[实用新型]空气式容差柔顺装配手

说明书

一种空气式容差柔顺装配手属于机器人用的柔顺手制造领域。

柔顺装配手是一种用于插轴入孔的机器人精密装配作业的末端执行器。目前通用的被动柔顺手腕、主动柔顺手腕和混合柔顺手腕都是用补偿和校正轴与孔的几何轴线间的定位偏差的方法来保证装配顺利进行的。使用最成功的产品是远心柔顺手腕(Remote Center Compliance)，其缺点是柔顺中心与几何尺寸有关，一经确定便无法更改，故其适用范围较窄。

本实用新型的目的在于提供一种适用范围较广、柔顺效果好、结构简单的空气式容差柔顺装配手。

本实用新型的特征在于：它由上、下相串联的水平气室和气囊式夹持手两部分组成，后者由侧面开有压缩空气下进气嘴1的中空圆柱形支架2、与其可轴内套的橡胶气囊4、从外周围紧橡胶气囊4的紧箍3以及同轴外套于支架2上的连接套5组成；前者包括有与连接套5同轴相连的浮动圆盘13、其中部径向对称开有压缩空气上进气孔16和上出气孔22、其下端面上径向对称开有节流孔25并在其右下侧开有与节流孔25相通的径向气道14且与浮动圆盘13的上端面同轴连接的上节流盘18、同轴位于上节流盘18的下凹台面和浮动圆盘13的上端面之间且通过气道23分别与上述上节流盘18上的上进气孔16、上出气孔22和右下侧径向气道14相通的平衡盘15、与浮动圆盘13的下端面同轴相连的支撑盘7、径向对称开有节流孔28并在其右侧开有与节流孔28相通的径向气道9的下节流盘8、位于上节流盘18、下节流盘8之间并通过其上的轴向气道11分别与上节流盘18右侧径向气道14、下节流盘8右侧径向气道9相通的隔离圈10，以及设在上节流盘18、下节流盘8上的气道堵头12，在水平气室的中心孔内还设有一弹性拉紧装置。    

本实用新型上述的弹性拉紧装置由自上而下顺序连接的固定于上节流盘18上的挂钩19、弹簧20、悬绳29及将悬绳29下端固定于浮动圆盘13的中心孔内的销钉6组成。另外，在平衡盘15下端面上还设有起阻尼作用的环形气道27。

采用上述连接后，在装配手下部气囊式夹持手的橡胶气囊4与支架2之间形成一气隙，在装配手上部各部分之间构成一水平气室。

本实用新型与装配机器人腕部连接后，用来夹持轴类零件，完成插轴入孔的精密装配作业，实现过程如下：

当压缩空气经上进气孔16进入上部水平气室时，上部各部件间的气体通道及间隙对气体流动产生一定的阻尼作用，通过气体阻尼器件的合理匹配，在水平气室各部件的摩擦面间形成数微米～数十微米的静压气膜，产生端面气浮轴承的效果，使浮动圆盘13“空悬”，而拉紧装置向浮动圆盘13施加一个回复力，使之始终处于自动对中状态；压缩空气由压缩空气下进气嘴1通入下部气囊式夹持手的气隙后，橡胶气囊4产生径向收缩，便可夹住待装配的销轴。这样，借助橡胶气囊4的弹性和水平气室的气源效应，柔顺手可产生微量角偏转和轴偏移，通过装配时轴与孔间的接触力，便可引导柔顺手轴、孔几何中心线的相对位置偏差达到自动“校准”作用，顺利地实现插轴入孔作业。

与其它柔顺手相比，本实用新型由于采用了压缩空气的柔性代替机械机构的柔性，具有以下优点：由于柔顺原理建立在压缩空气的柔性上，柔顺手的角偏转刚度和侧向刚度都可以作得很小，因而在结构尺寸允许条件下，其适用范围很广，柔顺中心与几何尺寸无关；它不是单纯的手腕，而是手与腕的复合体，柔顺器件与手爪一体化设计即气囊既产生柔顺作用又起夹持作用；另外，借助气压变化和改变弹簧初始长度适度调整柔顺手的刚度值，在一定程度上可以做到混合柔顺。

为在下面结合实施例对本实用新型作详尽描述，现把本申请文件所使用的附图编号及名称简介如下：

图1：空气式容差柔顺装配手的纵部视图。

实施例：