一种螺栓紧固机器人系统末端执行器连接装置的制作方法

本发明涉及螺栓紧固机器人装配技术领域，具体为一种螺栓紧固机器人系统末端执行器连接装置。

背景技术：

由于机器人自身固有的定位误差以及装配过程中存在的不确定性接触作用力的影响，为确保装配机器人的装配精度，常在机器人手臂末端和末端执行器间配置一套浮动连接装置，现有的机器人末端执行器浮动连接装置，其主要是通过螺旋形弹簧伸缩实现浮动动作，因其结构特点，当工件位置发生偏移或偏心时，现有的浮动连接装置不能自动调整还需手动再做微动调整，以及机械臂因浮动连接装置重心偏移发生“平衡度不准”等原因，导致机械臂零部件弯曲、变形、密封件磨损、振动导致装配精度难以保证等现象发生，降低机器人作业性能的同时也缩短了机器人使用寿命。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种螺栓紧固机器人系统末端执行器连接装置，用于为螺栓紧固机器人和末端执行器（螺栓紧固用液压工具或电动工具）之间提供连接和减振作用，具备精度高、工作稳定、操作迅速等优点。

本发明采用的技术方案如下：一种螺栓紧固机器人系统末端执行器连接装置，包括连接外框、浮动筒身、调心环、安装板；所述连接外框包括两层外框板，两层外框板边缘处通过外框连接柱连接；所述浮动筒身设置在两层外框板之间，浮动筒身由上层环板、下层环板以及连接上层环板和下层环板的连接柱组成，在外框板上设有分别与上层环板和下层环板接触的导轮，在其中一侧外框板上固定有第一气缸，第一气缸输出端固定有齿轮，在浮动筒身上固定有与所述齿轮啮合的弧形齿条；所述调心环设置在浮动筒身上层环板和下层环板之间，上层环板内壁的圆周上固定有多个滚轮，在调心环的圆周上设有与滚轮相对应的v型槽，在下层环板内壁的圆周上固定有多个第二气缸，所述多个第二气缸将调心环顶起，在调心环上固定有两块滑动连接板，在滑动连接板的一端固定有第三气缸；所述安装板用于固定安装液压工具/电动工具，安装板两端分别通过滑块与设置在滑动连接板上的滑槽滑动连接，安装板还通过连接块与第三气缸固定。

进一步地，所述外框板上设置有多个与浮动筒身侧边接触的导轮以及与浮动筒身上下端面接触的导轮。

进一步地，所述下层环板内壁的圆周上固定有16个第二气缸。

进一步地，所述第三气缸上设有磁性开关。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明的连接装置为螺栓紧固机器人和末端执行器（液压工具/电动工具）之间提供连接和减振作用，液压工具/电动工具通过安装板安装在调心环上，调心环上部通过v型槽与滚轮配合，调心环下部由多个第二气缸支撑，通过调节第二气缸内部气压，可将振动转为气体压缩，变为弹性连接，提高机械臂以及液压工具/电动工具使用寿命；

（2）本发明的连接装置使液压工具/电动工具在缓冲的作用下接触工件时受力均匀，从而保证产品质量的稳定性；

（3）本发明的连接装置允许偏心范围内，机械臂正常工作不必手动再做微动调整，提高了机械臂工作效率；

（4）本发明的连接装置可代替人工进行液压工具、电动工具作业，进而提高机械臂和液压工具、电动工具工作效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明另一视角的整体结构示意图。

图3是本发明的背面结构示意图。

图4是本发明的浮动筒身的结构示意图。

图5是本发明的调心环的结构示意图。

图6是图1中a处局部放大图。

图7是图2中b处局部放大图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

如图1-图7所示，本实施例的一种螺栓紧固机器人系统末端执行器连接装置，包括连接外框1、浮动筒身2、调心环3、液压扳手安装板4。

所述连接外框1包括两层外框板11，两层外框板边缘处通过外框连接柱12连接；所述浮动筒身2设置在两层外框板11之间，浮动筒身2由上层环板21、下层环板23以及连接上层环板21和下层环板23的连接柱22组成。在外框板11上设置有多个与上层环板21、下层环板23侧边接触的导轮13以及与上层环板21、下层环板23上下端面接触的导轮13。在其中一侧外框板上固定有第一气缸5，第一气缸5输出端固定有齿轮6，在浮动筒身上固定有与所述齿轮啮合的弧形齿条7。第一气缸5通过齿轮6驱动浮动筒身2在连接外框1内绕该装置的中心轴转动。

所述调心环3设置在浮动筒身上层环板21和下层环板23之间，上层环板21内壁的圆周上固定有多个滚轮24，在调心环3的圆周上设有与滚轮24相对应的v型槽31，在下层环板23内壁的圆周上固定有16个第二气缸8，所述多个第二气缸8将调心环3顶起。

在调心环3上固定有两块滑动连接板32，在滑动连接板32的一端固定有第三气缸9，所述液压扳手安装板4通过滑块与设置在滑动连接板32上的滑槽滑动连接，液压扳手安装板4还通过连接块与第三气缸9固定。两个第三气缸9同时动作带动液压扳手连接块4在滑动连接板32上沿该装置的轴线方向移动。在第三气缸9上还设有磁性开关。

本发明的工作原理如下：（1）第二气缸8工作，使调心环3上的v型槽与滚轮24处于压紧状态，使调心环3与浮动筒身2处于相对固定；（2）第一气缸5工作，通过齿轮6与弧形齿条7啮合，带动浮动筒身2以及浮动筒身2内的调心环3、安装在调心环上的液压扳手安装板4、液压扳手整体机构绕中心轴转动，实现对中；（3）两个第三气缸9同时工作，推动液压扳手安装板4以及安装的液压扳手沿中心轴方向直线运动，使液压扳手上的套筒靠近螺母；第三气缸9上的磁性开关无反馈（后部磁性开关常亮），说明套筒套入螺母；当磁性开关有位移反馈（前部磁性开关亮起），说明套筒未套入螺母，此时启动液压扳手电机，缓慢旋转套筒，当磁性开关显示回归原点（后部磁性开关常亮），说明套筒套入螺母，磁性开关的位置可根据现场实际情况前后调节，调节气压控制2个第三气缸9的推力；（4）调节第二气缸8气压，使调心环3上的v型槽与滚轮24之间存在一定盈余，启动液压扳手拧紧（或拧松）螺母，液压扳手的振动压缩第二气缸8内部气压，将振动转为气体压缩从而提供缓冲，保护末端夹持装置。

在前述说明书与相关附图中存在的教导的帮助下，本发明所属领域的技术人员将会想到本发明的许多修改和其它实施方案。因此，要理解的是，本发明不限于公开的具体实施方案，修改和其它实施方案被认为包括在所附权利要求的范围内。尽管本文中使用了特定术语，它们仅以一般和描述性意义使用，而不用于限制。

技术特征：

1.一种螺栓紧固机器人系统末端执行器连接装置，其特征在于：包括连接外框、浮动筒身、调心环、安装板；

所述连接外框包括两层外框板，两层外框板边缘处通过外框连接柱连接；

所述浮动筒身设置在两层外框板之间，浮动筒身由上层环板、下层环板以及连接上层环板和下层环板的连接柱组成，在外框板上设有分别与上层环板和下层环板接触的导轮，在其中一侧外框板上固定有第一气缸，第一气缸输出端固定有齿轮，在浮动筒身上固定有与所述齿轮啮合的弧形齿条；

所述调心环设置在浮动筒身上层环板和下层环板之间，上层环板内壁的圆周上固定有多个滚轮，在调心环的圆周上设有与滚轮相对应的v型槽，在下层环板内壁的圆周上固定有多个第二气缸，所述多个第二气缸将调心环顶起，在调心环上固定有两块滑动连接板，在滑动连接板的一端固定有第三气缸；

所述安装板用于固定安装液压工具/电动工具，安装板两端分别通过滑块与设置在滑动连接板上的滑槽滑动连接，安装板还通过连接块与第三气缸固定。

2.如权利要求1所述的一种螺栓紧固机器人系统末端执行器连接装置，其特征在于：所述外框板上设置有多个与浮动筒身侧边接触的导轮以及与浮动筒身上下端面接触的导轮。

3.如权利要求1所述的一种螺栓紧固机器人系统末端执行器连接装置，其特征在于：所述下层环板内壁的圆周上固定有16个第二气缸。

4.如权利要求1所述的一种螺栓紧固机器人系统末端执行器连接装置，其特征在于：所述第三气缸上设有磁性开关。

技术总结
本发明提供了一种螺栓紧固机器人系统末端执行器连接装置，包括连接外框、浮动筒身、调心环、安装板；浮动筒身设置在连接外框内并通过导轮与连接外框接触，连接外框上固定有第一气缸，第一气缸输出端固定有齿轮与浮动筒身的弧形齿条啮合；调心环设置在浮动筒身内，浮动筒身上层环板上固定有多个滚轮，在调心环的圆周上设有与滚轮相对应的V型槽，在下层环板上固定有多个第二气缸将调心环顶起，在调心环上固定有两块滑动连接板，在滑动连接板的一端固定有第三气缸；安装板与滑动连接板滑动连接并通过连接块与第三气缸固定。本发明为机械臂和液压/电动工具提供联接和减振作用，提高了机械臂以及液压/电动工具使用寿命，保证了产品质量。

技术研发人员：曾维栋;王小东
受保护的技术使用者：新松机器人联合研究院(湘潭)有限公司;航天智造(上海)科技有限责任公司
技术研发日：2019.08.28
技术公布日：2019.11.15