边压紧于所述第二螺母（36）与所述工装浮动板（22）的上板面之间或释放所述金具工装。

10.根据权利要求1所述的多功能浮动补偿平台，其特征在于：所述平台（1）设有用于安装于机器人的安装部（11）采用上下贯通所述平台（1）的多个安装孔。

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