[发明专利]一种自适应姿态的主被动柔顺磨抛装置及磨抛机器人

权利要求书

1.一种自适应姿态的主被动柔顺磨抛装置，其特征在于，包括一维直线模块(1)、二自由度角度控制模块(2)、主被动柔顺磨抛模块(3)和控制器，其中：

所述一维直线模块(1)、二自由度角度控制模块(2)和主被动柔顺磨抛模块(3)从上至下依次设置，该一维直线模块(1)用于带动所述二自由度角度控制模块(2)和主被动柔顺磨抛模块(3)构成的整体做上下直线运动，所述二自由度角度控制模块(2)用于带动所述主被动柔顺磨抛模块(3)做两个自由度的旋转运动，该两个自由度的旋转运动的旋转轴彼此正交且与所述主被动柔顺磨抛模块(3)中打磨片(308)下表面的中心重合；

所述主被动柔顺磨抛模块(3)包括圆弧齿条(301)、弧形滑块(302)、六维力传感器(305)、旋转电机(310)和打磨片(308)，所述圆弧齿条(301)和弧形滑块(302)安装在传感器上安装法兰(304)上，该圆弧齿条(301)的圆心与所述打磨片(308)下表面的中心重合，其由所述二自由度角度控制模块(2)驱动做旋转运动，该弧形滑块(302)与所述二自由度角度控制模块(2)实现滑动配合，所述六维力传感器(305)设于所述传感器上安装法兰(304)和传感器下承载法兰(306)之间，所述旋转电机(310)设于所述传感器下承载法兰(306)的下方，并安装在旋转电机保护壳(307)内，该旋转电机保护壳(307)与传感器下承载法兰(306)之间设置有弹簧(311)，所述打磨片(308)安装在所述旋转电机(310)的旋转轴上；

所述控制器分别与所述一维直线模块(1)、二自由度角度控制模块(2)和六维力传感器(305)相连，用于根据六维力传感器(305)测得的打磨片(308)与待磨抛曲面间的接触力与力矩信号，控制所述一维直线模块(1)和二自由度角度控制模块(2)运动，以实时调整打磨片(308)的磨抛力和姿态，以此实现自适应姿态的主被动柔顺磨抛。

2.如权利要求1所述的自适应姿态的主被动柔顺磨抛装置，其特征在于，所述一维直线模块(1)包括直线运动电机(108)、丝杠(106)及从上至下依次设置的安装板(101)、直线运动电机安装板(110)和加固板(104)，所述直线运动电机(108)安装在所述直线运动电机安装板(110)上，所述丝杠(106)穿过所述直线运动电机(108)并与直线运动电机(108)螺纹配合，且该丝杠(106)的两端分别与所述安装板(101)和加固板(104)相连，所述直线运动电机安装板(110)的下方连接所述二自由度角度控制模块(2)。

3.如权利要求2所述的自适应姿态的主被动柔顺磨抛装置，其特征在于，所述安装板(101)和加固板(104)之间设置有加强件，该加强件通过连接角铝(103)安装在所述安装板(101)和加固板(104)上。

4.如权利要求2所述的自适应姿态的主被动柔顺磨抛装置，其特征在于，所述一维直线模块(1)还包括滚珠花键轴(107)，该滚珠花键轴(107)穿过所述直线运动电机安装板(110)，且两端分别固定在所述安装板(101)和加固板(104)上。

5.如权利要求2所述的自适应姿态的主被动柔顺磨抛装置，其特征在于，所述直线运动电机安装板(110)通过支撑柱(111)与所述二自由度角度控制模块(2)相连。

6.如权利要求1-5任一项所述的自适应姿态的主被动柔顺磨抛装置，其特征在于，所述二自由度角度控制模块(2)包括竖直布置的偏航电机(210)和水平布置的俯仰电机(203)，所述偏航电机(210)安装在偏航电机安装板(201)上，其输出轴连接有与第一齿轮(202)啮合的第二齿轮(209)，该第一齿轮(202)安装在偏航安装板(208)上，并且其与第一交叉滚子轴承(211)的外圈相连，所述第一交叉滚子轴承(211)的内圈与所述偏航电机安装板(201)相连，所述俯仰电机(203)安装在俯仰电机安装板(206)上，其输出轴连接有与所述圆弧齿条(301)啮合的第三齿轮(205)，该俯仰电机安装板(206)设于所述偏航安装板(208)的下方，其上设置有与所述弧形滑块(302)滑动配合的弧形滑轨(204)。