[发明专利]机器人用柔性法兰及机器人

说明书

本发明提出一种机器人用柔性法兰及机器人，包括：外壳，其上设有用以输入设定压力的气体或液体的输入接口，并在一端设有开口；连接法兰，其活动设置于外壳的该一端，且其连接部分伸出开口，其基座部分位于外壳的内部，连接法兰和外壳之间形成一用以容纳所述气体或液体的密封室；以及弹性部件，设置在密封室内，其连接连接法兰，并能够带动连接法兰作一定的弹性伸缩，从而连接法兰能够根据气体或液体压力和外力的作用，并在所述弹性部件的配合下相应浮动；还包括限制部，用以限制连接法兰绕其轴线转动。本发明的柔性法兰可以多自由度运动，解决机器人在装配和加工过程中因不能灵活移动或信号反馈延迟，而导致的碰撞损坏工件的问题。

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及的是机器人和执行机构的过渡连接装置。

背景技术

目前，工业机器人的应用越来越普遍，应用范围也越来越广。关节式工业机器人由于自身结构的原因，重复精度相对较高，而定位精度较低，这个特点导致工业机器人在装配和加工领域应用受限。

现有的解决方式是，采用高精度的六维力传感器作为机器人和执行机构的过渡连接装置。六维力传感器能够测量x，y，z三个方向的力及绕三个轴向的力矩，传感器所获得的力和力矩信号反馈给机器人的控制系统，从而使机器人作出相应的反应。但是该方式存在以下的不足：1、力传感器成本较高，反馈控制系统较复杂，不利于广泛的推广和应用。2、力反馈控制系统存在时间上存在滞后，碰撞发生以后，系统延迟一定时间才会产生相应的动作，然而当控制系统作出响应时，工件可能已经被破坏了。

另外一种解决方式是，通过单轴气缸和伺服阀来控制气缸对工件的压力，但是该方式为单自由度机构，只在一个方向上有作用，而工业中使用的六自由度机器人的运动自由度较多，执行工具和工件之间的接触力通常是多维的，若要满足需求，就要采用多个单自由度机构串联起来，系统刚度降低，误差增大，控制变得复杂，成本上升。

发明内容

本发明所要解决的目的是提供一种机器人用柔性法兰，可以多自由度移动，解决机器人在装配和加工过程中因不能灵活移动或信号反馈延迟，而导致的碰撞损坏工件的问题。

为解决上述问题，本发明提出一种机器人用柔性法兰，包括：

外壳，其上设有用以输入设定压力的气体或液体的输入接口，并在一端设有开口；

连接法兰，其活动设置于外壳的该一端，且其连接部分伸出所述开口，其基座部分位于外壳的内部，所述连接法兰和外壳之间形成一用以容纳所述输入接口输入的气体或液体的密封室；以及

弹性部件，设置在所述密封室内，其连接所述连接法兰，并能够带动所述连接法兰作一定的弹性伸缩，从而所述连接法兰能够根据气体或液体压力和外力的作用，并在所述弹性部件的配合下相应浮动；还包括

限制部，用以限制所述连接法兰绕其轴线转动。

根据本发明的一个实施例，所述外壳包括外壳基座和端盖，所述端盖固定连接外壳基座，所述端盖上设有用于连接法兰的连接部分伸出其外的开口，所述端盖能够阻挡所述连接法兰的基座部分以限制其向外滑出。

根据本发明的一个实施例，所述连接法兰上设有定位凸部，所述端盖上设有和所述定位凸部配合的定位凹槽。

根据本发明的一个实施例，所述端盖的开口口径稍大于所述连接法兰的连接部分的外径，所述连接法兰的连接部分和所述端盖之间设置有密封件。

根据本发明的一个实施例，所述密封件为旋转油封，其安装在所述端盖开口附近，其内圈与所述连接法兰的连接部分的侧壁贴合。

根据本发明的一个实施例，所述限制部包括转动限制件和直线滑槽或直线滑轨，所述转动限制件设置在所述连接法兰的基座部分的侧壁上，所述直线滑槽或直线滑轨设置在所述外壳内壁上，并配合所述转动限制件，所述直线滑槽或直线滑轨使得所述转动限制件仅在其槽向或轨向上滑动，从而所述连接法兰无法绕其轴向转动。