[实用新型]一种管接头抓取末端执行器

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械制造领域，具体的说，是一种管接头抓取末端执行器。

背景技术

飞机导管系统是飞机的重要组成子系统，由导管、管接头等零组件构成。由于飞机导管使用工况复杂，导管和管接头存在数量大、品种多、形状怪异等特点。导管的制造工艺过程主要包括导管弯曲成形、余量切割、装配等繁琐工序环节，传统的飞机导管制造采用模拟量制造模式，其制造全过程以模拟量作为依据，存在制造精度低、效率低、自动化程度低的特点。

导管与管接头的装配是导管制造过程中的关键工艺环节。当前管接头与导管装配连接多采用手工焊接工艺。传统的这种焊接工艺离不开专用的焊接定位夹具，管接头定位夹紧模块和导管定位夹紧模块使管接头和导管处于正确的装配位置，然后采用人工焊接方式将导管和管接头进行焊接。这种焊接工艺存在定位夹具设计、制造成本高、精度低、效率低、自动化程度低等问题。因此，飞机导管的数字化、自动化焊接技术一直是飞机制造领域热点关注的话题。为改变飞机导管现有的手工焊接模式，实现飞机导管精确、高效、自动焊接，必须首先突破飞机导管的数字化、柔性化定位装夹技术。

进入20世纪90年代后，机器人技术得到了快速发展，柔性定位抓取技术是导管制造过程中的一个重要应用和研究方向。机器人抓取定位系统由工业机器人单元、机器人末端执行器单元、上位机控制单元及工艺规划仿真单元构成。机器人定位抓取系统的工作原理是由工业机器人完成末端执行器空间位姿调节，由末端执行器完成管接头和导管的定位和抓取，整个抓取过程由中央处理器进行控制。飞机导管管接头由于其种类多、外形结构复杂、尺寸范围分布广等特点，管接头抓取末端执行器包含柔性定位模块和自动夹紧模块，对自动化和柔性化程度要求较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计出一种操作方便、抓取效率高、柔性化程度高、通用性强，可实现多种类型、多种尺寸规格的管接头抓取的末端执行器。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种管接头抓取末端执行器，包括具有内部空间的主体，所述主体的内部设置有由下而上依次传动连接的驱动单元、传动单元和抓手单元；所述传动单元具有多个输出端，所述输出端键连接有主动锥齿轮；所述抓手单元包括多个滚珠丝杠、键连接在滚珠丝杠一端的从动锥齿轮、连接在滚珠丝杠上的法兰，所述滚珠丝杠的自由端转动连接在主体上，所述法兰套接有抓手托架，所述抓手托架的底部滑动连接有固定在主体上的直线导轨，抓手托架的顶部连接有一端位于主体外部的抓手；所述从动锥齿轮与主动锥齿轮垂直传动。管接头放置在主体的顶部并通过抓手对管接头的内壁或外壁进行夹紧，驱动单元输出扭矩和角位移并通过传动单元和抓手单元将其输出的角位移转化为抓手的直线位移，同时将输出扭矩转化为抓手的抓紧力，从而实现抓手对管接头的内孔或外壁进行同步抓紧。其中，所述输出端的数量与滚珠丝杠的数量相同，法兰能够随着滚珠丝杠的转动在其上沿轴向方向做直线运动，从而带动抓手做与法兰相应的运动，实现对管接头的夹紧作用。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置：所述主体包括由上而下依次连接的端面定位块、抓手单元支撑架、传动单元支撑架和驱动单元罩壳；所述抓手单元设置在端面定位块和抓手单元支撑架之间的空间中，所述传动单元设置在抓手单元支撑架和传动单元支撑架之间的空间中，所述驱动单元设置在传动单元支撑架与驱动单元罩壳之间的空间中；所述端面定位块上开设有供抓手直线运动的槽，其中槽配合使用有一周向定位销对管接头进行周向的固定。其中，管接头放置在端面定位块的外端面上进行定位。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置：所述传动单元包括一与驱动单元传动连接的输入轴，所述输入轴键连接有一主动齿轮；所述主动齿轮传动连接有多个从动齿轮，所述从动齿轮键连接有输出轴；所述输出轴的输出端键连接有主动锥齿轮。其中，所述从动齿轮的数量与所述输出端的数量和滚珠丝杠的数量相同。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置：所述驱动单元包括依次连接的伺服电机、减速器和联轴器，所述联轴器与输入轴传动连接。控制伺服电机正向转动，通过传动单元和抓手单元，将输出扭矩和角位移转化为抓手的抓紧力和直线位移，实现抓手对管接头内孔同步抓紧；伺服电机通过控制输出角度位移大小可实现不同直径规格的管接头的抓紧，同时伺服电机通过控制输出扭矩大小可控制抓紧力大小。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置：还包括连接在传动单元支撑架底部的支座，所述伺服电机固定连接在支座上。