[发明专利]用于末端执行器夹具的力和常态传感有效

专利信息
申请号: 201210042188.7 申请日: 2012-02-22
公开(公告)号: CN102649169A 公开(公告)日: 2012-08-29
发明(设计)人: B·萨;J·D·甘博亚;C·J·埃里克森 申请(专利权)人: 波音公司
主分类号: B23B47/00 分类号: B23B47/00;B25J15/06;B25J9/16;B25J19/00;G01L5/00
代理公司: 北京纪凯知识产权代理有限公司 11245 代理人: 赵蓉民
地址: 美国,伊*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 用于 末端 执行 夹具 常态 传感
【权利要求书】:

1.一种机器人系统,其包括:

末端执行器,其包括电磁夹具;

力传感器,其附着于所述末端执行器,用于测量由所述夹具向工件表面施加的力;以及

多个常态传感器,其置于所述力传感器周围,用于在所述力传感器与所述表面接触前确定所述夹具是否垂直于所述表面。

2.根据权利要求1所述的系统,其中所述常态传感器包括至少三个传感器,用于测量关于所述夹具的第一和第二旋转轴的方位。

3.根据前述权利要求的任一项所述的系统,还包括:

机器人操作器,其用于移动所述末端执行器;以及

控制器,其响应于所述常态传感器的输出,用于命令所述机器人操作器移动所述末端执行器,直到所述夹具垂直于所述工件表面而不允许所述力传感器与所述工件表面接触。

4.根据权利要求3所述的系统,其中所述控制器响应于所述力传感器的输出而命令所述夹具产生夹紧力。

5.根据权利要求3或4所述的系统,还包括校准板,其用于校准所述常态传感器的位置,所述校准板具有凸起部分和较低部分,所述力传感器停留在凸起部分上,在较低部分上为所述常态传感器的顶部定义了校准平面。

6.根据权利要求3或4所述的系统,其中所述控制器确定用于所述常态传感器的校准平面;将所述夹具移动至工件表面,确定销件离所述校准平面的距离,然后定向所述夹具,使得相向的常态传感器的距离相等。

7.根据前述权利要求的任一项所述的系统,其中所述力传感器位于所述夹具的表面;并且其中每个常态传感器包括销件和用于确定所述销件位置的线性位移传感器,每个销件可移动以便其顶部能够延伸超过所述夹具的表面。

8.根据前述权利要求的任一项所述的系统,其中所述力和常态传感器与所述夹具集成。

9.一种电磁夹具,其包括:

芯子;

环绕所述芯子的绕组;

夹具表面上的力传感器;以及

布置在所述力传感器周围的多个线性位移传感器,所述线性位移传感器具有比所述力传感器从所述夹具表面进一步延伸的顶部,这使得在所述力传感器不触碰所述表面的情况下,能够确定所述夹具相对于工件表面的常态。

10.根据权利要求9所述的夹具,其中四个线性位移传感器设置于所述力传感器周围。

11.根据权利要求9或10所述的夹具,其中每个线性位移传感器包括嵌入所述芯子中的线性可变差动变压器即LVDT和从所述LVDT延伸的销件。

12.根据权利要求9、10或11所述的夹具,进一步包括用于将所述力传感器固定至所述芯子的轴套,其中所述轴套提供夹具表面。

13.一种使用权利要求9至12中任一项所述的夹具的方法,其包括:

为所述线性位移传感器确定校准平面;

将所述夹具置于工件上,其中所有常态传感器的顶部触碰所述工件表面;

确定每个顶部离所述校准平面的距离;

重新定向所述夹具,直到相向的传感器的距离相等;

在维持所述距离的同时,将所述夹具朝向所述工件表面移动,直到所述夹具表面触碰所述工件表面;以及

施加所述夹紧力。

14.根据权利要求13所述的使用夹具的方法,还包括对所述工件执行制造操作,其包括:

将钻孔器通过轴线开口插入所述芯子中,以及

在读取所述力传感器并且控制所述绕组从而确保在钻孔过程中施加精确的夹紧力的同时,使用所述钻孔器在所述工件中钻出孔。

15.一种包括使用夹具对工件执行制造操作的方法,所述夹具包括力传感器,其用于测量所述夹具对所述工件表面的夹紧力,其中使用所述夹具包括:

将所述夹具的夹紧表面接近于所述工件表面放置;

在所述夹紧表面触碰所述工件表面之前,确定所述夹紧表面相对于所述工件表面的常态;

在维持所述夹紧表面的常态的同时,将所述夹紧表面朝向所述工件表面移动;以及

对着所述工件表面夹紧所述夹具。

16.根据权利要求15所述的方法,其中所述制造操作包括钻孔操作。

17.根据权利要求15或16所述的方法,其中所述工件包括复合飞机板;所述方法还包括将金属支撑板放置在所述复合板之后。

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