CN205057982U - 压缩-拉伸六自由度阻尼减震恒力平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压缩-拉伸六自由度阻尼减震恒力平台，包括上底板、若干拉伸弹簧、若干阻尼器和下底板，所述拉伸弹簧和阻尼器固定在上底板和下底板之间，所述上底板和下底板的表面设有带螺纹孔、且与机器人法兰盘连接的凸台，本实用新型具有的显著特点有：负载较大，不需要外部气源等额外功耗供给，不会形成震荡，开环的简单结构，造价低，稳定，不需要额外电源输入，本实用新型很大程度上帮助了机器人提高了柔性，降低了毛坯工件的加工精度要求，能够保证最终产品的质量，提高效率降低生产成本。

Description

压缩-拉伸六自由度阻尼减震恒力平台

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别涉及一种应用于机器人的压缩-拉伸六自由度阻尼减震恒力平台。

背景技术

国内目前，机器人在机加工方面的应用尚属起步，一般可靠的办法都是通过离线的方式，先对机器人进行编程预设轨迹，随后执行。但在具体执行过程中，和传统人手相比，灵活度和适应性还有一定差距，面临着一些传统人工操作不曾考虑的难题，比如：工件或轨迹误差吸收、刀具受力过载保护和吸收减缓振动。这些问题的解决对于机器人加工工艺质量的控制至关重要，最终关系到机器人的应用前景的深度和广度。如图1所示，机器人通过一个抓手对一个把手状工件进行打磨，但由于工件误差和抓手夹持误差的客观存在，导致实际机器人末端执行点的运动轨迹误差，以至于打磨头可能无法接触工件表面。另外，刚性的打磨头和金属制的工件在打磨过程中会产生不可忽略的振动，如果不及时消除会影响打磨工件的表面质量。由于刚性的机械结构，打磨力度无法得到控制，在局部轨迹会造成受力过载，可能导致工件破坏变形、打磨头坏损和工件撞飞等危险情况。

发明内容

为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种能够对抗空间各个方向的拉伸或压缩作用力的压缩-拉伸六自由度阻尼减震恒力平台。

本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种压缩-拉伸六自由度阻尼减震恒力平台，包括上底板、若干拉伸弹簧、若干阻尼器和下底板，所述拉伸弹簧和阻尼器固定在上底板和下底板之间，所述上底板和下底板的表面设有带螺纹孔、且与机器人法兰盘连接的凸台。

作为本实用新型的进一步改进，所述拉伸弹簧通过两端的销钩分别固定在上底板和下底板上。

作为本实用新型的进一步改进，所述阻尼器由万向节、阻尼油缸和压缩弹簧组成，所述阻尼油缸提供系统6个自由度的灵活性转动，且其两端连接万向节，表面套设帮助系统产生回弹力的压缩弹簧。

本实用新型具有以下有益效果

1)工件误差：实际工件的加工具有一定误差，刚性的机器人系统缺乏适应性地吸收这样的误差，本发明能够弥补机器人刚性的缺点，弹性地吸收误差，始终保证加工刀具与工件表面的贴合。

2)轨迹误差：由于实际机器人运动也存在一定误差，理论的轨迹在实际执行过程中无法保证完全一致，本发明具有一定弹性和冗余，可以很大程度上消化轨迹误差。

3)恒力控制：由于本发明能够将实际零件加工的进给量转化为弹簧的弹性变形，从而令作用力与进给量成正比，保证了加工切削力的恒定，对工艺质量的稳定起了关键性作用。

4)振动吸收：高刚度刀具的机加工必然存在振动的问题，振动威胁着产品最终质量甚至是生产安全。机器人本体是刚性的，无法吸收振动，本发明引入了阻尼结构，可以通过将机械能转化为热能来消化振动能量。

一般现有的能够实现减震和恒力输出系统，可以分为两大类：气动系统和机电反馈系统。本发明同前者相比较，具有的显著特点有：负载较大，不需要外部气源等额外功耗供给，不会形成震荡。同后者相比，本发明的特点有：开环的简单结构，造价低，稳定，不需要额外电源输入，本发明很大程度上帮助了机器人提高了柔性，降低了毛坯工件的加工精度要求，能够保证最终产品的质量，提高效率降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型拉伸弹簧结构示意图；

图3为本实用新型阻尼器结构示意图；

图中标示：1-上底板；2-拉伸弹簧；3-阻尼器；4-下底板；5-凸台；6-销钩；7-万向节；8-阻尼油缸；9-压缩弹簧。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

图1示出了本实用新型一种压缩-拉伸六自由度阻尼减震恒力平台的一种实施方式，包括上底板1、若干拉伸弹簧2、若干阻尼器3和下底板4，所述拉伸弹簧2和阻尼器3固定在上底板1和下底板4之间，所述上底板1和下底板4的表面设有带螺纹孔、且与机器人法兰盘连接的凸台5。所述拉伸弹簧2通过两端的销钩6分别固定在上底板1和下底板4上,和阻尼器3中的压缩弹簧配合使用，让整个平台出于半压半拉的平衡状态，当有压力作用于平台的上下底板的时候，整个系统便能够从平衡状态缓慢过渡到受压状态，对于有拉伸力作用的时候，与此类似。

所述阻尼器3由万向节7、阻尼油缸8和压缩弹簧9组成，所述阻尼油缸8提供系统6个自由度的灵活性转动，且其两端连接万向节7，表面套设帮助系统产生回弹力的压缩弹簧9，万向节7的作用是提供系统6个自由度的灵活性，避免阻尼油缸侧向受力，延长使用寿命。阻尼油缸8可以将振动动能快速地转换为油缸内液压油和空气的热能，从而达到吸收减缓振动的目的。任何的冲击外力载荷对弹性系统都会造成振动，适当的阻尼值能够帮助系统更快地在新平衡点稳定，缩短系统响应时间。压缩弹簧9的作用是帮助系统产生一定的回弹力，当给定工件轨迹一定过盈量或进给量的时候，弹簧所产生的回弹力也是一定的，使得系统实现了恒力输出的功能。

Claims (3)

1.一种压缩-拉伸六自由度阻尼减震恒力平台，其特征在于：包括上底板(1)、若干拉伸弹簧(2)、若干阻尼器(3)和下底板(4)，所述拉伸弹簧(2)和阻尼器(3)固定在上底板(1)和下底板(4)之间，所述上底板(1)和下底板(4)的表面设有带螺纹孔、且与机器人法兰盘连接的凸台(5)。

2.根据权利要求1所述的压缩-拉伸六自由度阻尼减震恒力平台，其特征在于：所述拉伸弹簧(2)通过两端的销钩(6)分别固定在上底板(1)和下底板(4)上。

3.根据权利要求1所述的压缩-拉伸六自由度阻尼减震恒力平台，其特征在于：所述阻尼器(3)由万向节(7)、阻尼油缸(8)和压缩弹簧(9)组成，所述阻尼油缸(8)提供系统6个自由度的灵活性转动，且其两端连接万向节(7)，表面套设帮助系统产生回弹力的压缩弹簧(9)。