[发明专利]一种力矩可控的拧螺丝机器人

权利要求书

1.一种力矩可控的拧螺丝机器人，包括机械臂和自动拧螺丝机，机械臂带动自动拧螺丝机在空间运动，其特征在于，自动拧螺丝机由动力模块、弹性装置和夹紧装置依次串联组成；动力模块包括控制器、电机和减速器，提供可控的拧螺丝力矩和转速，控制拧螺丝机器人的启停。

2.根据权利要求1所述的拧螺丝机器人，其特征在于，所述弹性装置由输入法兰、盘式编码器I及对应的光电编码器读头I、弹性体、盘式编码器II及对应的光电编码器读头II、输出法兰和固定轴承组成；盘式编码器I与输入法兰同轴固定连接，盘式编码器II与输出法兰同轴固定连接，固定轴承保证同轴度；光电编码器读头I读取盘式编码器I角度值，光电编码器读头II读取盘式编码器II角度值，并反馈给控制器。

3.根据权利要求2所述的拧螺丝机器人，其特征在于，控制器获取盘式编码器I和盘式编码器II的角度值，用两个盘式编码器角度值之差计算出输出的扭矩，以此作为力矩反馈来实现力矩闭环控制，控制器还通过该扭矩的大小和变化趋势来监测异常情况。

4.根据权利要求2所述的拧螺丝机器人，其特征在于，所述弹性装置中的弹性体可更换，根据不同使用场合对力矩大小和精度的相应要求，更换对应的弹性体。

5.根据权利要求1所述的拧螺丝机器人，其特征在于，自动拧螺丝机在弹性装置和夹紧装置之间还设置有缓冲装置，所述缓冲装置由固定筒、压簧和限位筒组成，弹性装置的输出法兰和限位筒之间串联压簧，输出法兰通过键与限位筒联结。

6.根据权利要求1所述的拧螺丝机器人，其特征在于，自动拧螺丝机的控制系统采用三闭环控制：外环为力矩环，中间环为速度环，内环为电流环；力矩环使输出力矩限定在设定范围内，速度环克服电机和减速器的摩擦力与传动机构间隙造成的扰动，电流环防止电机过流。

7.根据权利要求1所述的拧螺丝机器人，其特征在于，预先设定最大力矩，在拧螺丝过程中，当检测到的输出力矩达到设定最大力矩时，控制器控制拧螺丝机器人立即停车，停止力矩输出。

8.根据权利要求1所述的拧螺丝机器人，其特征在于，预先设定最大进给行程，在拧螺丝过程中，如果在达到最大进给行程之前出现力矩过大的异常情况，控制器控制拧螺丝机器人立即停车，停止力矩输出，并及时报警。

9.根据权利要求1所述的拧螺丝机器人，其特征在于，所述机械臂包括底盘、旋臂I，旋臂II、旋臂III和手臂，底盘通过水平转动调节手臂的水平角度，旋臂I、旋臂II和旋臂III通过在竖直方向转动调节手臂的高度和水平距离，手臂有上下和左右两个自由度可调节自动拧螺丝机的方向，整个机械臂带动自动拧螺丝机在空间六自由度运动。

10.根据权利要求1所述的拧螺丝机器人，其特征在于，所述夹紧装置由三爪卡盘和螺丝刀组成；三爪卡盘的夹紧口径可调，以夹紧不同直径的螺丝刀；螺丝刀根据不同的应用场合选择对应的刀型和直径。