CN208841452U - 一种径向柔顺补偿装置 - Google Patents

Abstract

一种径向柔顺补偿装置，包括摆动机构和恢复机构；所述摆动机构包括浮动端盖、浮动缸体、摆动轴和限位销；恢复机构包括浮动缸体、活塞、浮动后盖和气管接头；所述摆动轴位于浮动缸体中间位置，具有轴向旋转和径向摆动的自由度；所述浮动端盖上端面为机械连接法兰，下端面靠近边缘位置设有凹槽；浮动端盖的下端面中间位置为与摆动轴的转轴进行固定连接的机械接口；固定于浮动缸体上表面的限位销插入浮动端盖下端面的凹槽内；所述浮动缸体内部圆周均布多个竖直向上的腔体，上下端均开口；活塞置于上述腔体内部并可沿腔体内壁进行滑动；所述腔体内设气道与气管接头连通；所述浮动后盖为平板，与浮动缸体下端固定连接，所述气道及腔体形成密闭气腔。

Description

一种径向柔顺补偿装置

技术领域

本发明涉及智能设备及自动化领域，具体为一种径向柔顺补偿装置。

背景技术

在工业生产中，工业机器人可以执行常规的路径规划及重复性任务，均以实现位移的方式来进行作业操作。对于机器代替人工的自动化表面作业处理，如要求自动化设备与工件连续接触的打磨、抛光、倒角、去毛刺、去焊缝等作业方式，由于大部分工件表面存在一定的曲率及加工误差，因此会导致其表面形状会有任意方向的高低起伏变化，影响作业质量。

为确保整个工艺过程的加工质量，需要机器人及工具沿着工件的表面或者边线紧紧合的方式移动，同时还要能保证一定精度的接触力的要求。由于机器人的路径执行方式是以坐标点来进行设置的，并且工件大多存在不可预知的尺寸误差，因此很难保证完美贴合工件及保证对工件表面施加所需的压力。因此需要一种装置来补偿工件表面的尺寸变化及加工误差，同时还能使工具接触时保证一定的接触力。目前大多数装置仅能在单一维度上对力和位移进行补偿，而对于大型三维曲面而言，单一维度的补偿无法保证完全接触，影响实际的加工质量。而目前现有的径向补偿均依赖于特定的工具，如电主轴或气动主轴，仅能进行去毛刺的单一工序作业，无法适配其他的作业工序，因此使用上存在一定的缺失。目前还没有单独的、可适配多种工序工具的径向补偿部件。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种单独的、可适配多种工序工具的径向补偿部件。

技术方案：

一种径向柔顺补偿装置，包括摆动机构、非摆动机构和恢复机构；

所述摆动机构包括浮动端盖、摆动轴；

非摆动机构包括浮动缸体、摆动轴支座和浮动后盖；

恢复机构包括活塞气管接头及浮动后盖；

所述摆动轴具备摆动加旋转自由度或只具备摆动自由度；

在所述摆动轴具备摆动加旋转自由度的情况下，所述摆动机构与非摆动机构间设置有限位装置，所述限位装置限定所述摆动机构只具备摆动的自由度；

所述浮动端盖上端面为机械连接法兰；

浮动端盖的下端面中间位置与摆动轴的转轴直接或间接连接；

所述浮动缸体内部圆周均布多个竖直向上的腔体，腔体上下端均开口；有活塞置于上述腔体内部并可沿腔体内壁进行滑动；所述腔体内设气道与气管接头连通；

所述浮动后盖为平板结构，与浮动缸体下端固定连接，使所述气道及腔体形成密闭气腔。

所述径向柔顺补偿装置，优选地：所述摆动轴的具体形式为浮动接头、球面轴承、联轴器或万向轴。

所述径向柔顺补偿装置，优选地：所述浮动端盖与摆动轴转轴的连接方式具体为紧固件直接连接或通过主轴间接连接。

所述径向柔顺补偿装置，优选地：所述紧固件连接为通过螺栓螺母连接。

所述径向柔顺补偿装置，优选地：包括浮动端盖、浮动缸体间接缝处的防护套；防护套为软性材质。

所述径向柔顺补偿装置，优选地：所述限位装置为固定于浮动缸体的限位销，限位销插入浮动端盖下端面的凹槽内。

所述径向柔顺补偿装置，优选地：所述凹槽的形式包括圆形或其他形状的通孔或半封闭的凹孔。

优点及效果：

本发明装置无需外部工具便可独立实现径向力控浮动功能，满足不同工具及不同应用场景的要求，打破了工具应用的局限性。

附图说明：

图1为本发明总图；

图2为各部件爆炸示意图；

图3为剖面图；

图4、图5为相应部件示意图。

图中标注：1浮动端盖、2保护套、3浮动缸体、4浮动后盖、5摆动轴、6活塞、7 限位销、8气管接头。

具体实施方式：

摆动机构包括浮动端盖1、浮动缸体3、摆动轴5、限位销7

恢复机构包括浮动缸体3、活塞6、浮动后盖4、气管接头8

图4详细展示出了浮动端盖1的结构，其上端面为标准法兰接口，可进行工具或设备的连接，浮动端盖1下端面有位于中间的连接孔及位于边缘的凹槽，连接孔与摆动轴5的转轴固定连接，摆动轴5的典型的特点是结构可进行绕轴转动及摆动，此例中以球铰的形式展示，具体实现方式包括但不限于球铰、万向铰、球面轴承、联轴器等部件。

图5详细展示了浮动缸体3的结构，其内部包括中间腔体及周边均布的活塞腔体，活塞腔体下端面开有环形的凹槽气道，该气道与浮动缸体3的侧壁上的进气孔连通。进气孔与气管接头8相连，摆动轴5的底座置于中间腔体内并与其进行固定连接。限位销7固定连接于浮动缸体3的上端面，限位销7的另一端深入位于浮动端盖1下端面的凹槽内，当浮动端盖1随着摆动轴5运动时，限位销7可防止浮动端盖1绕轴旋转，使浮动端盖1实现纯摆动运动方式。

图3详细展示了活塞6的结构，其结构包括活塞座及活塞杆，多个活塞6均布于浮动缸体3的活塞腔体内部，其可沿腔体内壁进行滑动，最上端可伸出浮动缸体3的上端面并通过腔体内的限位台阶使得活塞6的活塞杆刚好与浮动端盖1的下端面相接触。

图2详细展示了浮动后盖4的结构，其为平板结构，与浮动缸体3下端固定连接，使凹槽气道及腔体形成密闭气腔。当外部压缩气体通过气管接头8进入密闭气腔后，活塞6 在压缩空气的作用下向上滑动并抵住浮动端盖1的下端面，当浮动端盖1受到外力向左侧倾斜摆动时，其会迫使左侧的活塞6沿浮动缸体的活塞腔体向下滑动，此时，浮动端盖1也会受到该活塞6反向的作用力，该反向作用力便为浮动端盖1提供了回到中性位置的恢复力矩，通过调节外部压缩空气的强度，便可改变摆动恢复力矩的大小，由于浮动缸体3四周均布活塞6，便可实现恢复力矩可调的360°的径向浮动。

防护套2选择软性材质(不限于橡胶)，确保了装置具备IP68的防护等级，同时防护套2在轴向及径向上具备一定的伸缩能力，这种外部的弹性结构设计，可以保证本发明在工作期间，内部执行机构在运动过程中均可以通过外部结构得到良好的防护，而不会有裸露的现象。

Claims (7)

1.一种径向柔顺补偿装置，其特征在于：

包括摆动机构、非摆动机构和恢复机构；

所述摆动机构包括浮动端盖（1）、摆动轴（5）；

非摆动机构包括浮动缸体（3）、摆动轴（5）支座和浮动后盖（4）；

恢复机构包括活塞（6）气管接头（8）及浮动后盖（4）；

所述摆动轴（5）具备摆动加旋转自由度或只具备摆动自由度；

在所述摆动轴（5）具备摆动加旋转自由度的情况下，所述摆动机构与非摆动机构间设置有限位装置，所述限位装置限定所述摆动机构只具备摆动的自由度；

所述摆动轴（5）位于浮动缸体（3）中间位置；

所述浮动端盖（1）上端面为机械连接法兰；

浮动端盖（1）的下端面中间位置与摆动轴（5）的转轴直接或间接连接；

所述浮动缸体（3）内部圆周均布多个竖直向上的腔体，腔体上下端均开口；有活塞（6）置于上述腔体内部并可沿腔体内壁进行滑动；所述腔体内设气道与气管接头（8）连通；

所述浮动后盖（4）为平板结构，与浮动缸体（3）下端固定连接，使所述气道及腔体形成密闭气腔。

2.根据权利要求1所述径向柔顺补偿装置，其特征在于：所述摆动轴（5）的具体形式为浮动接头、球面轴承、联轴器或万向轴。

3.根据权利要求1所述径向柔顺补偿装置，其特征在于：所述浮动端盖（1） 与摆动轴（5）转轴的连接方式具体为紧固件直接连接或通过主轴间接连接。

4.根据权利要求3所述径向柔顺补偿装置，其特征在于：所述紧固件连接为通过螺栓螺母连接。

5.根据权利要求1所述径向柔顺补偿装置，其特征在于：包括浮动端盖（1）、浮动缸体（3）间接缝处的防护套（2）；防护套（2）为软性材质。

6.根据权利要求1所述径向柔顺补偿装置，其特征在于：所述限位装置为固定于浮动缸体（3）的限位销（7），限位销（7）插入浮动端盖（1）下端面的凹槽内。

7.根据权利要求6所述径向柔顺补偿装置，其特征在于：所述凹槽的形式包括圆形或其他形状的通孔或半封闭的凹孔。