一种工业机器人力矩辅助测控设备的制作方法

1.本发明涉及检测装置技术领域，具体为一种工业机器人力矩辅助测控设备。


背景技术：

2.工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能；工业机器人在运作时由伺服机构和控制系统相结合，使其达到连续性的稳定动作，因此对机器人装配和调试的结果直接会影响到产品的精准性；随着装备现代化快速发展，伺服机构的生产目前无论在理论上还是实际生产操作中，特别是其精密装配过程，存在较多的技术盲区，在装配环节对机构的动态性能指标的影响机制不十分清楚，致使相当多的伺服机构装配工艺滞后于当前装备的设计加工水平。
3.因此，针对专用于机器人伺服机构的辅助工装以及力矩检测装置便显得尤为重要，寄希望通过此装置找出其对于伺服机构动态指标影响的内在关系，从而对伺服机构的精密装配过程进行验证，进而完善精密装配工艺规范，实现真正意义上的定量装配，鉴于上述问题，我们提出了一种工业机器人力矩辅助测控设备。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种工业机器人力矩辅助测控设备，以解决上述背景技术中提出的需要研制一种针对专用于机器人伺服机构的辅助工装以及力矩检测装置，从而解决机器人难以精确生产及定量装配的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种工业机器人力矩辅助测控设备，其包括：
6.包括伺服驱动装置、联动组件和调节组件，所述联动组件固定连接于伺服驱动装置的输出端，所述调节组件安装于联动组件位于伺服驱动装置的相反一端，所述调节组件的底部还设置有机械臂。
7.优选的，所述伺服驱动装置的输出端设置有输出轴，所述联动组件包括与输出轴相连接的弹性联轴器、连接于弹性联轴器另一端的扭力传感器、以及连接于扭力传感器另一端的主轴，其中，主轴通过扭力传感器和弹性联轴器与输出轴之间为形成固定连接，此外，调节组件和机械臂均安装于主轴的末端。
8.优选的，所述调节组件包括与主轴构成固定连接的安装版、设置于安装版底部并与机械臂构成活动连接的万向轴，其中，安装版通过带边耳的螺纹杆固定安装在主轴上，同时，万向轴的轴心、联动组件的轴心以及输出轴的轴心相互重合。
9.优选的，所述安装版的底部四周活动连接有自锁型气弹簧，所述自锁型气弹簧包括均匀环绕于万向轴和机械臂四周的第一推杆a、第二推杆b、第三推杆c和第四推杆d，且自锁型气弹簧的输出端铰接于机械臂的外壁四周，其中，自锁型气弹簧的根部通过一个适配的万向节或万向轴与安装版之间构成旋转活动连接。
10.优选的，所述机械臂的末端还设置有夹持组件，其中，机械臂为工业机器人的作业端。
11.优选的，所述联动组件的底部设置有与其连接的支撑组件，所述支撑组件包括对主轴形成水平支撑的支撑架，所述支撑架上设置有便于主轴贯穿并与其构成轴向旋转连接的轴承套。
12.优选的，所述支撑组件还包括用于固定支撑架的固定底板，所述固定底板的上端一侧设置有用于固定支撑扭力传感器的辅助支撑架，此外，伺服驱动装置同样固定安装于固定底板上。
13.优选的，所述伺服驱动装置在本实施例中设置为常规的伺服电机形式，并且伺服驱动装置配备有精密的变频装置，且变频装置与总控中心相连接。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.(一)扭力传感器通过弹性联轴器与输出轴形成线性固定连接，从而实现实时测量伺服驱动装置扭矩的目的，同时，伺服驱动装置在主轴连接配合下可控制机械臂进行同步转动，并模拟及延长其输出行程。
16.(二)机械臂可通过万向轴与安装版之间形成多角度、多方位调节，同时由于万向轴与输出轴的轴心重合，这样可减小测量轴系的偏移误差对力矩测量精度造成的影响，并且扭力传感器可根据机械臂的角度变化而测量而测量出伺服驱动装置扭力的实时相应变化，控制中心可根据扭力的变化从而调整驱动装置的力分布场输出，或者调整相应位置的活动预紧力，结构配合合理，高效实用。
17.(三)当需要对机械臂的角度进行调整时，第一推杆、第二推杆、第三推杆和第四推杆可与万向轴相互配合，并通过伸缩动作对机械臂的角度方位进行任意调节，大大提高了力矩测量的效率，同时，不少于四根的自锁型气弹簧还起到对机械臂固定支撑的作用。
附图说明
18.图1为本发明整体正式结构示意图；
19.图2为本发明联动组件外立体结构示意图；
20.图3为本发明安装版作业面结构示意图。
21.图中：100、伺服驱动装置；110、输出轴；200、联动组件；210、弹性联轴器；220、扭力传感器；230、主轴；300、支撑组件；310、支撑架；3101、轴承套；320、固定底板；330、辅助支撑架；400、调节组件；410、安装版；420、万向轴；430、自锁型气弹簧；430a、第一推杆；430b、第二推杆；430c、第三推杆；430d、第四推杆；500、机械臂；51、夹持组件。
具体实施方式
22.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
23.其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施
方式作进一步地详细描述。
25.图1-图3示出的是本发明一种工业机器人力矩辅助测控设备的全部结构示意图。
26.包括伺服驱动装置100、联动组件200和调节组件400，联动组件200固定连接于伺服驱动装置100的输出端，调节组件400安装于联动组件200位于伺服驱动装置100的相反一端，调节组件400的底部还设置有机械臂500。
27.伺服驱动装置100的输出端设置有输出轴110，联动组件200包括与输出轴110相连接的弹性联轴器210、连接于弹性联轴器210另一端的扭力传感器220、以及连接于扭力传感器220另一端的主轴230，其中，主轴230通过扭力传感器220和弹性联轴器210与输出轴110之间为形成固定连接，此外，调节组件400和机械臂500均安装于主轴230的末端，本实施例中，扭力传感器220通过弹性联轴器210与输出轴110形成线性固定连接，从而实现实时测量伺服驱动装置100扭矩的目的，同时，伺服驱动装置100在主轴230连接配合下可控制机械臂500进行同步转动，并模拟及延长其输出行程。
28.调节组件400包括与主轴230构成固定连接的安装版410、设置于安装版410底部并与机械臂500构成活动连接的万向轴420，其中，安装版410通过带边耳的螺纹杆固定安装在主轴230上，同时，万向轴420的轴心、联动组件200的轴心以及输出轴110的轴心相互重合，作为优选，本实施例中，机械臂500可通过万向轴420与安装版410之间形成多角度、多方位调节，同时，由于万向轴420与输出轴110的轴心重合，这样可减小测量轴系的偏移误差对力矩测量精度造成的影响，并且扭力传感器220可根据机械臂500的角度变化而测量而测量出伺服驱动装置100扭力的实时相应变化，控制中心可根据扭力的变化从而调整驱动装置的力分布场输出，或者调整相应位置的活动预紧力，结构配合合理，高效实用。
29.安装版410的底部四周活动连接有自锁型气弹簧430，自锁型气弹簧430包括均匀环绕于万向轴420和机械臂500四周的第一推杆430a、第二推杆430b、第三推杆430c和第四推杆430d，且自锁型气弹簧430的输出端铰接于机械臂500的外壁四周，其中，自锁型气弹簧430的根部通过一个适配的万向节或万向轴420与安装版410之间构成旋转活动连接，作为优选，本实施例中，为了进一步完善该调节组件400的使用灵活性，当需要对机械臂500的角度进行调整时，第一推杆430a、第二推杆430b、第三推杆430c和第四推杆430d可与万向轴420相互配合，并通过伸缩动作对机械臂500的角度方位进行任意调节，大大提高了力矩测量的效率，同时，不少于四根的自锁型气弹簧430还起到对机械臂500固定支撑的作用。
30.机械臂500的末端还设置有夹持组件510，其中，机械臂500为工业机器人的作业端，作为优选，机械臂500可通过夹持组件510抓取配重块进行配重测试，从而测出相应的力矩数据，同时，在本实施中，机械臂500可设置为伸缩杆形式，这样可调节机械臂500的杠杆长度，从而验证机器人在运行时对于力矩输出的稳定性及可靠性。
31.联动组件200的底部设置有与其连接的支撑组件300，支撑组件300包括对主轴230形成水平支撑的支撑架310，支撑架310上设置有便于主轴230贯穿并与其构成轴向旋转连接的轴承套3101，本实施中，通过支撑架310和轴承套3101的配合可大大减少主轴230因自身的重量对力矩产生的干扰影响，从而增加对力矩的测量精度。
32.支撑组件300还包括用于固定支撑架310的固定底板320，固定底板320的上端一侧设置有用于固定支撑扭力传感器220的辅助支撑架330，此外，伺服驱动装置100同样固定安装于固定底板320上，作为优选，本实施中，通过辅助支撑架330可对扭力传感器220形成稳
定支撑，这样可直接杜绝因扭力传感器220的自身重量对力矩测量产生的负重影响。
33.伺服驱动装置100在本实施例中设置为常规的伺服电机形式，并且伺服驱动装置100配备有精密的变频装置，且变频装置与总控中心相连接，本实施例中，根据对驱动装置力矩的精确测量，总控中心可通过变频装置实时调整伺服驱动装置100分布在每个力场域的输出功率。
34.综上，本实施方式的一种工业机器人力矩辅助测控设备，首先，扭力传感器220通过弹性联轴器210与输出轴110形成线性固定连接，从而实现实时测量伺服驱动装置100扭矩的目的，在使用过程中，第一推杆430a、第二推杆430b、第三推杆430c和第四推杆430d可与万向轴420相互配合，并通过伸缩动作对机械臂500的角度方位进行任意调节，而扭力传感器220可根据机械臂500的角度变化而测量而测量出伺服驱动装置100扭力的实时相应变化，控制中心可根据扭力的变化从而调整驱动装置的力分布场输出，或者调整相应位置的活动预紧力。
35.虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。