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专利号: 2019110424900
申请人: 安徽工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2023-07-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于弹性薄壁件搬运的可变距末端执行器,其特征在于:它包括联接法兰

(100)、执行机构、支撑框架,联接法兰(100)和执行机构安装在支撑框架上,所述的联接法兰(100)内部设置有微动补偿机构;

所述联接法兰(100)具体包括法兰端部(111)和法兰壳体(112),法兰壳体(112)为柱状空心结构,法兰端部(111)和法兰壳体(112)相互匹配并通过螺钉I(B01)相互连接;

所述微动补偿机构设置在法兰壳体(112)内,包括驱动电机(120)、传动丝杠(132)、传动螺母(133)和联接板(160),联接板(160)固定在法兰壳体(112)腔体的内部,其中驱动电机(120)通过支架设置在联接板(160)上,驱动电机(120)的转轴与联接板(160)平行设置,驱动电机(120)通过联轴器I(131)与传动丝杠(132)相连,联轴器I(131)通过支架与联接板(160)连接,传动丝杠(132)通过啮合传动的传动螺母(133)与联接机构(134)的顶端相连接,联接机构(134)的末端通过螺栓Ⅱ(B04)设有微动机构(170),联接板(160)上通过螺钉Ⅱ(B02)设有滑轨(150),联接机构(134)的侧面设有滑块(140),滑块(140)与滑轨(150)配合,滑轨(150)安装在联接板(160)上,联接机构(134)末端设置的微动机构(170)延伸出法兰壳体(112);

所述支撑框架具体包括联接横板(210)和联接边框(220),联接横板(210)设置在联接边框(220)上,法兰壳体(112)通过螺钉Ⅱ(B02)与联接横板(210)相连接,法兰壳体(112)和联接横板(210)上均设有相互匹配的开孔,联接机构(134)从开孔处穿过;

所述的微动机构(170)为压电结构,压电结构的驱动单元采用压电陶瓷(171),压电陶瓷(171)通过导线连接有控制器(600),控制器(600)通过采集卡连接有用于检测弹性薄壁件(500)的振动传感器;

所述的执行机构包括X向传动机构和Y向传动机构,所述的X向传动机构包括X向双螺母丝杆模组和X向双螺母滑轨机构,Y向传动机构包括Y向双螺母丝杆模组,所述的X向双螺母丝杆模组的两个螺母的传动方向相反,Y向双螺母丝杆模组的两个螺母的传动方向相反;Y向双螺母丝杆模组包括Y向第一驱动电机(310)、Y向第一传动丝杠(311)、Y向第一传动螺母I(3121)和Y向第一传动螺母Ⅱ(3122),Y向第一传动螺母I(3121)和Y向第一传动螺母Ⅱ(3122)分别固定在Y向滑块I(3131)和Y向滑块Ⅱ(3132)上,Y向第一传动螺母I(3121)上安装有第一吸盘(410),Y向第一传动螺母Ⅱ(3122)上安装有第二吸盘(420),Y向第二传动螺母I(3321)上安装有第三吸盘(430),Y向第二传动螺母Ⅱ(3322)上安装有第四吸盘(440);所述的X向双螺母丝杆模组包括X向驱动电机(320)、X向传动丝杠(321)、X向第一传动螺母I(3221)和X向第一传动螺母Ⅱ(3222),X向第一传动螺母I(3221)和X向第一传动螺母Ⅱ(3222)分别固定在X向第一滑块I(3231)和X向第一滑块Ⅱ(3232)上,X向第一滑块I(3231)和X向第一滑块Ⅱ(3232)与X向第一导轨(324)配合;

X向双螺母滑轨机构包括滑动导杆(341)、X向第二滑动螺母I(3421)和X向第二滑动螺母Ⅱ(3422),X向第二滑动螺母I(3421)和X向第二滑动螺母Ⅱ(3422)分别固定在X向第二滑块I(3431)和X向第二滑块Ⅱ(3432)上,X向第二滑块I(3431)和X向第二滑块Ⅱ(3432)与X向第二导轨(344)配合,X向第二导轨(344)固定在联接边框(220)的另一侧,为了提高传动的平稳性,X向第二导轨(344)上安装有第二支承轴承(345),第二支承轴承(345)与滑动导杆(341)配合,Y向滑块I(3131)和Y向滑块Ⅱ(3132)与Y向第一导轨(314)配合,Y向第一导轨(314)上安装有第三支承轴承(315),第三支承轴承(315)与Y向第一传动丝杠(311)配合,以提高传动的平稳性;

所述的Y向双螺母丝杆模组共有2组,分别为Y向第一双螺母丝杆模组(31)和Y向第二双螺母丝杆模组(33),Y向第一双螺母丝杆模组(31)的两端分别固定在X向第一传动螺母I(3221)和X向第二滑动螺母I(3421)上,Y向第一双螺母丝杆模组(31)包括Y向第一驱动电机(310)、Y向第一传动丝杠(311)、Y向第一传动螺母I(3121)和Y向第一传动螺母Ⅱ(3122),Y向第一传动螺母I(3121)和Y向第一传动螺母Ⅱ(3122)分别固定在Y向滑块I(3131)和Y向滑块II(3132)上,Y向滑块I(3131)和Y向滑块II(3132)与Y向第一导轨(314)配合,Y向第一传动螺母I(3121)上安装有第一吸盘(410),Y向第一传动螺母Ⅱ(3122)上安装有第二吸盘(420);

Y向第二双螺母丝杆模组(33)的两端分别固定在X向第一传动螺母Ⅱ(3222)和X向第二滑动螺母Ⅱ(3422)上,Y向第二双螺母丝杆模组(33)包括Y向第二驱动电机(330)、Y向第二传动丝杠(331)、Y向第二传动螺母I(3321)和Y向第二传动螺母Ⅱ(3322),Y向第二传动螺母I(3321)和Y向第二传动螺母Ⅱ(3322)分别固定在Y向第二滑块I(3331)和Y向第二滑块Ⅱ(3332)上,Y向第二滑块I(3331)和Y向第二滑块Ⅱ(3332)与Y向第二导轨(334)配合;

用于弹性薄壁件搬运的可变距末端执行器的执行方法,其步骤如下:

步骤1、通过X向驱动电机(320)驱动X向双螺母丝杆模组转动,经过啮合传动,带动X向第一传动螺母I(3221)和X向第一传动螺母Ⅱ(3222)直线运动,且X向第一传动螺母I(3221)和X向第一传动螺母Ⅱ(3222)的运动方向相反,通过X向驱动电机(320)的正反转调节,从而调节Y向第一双螺母丝杆模组(31)和Y向第二双螺母丝杆模组(33)的间距,亦即改变第一吸盘(410)和第二吸盘(420)与第三吸盘(430)和第四吸盘(440)在X方向上的间距;

通过Y向第一驱动电机(310)驱动Y向第一传动丝杠(311)转动,经过啮合传动,带动Y向第一传动螺母I(3121)和Y向第一传动螺母Ⅱ(3122)直线运动,且Y向第一传动螺母I(3121)和Y向第一传动螺母Ⅱ(3122)的运动方向相反,通过Y向第一驱动电机(310)的正反转调节,从而调节Y向第一传动螺母I(3121)和Y向第一传动螺母Ⅱ(3122)的间距,亦即改变第一吸盘(410)和第二吸盘(420)在Y方向上的间距;通过Y向第二驱动电机(330)驱动Y向第二传动丝杠(331)转动,经过啮合传动,带动Y向第二传动螺母I(3321)和Y向第二传动螺母Ⅱ(3322)直线运动,且Y向第二传动螺母I(3321)和Y向第二传动螺母Ⅱ(3322)的运动方向相反,通过Y向第二驱动电机(330)的正反转调节,从而调节Y向第二传动螺母I(3321)和Y向第二传动螺母Ⅱ(3322)的间距,亦即改变第三吸盘(430)和第四吸盘(440)在Y方向上的间距;

在调整好第一吸盘(410)、第二吸盘(420)、第三吸盘(430)和第四吸盘(440)的位置后,可用于后续弹性薄壁件(500)的吸附动作;

步骤2、利用驱动电机(120)驱动传动丝杠(132)转动,经过啮合传动,带动传动螺母(133)直线运动,传动螺母(133)带动联接机构(134)直线运动,从而带动联接机构(134)末端的微动机构(170)的位置调节,通过驱动电机(120)的正反转调节,实现微动机构(170)的轴向进给运动,实现微动机构(170)与弹性薄壁件(500)的接触或分离;

步骤3、在末端执行器利用调节到适当位置的第一吸盘(410)、第二吸盘(420)、第三吸盘(430)和第四吸盘(440)吸附弹性薄壁件(500)后,利用驱动电机(120)带动传动丝杠(132)从而调整联接机构(134)上滑块(140)在滑轨(150)的位置,从而保证微动机构(170)的端面与弹性薄壁件(500)面贴合接触,在弹性薄壁件(500)上设置振动传感器,并通过采集卡与控制器(600)相连接,控制器(600)通过导线与压电陶瓷(171)相连接;

步骤4、开始执行作业后若作业中弹性薄壁件(500)出现振动,则振动传感器采集振动信号,并通过采集卡发送至微动机构(170)的控制器(600)内,控制器(600)通过执行预设策略确定抑制弹性薄壁件(500)振动所需的压电陶瓷(171)的电压,控制器(600)将确定后的电压驱动信号发送给压电陶瓷(171)开始工作、产生相应的动作,从而驱动微动机构(170)产生相应的运动,从而抑制弹性薄壁件(500)的振动。