CN112518505A

CN112518505A - 一种基于6sps并联机构的浮动打磨主轴

Info

Publication number: CN112518505A
Application number: CN202011373137.3A
Authority: CN
Inventors: 王丹; 王玉珍; 候立果
Original assignee: East China Zhizheng Industrial Automation Changshu Co ltd
Current assignee: East China Zhizheng Industrial Automation Changshu Co ltd
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2021-03-19
Anticipated expiration: 2040-11-30
Also published as: CN112518505B

Abstract

本发明公开了一种基于6SPS并联机构的浮动打磨主轴，涉及机械加工装置技术领域，针对现有的打磨不稳定的问题，现提出如下方案，其包括基座、机械臂、连接罩和工作装置，所述机械臂连接在基座上，所述连接罩与机械臂的一端固定连接，工作装置与连接罩螺纹连接，所述工作装置的顶部固定连接有与连接罩螺纹套接的连接块，所述连接块的下侧通过球轴承转动连接有连接装置，且连接装置的另一端转动连接有工作板，所述工作板的上侧固定连接有电机，本发明结构简单，使用方便，可以快速响应，精度高，减少打磨震颤，打磨过程更稳定，快速响应，减少控制延时，可提升机器人末端移动速率，提升打磨效率，实现稳定恒力打磨。

Description

一种基于6SPS并联机构的浮动打磨主轴

技术领域

本发明涉及机械加工装置技术领域，尤其涉及一种基于6SPS并联机构的浮动打磨主轴。

背景技术

打磨，是表面改性技术的一种，一般指借助粗糙物体（含有较高硬度颗粒的砂纸等）来通过摩擦改变材料表面物理性能的一种加工方法，主要目的是为了获取特定表面粗糙度，随着科技的发展，从人工打磨到现有的机器人打磨。

但是现有的传统的串联机器人末端以一定的装置连接，使得刚度特性差，打磨过程中极易发生震颤，机器人末端运动速度受限，极大影响了打磨的稳定和效率。

发明内容

本发明提出的一种基于6SPS并联机构的浮动打磨主轴，解决了打磨不稳定的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于6SPS并联机构的浮动打磨主轴，包括基座、机械臂、连接罩和工作装置，所述机械臂连接在基座上，所述连接罩与机械臂的一端固定连接，工作装置与连接罩螺纹连接，所述工作装置的顶部固定连接有与连接罩螺纹套接的连接块，所述连接块的下侧通过球轴承转动连接有连接装置，且连接装置的另一端转动连接有工作板，所述工作板的上侧固定连接有电机，所述电机的输出端通过联轴器固定连接有与工作板转动连接的旋转板，所述旋转板的下侧固定连接有连接圈，所述连接圈的外壁通过花键连接有工作装置。

优选的，所述工作装置包括与连接圈滑动套接的旋转圈，所述旋转圈的外侧设置有与工作板固定连接的伸缩杆，所述伸缩杆的输出端连接有与旋转圈固定套接的稳定板，所述旋转圈的中间固定连接有延伸杆，且延伸杆的另一端固定连接有推动板，所述推动板的一侧设置有与旋转圈滑动套接工作杆，所述工作杆的上端固定连接有与旋转圈滑动套接的限定杆。

优选的，所述旋转圈的底部设置有导向槽，所述工作杆的外壁固定套接有位于导向槽内的承托块，所述承托块下侧设置有与旋转圈螺纹套接的旋转圈的稳定筒。

优选的，所述推动板的中间固定连接有第一磁铁，所述工作杆的顶端固定镶嵌有第二磁铁。

优选的，所述限定杆的顶端设置弧形凸起，所述旋转圈内设置有多个限定槽，所述限定杆位于限定槽内。

优选的，所述旋转圈内设置有导向槽，所述延伸杆和推动板均位于导向槽内，且推动板与导向槽的槽壁滑动连接。

优选的，所述电机的外侧设置有与工作板固定连接的防护箱，所述防护箱内设置有检测装置。

优选的，所述连接装置包括与连接块转动连接的连接架，所述连接架的一侧固定连接有压力传感器，所述压力传感器的一侧固定连接有气压缸，且气压缸的输出端与工作板转动连接，所述气压缸上固定连接有位移传感器。

本发明的有益效果：

1、通过6SPS的连接装置，配合着机械臂等的工作，使得整体装置的刚度特性好，快速响应性能好，精度高，减少打磨震颤，打磨过程更稳定，快速响应，减少控制延时，可提升机器人末端移动速率，提升打磨效率，实现稳定恒力打磨。

2、通过各个装置的相互配合，可以方便的多工作杆进行拆装和调整，方便对打磨装置的更换，提高工作效率，同时可以适应一定的范围内的调节，保证工作的进行。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于6SPS并联机构的浮动打磨主轴的主视示意图；

图2为本发明提出的一种基于6SPS并联机构的浮动打磨主轴的工作装置主视剖视示意图；

图3为本发明提出的一种基于6SPS并联机构的浮动打磨主轴的A处放大示意图；

图4为本发明提出的一种基于6SPS并联机构的浮动打磨主轴的流程图。

图中标号：1、基座；2、机械臂；3、连接罩；4、工作装置；40、工作杆；41、连接块；42、压力传感器；43、防护箱；44、稳定板；45、稳定筒；46、连接圈；47、伸缩杆；48、工作板；49、旋转圈；50、连接架；51、气压缸；52、电机；53、检测装置；54、旋转板；55、延伸杆；56、第一磁铁；57、推动板；58、第二磁铁；59、限定杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-4，一种基于6SPS并联机构的浮动打磨主轴，包括基座1、机械臂2、连接罩3和工作装置4，机械臂2连接在基座1上，连接罩3与机械臂2的一端固定连接，工作装置4与连接罩3螺纹连接，工作装置4的顶部固定连接有与连接罩3螺纹套接的连接块41，连接块41的下侧通过球轴承转动连接有连接装置，且连接装置的另一端转动连接有工作板48，工作板48的上侧固定连接有电机52，电机52的输出端通过联轴器固定连接有与工作板48转动连接的旋转板54，旋转板54的下侧固定连接有连接圈46，连接圈46的外壁通过花键连接有工作装置，在进行安装时，将基座1安装到指定的位置，然后输入指定的程序，然后经过连接罩3连接上工作装置4，同时接通电线，接通电源，在进行工作时，通过机械臂2的工作，使得整个装置可以进行灵活的移动，然后经过的电机52的带动旋转板54的转动，然后进一步的带动连接圈46和工作装置进行转动，进而进行打磨的工作，同时在打磨同时，连接装置进行感应和调节，保证工作的进行。

工作装置包括与连接圈46滑动套接的旋转圈49，旋转圈49的外侧设置有与工作板48固定连接的伸缩杆47，伸缩杆47的输出端连接有与旋转圈49固定套接的稳定板44，旋转圈49的中间固定连接有延伸杆55，且延伸杆55的另一端固定连接有推动板57，推动板57的一侧设置有与旋转圈49滑动套接工作杆40，工作杆40的上端固定连接有与旋转圈49滑动套接的限定杆59，在进行工作时，在旋转连接圈46的带动下，使得旋转圈49的转动，进一步的通过限定杆59的传动，带动工作杆40的转动，进行打磨的工作，在使用完成后或者其他需要时，通过延伸杆55的工作，挤压工作杆40，迫使工作杆40和限定杆59脱离旋转圈49，实现脱落，在安装工作杆40时，只需要将安装杆40***到旋转圈49内，使得工作杆40和限定杆59与旋转圈49稳定的连接，保证工作的需要。

旋转圈49的底部设置有导向槽，工作杆40的外壁固定套接有位于导向槽内的承托块，承托块下侧设置有与旋转圈49螺纹套接的旋转圈49的稳定筒45，通过导向槽的限定，可以限定承托块与旋转圈49之间的相对位置，同时可以经过稳定筒45的限定，保证承托块的稳定。

推动板57的中间固定连接有第一磁铁56，工作杆40的顶端固定镶嵌有第二磁铁58，通过第一磁铁56和第二磁铁58之间的相互吸引，可以方便工作杆40的对准。

限定杆59的顶端设置弧形凸起，旋转圈49内设置有多个限定槽，限定杆59位于限定槽内。

旋转圈49内设置有导向槽，延伸杆55和推动板57均位于导向槽内，且推动板57与导向槽的槽壁滑动连接，导向槽保证推动板57推动时移动轨迹的稳定。

电机52的外侧设置有与工作板48固定连接的防护箱43，防护箱43内设置有检测装置53，防护箱43对电机52进行一定的防护，同时检测装置53检测多个装置工作的稳定状态，可以在市面上直接购买安装。

连接装置包括与连接块41转动连接的连接架50，连接架50的一侧固定连接有压力传感器42，压力传感器42的一侧固定连接有气压缸51，且气压缸51的输出端与工作板48转动连接，气压缸51上固定连接有位移传感器，在工作进行时，产生的震动或者晃动经过多个装置传递到气压缸51的输出端上，然后经过气压缸51的传递，传递到压力传感器42上，压力传感器42感受到不同的压力数据后，通过与初始设定值对比得出偏差值，通过力雅可比矩阵计算得出各气压缸51的受力及偏差值，通过雅可比矩阵得出杆长偏差量，驱动气压缸51进行自我调节，从而保证末端力恒定。

工作原理：在进行安装时，将基座1安装到指定的位置，然后输入指定的程序，然后经过连接罩3连接上工作装置4，同时接通电线，接通电源，在进行工作时，通过机械臂2的工作，使得整个装置可以进行灵活的移动，然后经过的电机52的带动旋转板54的转动，然后进一步的带动连接圈46和旋转圈49转动，进一步的通过限定杆59的传动，带动工作杆40的转动，进行打磨的工作，与此同时，打磨工作过程中产生的震动或者晃动经过多个装置传递到气压缸51的输出端上，然后经过气压缸51的传递，传递到压力传感器42上，压力传感器42感受到不同的压力数据后，与理论的恒力值求差得到偏差力，再通过力雅可比矩阵计算出气缸51出力偏差值，驱动气压缸51进行自我调节，从而保证末端力恒定，在使用完成后或者其他需要时，通过延伸杆55的工作，挤压工作杆40，迫使工作杆40和限定杆59脱离旋转圈49，实现脱落，在安装工作杆40时，只需要将安装杆***到旋转圈49内，使得工作杆40和限定杆59与旋转圈49稳定的连接，保证工作的需要同时在打磨同时，连接装置进行感应和调节，保证工作的进行。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、 “第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于6SPS并联机构的浮动打磨主轴，包括基座（1）、机械臂（2）、连接罩（3）和工作装置（4），所述机械臂（2）连接在基座（1）上，所述连接罩（3）与机械臂（2）的一端固定连接，工作装置（4）与连接罩（3）螺纹连接，其特征在于，所述工作装置（4）的顶部固定连接有与连接罩（3）螺纹套接的连接块（41），所述连接块（41）的下侧通过球轴承转动连接有连接装置，且连接装置的另一端转动连接有工作板（48），所述工作板（48）的上侧固定连接有电机（52），所述电机（52）的输出端通过联轴器固定连接有与工作板（48）转动连接的旋转板（54），所述旋转板（54）的下侧固定连接有连接圈（46），所述连接圈（46）的外壁通过花键连接有工作装置。

2.根据权利要求1所述的一种基于6SPS并联机构的浮动打磨主轴，其特征在于，所述工作装置包括与连接圈（46）滑动套接的旋转圈（49），所述旋转圈（49）的外侧设置有与工作板（48）固定连接的伸缩杆（47），所述伸缩杆（47）的输出端连接有与旋转圈（49）固定套接的稳定板（44），所述旋转圈（49）的中间固定连接有延伸杆（55），且延伸杆（55）的另一端固定连接有推动板（57），所述推动板（57）的一侧设置有与旋转圈（49）滑动套接工作杆（40），所述工作杆（40）的上端固定连接有与旋转圈（49）滑动套接的限定杆（59）。

3.根据权利要求2所述的一种基于6SPS并联机构的浮动打磨主轴，其特征在于，所述旋转圈（49）的底部设置有导向槽，所述工作杆（40）的外壁固定套接有位于导向槽内的承托块，所述承托块下侧设置有与旋转圈（49）螺纹套接的旋转圈（49）的稳定筒（45）。

4.根据权利要求2所述的一种基于6SPS并联机构的浮动打磨主轴，其特征在于，所述推动板（57）的中间固定连接有第一磁铁（56），所述工作杆（40）的顶端固定镶嵌有第二磁铁（58）。

5.根据权利要求2所述的一种基于6SPS并联机构的浮动打磨主轴，其特征在于，所述限定杆（59）的顶端设置弧形凸起，所述旋转圈（49）内设置有多个限定槽，所述限定杆（59）位于限定槽内。

6.根据权利要求2所述的一种基于6SPS并联机构的浮动打磨主轴，其特征在于，所述旋转圈（49）内设置有导向槽，所述延伸杆（55）和推动板（57）均位于导向槽内，且推动板（57）与导向槽的槽壁滑动连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于6SPS并联机构的浮动打磨主轴，其特征在于，所述电机（52）的外侧设置有与工作板（48）固定连接的防护箱（43），所述防护箱（43）内设置有检测装置（53）。

8.根据权利要求1所述的一种基于6SPS并联机构的浮动打磨主轴，其特征在于，所述连接装置包括与连接块（41）转动连接的连接架（50），所述连接架（50）的一侧固定连接有压力传感器（42），所述压力传感器（42）的一侧固定连接有气压缸（51），且气压缸（51）的输出端与工作板（48）转动连接，所述气压缸（51）上固定连接有位移传感器。