[发明专利]大型复杂曲面的三自由度自适应柔性磨抛装置及机器人

权利要求书

1.一种大型复杂曲面的三自由度自适应柔性磨抛装置，其特征在于，包括直线运动机构（3）、旋转调整机构（4）、俯仰调整机构（5）、磨抛机构（6）和控制器，其中：

所述直线运动机构（3）、旋转调整机构（4）、俯仰调整机构（5）、磨抛机构（6）从上至下依次设置，该直线运动机构（3）用于带动所述旋转调整机构（4）、俯仰调整机构（5）和磨抛机构（6）构成的整体做上下直线运动，以实现磨抛机构（6）磨抛力的调节；该旋转调整机构（4）用于带动所述俯仰调整机构（5）和磨抛机构（6）构成的整体做旋转运动，该旋转运动的旋转轴与直线运动的方向平行且与所述磨抛机构（6）中磨盘（608）下表面的中心重合；该俯仰调整机构（5）用于带动所述磨抛机构（6）做旋转运动以调整磨抛机构（6）的俯仰角，该旋转运动的旋转轴与直线运动的方向垂直且与所述磨抛机构（6）中磨盘（608）下表面的中心重合，通过所述旋转调整机构（4）和俯仰调整机构（5）的共同作用实现磨抛机构（6）姿态的调整；所述俯仰调整机构（5）包括左右对称设置的俯仰调整组件，并且该俯仰调整组件包括彼此滑动配合的俯仰挂件（509）和弧形板（510），所述俯仰挂件（509）安装在所述旋转调整机构（4）上，所述磨盘（608）下表面的中心与两弧形板（510）的圆心连线重合；

所述控制器分别与所述直线运动机构（3）、旋转调整机构（4）、俯仰调整机构（5）和磨抛机构（6）相连，用于根据所述磨抛机构（6）中六维力传感器采集的磨盘（608）与待磨抛曲面间的接触力与力矩信号，控制所述直线运动机构（3）、旋转调整机构（4）和俯仰调整机构（5）运动，以实时调整磨抛机构（6）的磨抛力和姿态，以此实现大型复杂曲面的三自由度自适应柔性磨抛。

2.如权利要求1所述的大型复杂曲面的三自由度自适应柔性磨抛装置，其特征在于，所述直线运动机构（3）包括上固定板（301）、下固定板（318）、驱动单元以及设于所述上固定板（301）和下固定板（318）之间的限位导向单元，所述驱动单元包括直线运动电机（319）、第一小齿轮（324）、第一大齿轮（309）、第一交叉滚子轴承（306）、第一丝杆螺母（311）和第一丝杆（313），所述直线运动电机（319）安装在所述上固定板（301）上，其输出轴与所述第一小齿轮（324）相连，该第一小齿轮（324）与所述第一大齿轮（309）啮合，所述第一大齿轮（309）同轴安装在所述第一交叉滚子轴承（306）的内圈上，该第一交叉滚子轴承（306）的外圈固定在所述上固定板（301）上，所述第一丝杆螺母（311）同轴安装在所述第一大齿轮（309）上，该第一丝杆螺母（311）与所述第一丝杆（313）的一端螺纹配合，该第一丝杆（313）的另一端安装在所述下固定板（318）上，所述下固定板（318）的下方用于安装所述旋转调整机构（4）。

3.如权利要求2所述的大型复杂曲面的三自由度自适应柔性磨抛装置，其特征在于，所述限位导向单元包括设于所述上固定板（301）和下固定板（318）之间的阶梯轴（314），所述上固定板（301）和下固定板（318）上设置有直线轴承（303），所述阶梯轴（314）的下端与下固定板（318）上的直线轴承（303）固连，上端与上固定板（301）上的直线轴承（303）滑动配合实现导向。

4.如权利要求1所述的大型复杂曲面的三自由度自适应柔性磨抛装置，其特征在于，所述旋转调整机构（4）包括旋转驱动电机（401）、第二交叉滚子轴承（405）和旋转安装板（409），所述旋转驱动电机（401）安装在所述直线运动机构（3）上，其输出轴穿过所述第二交叉滚子轴承（405）的内圈通过连接机构与所述旋转安装板（409）相连，所述第二交叉滚子轴承（405）的外圈固定在所述直线运动机构（3）上，所述旋转安装板（409）用于安装所述俯仰调整机构（5）。