一种精密外撑式智慧型工业机器人执行器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机、电、控一体化的智能体开发领域，尤其涉及在工业中由柔性材料制备过程中外表面不能接触的零件的拾取机械领域，具体涉及一种精密外撑式智能机器人末端执行器。
【背景技术】
[0002]在自动化生产线上，机械手得到广泛应用，机械手手臂末端连接执行器，由执行器完成不同工作。目前的执行器大都是简单的机械结构或者机构，缺少一定处理功能和通讯接口功能，这些功能一方面构成一定的智能，另一方面，降低对机械手本体的要求，方便扩展机器人在工业中的应用。
[0003]针对一些柔性材料加工的零件，比如，轮胎生胎，这些零件的外表面不允许触碰，只能通过外撑式抓取，需要确定的力矩或者力矩范围，现有的通用型执行器无法完成其工作。
[0004]本发明根据上述背景和技术需求，设计了精密外撑智能机械人执行器。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种机构简单，可靠性高，能够在一定范围内进行自适应调整的机器人末端执行器。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种精密外撑式智慧型工业机器人执行器，包括驱动机构、传动机构和执行机构；所述执行机构包括底盘、转盘、多个外撑抓手和与外撑抓手一一对应的多个连杆；外撑抓手的一端固定在底盘上，且多个外撑抓手均匀分布在底盘周向的边缘，外撑抓手撑开后构成一个圆面；连杆的一端与外撑抓手靠近底盘的端部可转动连接；连杆的另一端与转盘可转动连接，且多个连杆均匀分布在转盘周向的边缘；
转盘设置在底盘上，且与底盘可转动连接；所述驱动机构为伺服电机；所传动机构的动力输入端与伺服电机的输出轴连接，传动机构的动力输出端与转盘固定连接，带动转盘转动；还包括支撑板，传动机构设置在支撑板上，支撑板的一端与底盘固定连接。
[0007]作为优化，所述传动机构包括大齿轮、主动齿形带轮、从动齿形带轮、套设在主动齿形带轮和从动齿形带轮上的同步带；所述伺服电机的输出轴与主动齿形带轮连接，带动主动齿形带轮转动，主动齿形带轮通过同步带带动从动齿形带轮转动，从动齿形带轮与大齿轮啮合，大齿轮与转盘同轴固定连接。
[0008]作为优化，还包括角度传感器、近距传感器、压力传感器和伺服电机控制器；所述角度传感器的检测端设置在大齿轮上用于测量大齿轮的转动角度，近距传感器的检测端设置在外撑抓手上用于测量外撑抓手和与其邻近的障碍物之间的距离，压力传感器的检测端设置在外撑抓手上用于检测外撑抓手的撑开压力；角度传感器、近距传感器和压力传感器的反馈信号以及伺服电机编码器反馈信号输入执行器控制器，实现智能控制。
[0009]作为优化，所述外撑抓手为连接部和外撑部构成的镰刀形结构，连接部的端部固定连接在底盘上，外撑部为向底盘中心弯曲的弧形。
[0010]与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果:
本发明提供的精密外撑式智慧型工业机器人执行器构件少，机构可靠性高，能够适用于多种材料，不同尺寸，不同工况，甚至不同形状的零件抓取，调整方便，精密可控，能够提高工作效率，降低劳动强度，保证安全生产。
[0011]撑力由伺服电机通过带传动和齿轮传动构成的传动系传到外撑抓手，伺服驱动器采用转矩模式，输出力矩通过伺服控制器精确控制；采用位移模式，位移精确可控。
【附图说明】
[0012]图1为执行器抓取机构截面图；
图2为执行器各零部件布置示意图。
[0013]图中，底盘11、转盘13、外撑抓手15、连接部15a、外撑部15b、连杆17 ；
大齿轮31、主动齿形带轮33、从动齿形带轮35、同步带37 ;支撑板40。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细地描述。
[0015]如图1和图2所示，一种精密外撑式智慧型工业机器人执行器，包括驱动机构、传动机构和执行机构。
[0016]执行机构包括底盘11、转盘13、多个外撑抓手15和与外撑抓手15 —一对应的多个连杆17 ；
外撑抓手15的一端固定在底盘11上，且多个外撑抓手15均匀分布在底盘11周向的边缘，优先选取偶数个数的外撑抓手，外撑抓手15开后构成一个圆面。
[0017]具体实施时，外撑抓手可以优选采用如下结构:是如下外撑抓手15为连接部15a和外撑部15b构成的镰刀形结构，连接部15a的端部固定连接在底盘11上，外撑部15b为向底盘11中心弯曲的弧形。还可以根据实际需求调整外撑抓手的结构，实现零件预期的外撑式形状。
[0018]连杆17的一端与外撑抓手13靠近底盘10的端部可转动连接；
连杆17的另一端与转盘13可转动连接，且多个连杆17均匀分布在转盘13周向的边缘；从而实现撑开圆直径可以调整，实现预期大小的撑开半径，方便拾取不同内径的零件。从而可以根据实际需要，调整外撑抓手，实现预期大小的撑开半径，方便拾取不同内径的零件。
[0019]转盘13设置在底盘11上，且与底盘11可转动连接；
驱动机构为伺服电机；伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，具有机电时间常数小、线性度高、始动电压低等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
[0020]执行器的撑力由伺服电机通过传动机构传到外撑抓手，其有益的效果是:既可以采用转矩模式，输出力矩通过伺服控制器进行控制，精确可控；也可以采用位移模式，位移精确可控，进而实现外撑抓手位移精确可控，保证执行器的运动精度。
[0021]传动机构的动力输入端与伺服电机的输出轴连接，传动机构的动力输出端与转盘13固定连接，带动转盘13转动；
传动机构可以选择现有技术中任何可实现传动目的的结构，本发明中优选如下结构:传动机构包括大齿轮31、主动齿形带轮33、从动齿形带轮35、套设在主动齿形带轮33和从动齿形带轮35上的同步带37 ；
伺服电机的输出轴与主动齿形带轮33连接，带动主动齿形带轮33转动，主动齿形带轮33通过同步带37带动从动齿形带轮35转动，从动齿形带轮