一种机器人用柔性腕关节及机器人_CN109531619A
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( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910056627 .1
(22)申请日 2019 .01源自文库.19
(71)申请人 嘉兴市浩丰机械设备制造有限公司 地址 314000 浙江省嘉兴市南湖区凤桥镇 凤余公路南
(72)发明人 赵竞远 徐燕华 尚涛 丁立军 邢博
发明内容 [0005] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种可以多自由度移动，解决机器人在装配 和加工过程中，因不能灵活移动或信号反馈延迟，而导致的碰撞损坏工件的问题。 [0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种机器人用柔性腕关节，包括： [0007] 外壳，其内部设置由空腔，且设置有连通空腔用以外界气压或液压设备的输入口； [0008] 端盖，其与外壳的空腔开口固定连接，端盖上设有开口槽，端盖朝向空腔内部一侧 设有若干凹槽； [0009] 浮动块，与外壳之间形成密封腔，其包括套环和活动主体，所述套环置于空腔内紧 贴外壳内壁且与外壳轴向滑动连接，套环内壁设置为球面状； [0010] 活动主体一端伸入套环内，且伸入套环内一端与套环内壁形状相配合呈球面状， 活动主体另一端由开口槽伸出端盖且与开口槽之间留有活动间隙 ，所述活动主体上设置有 若干与凹槽配合的顶针，凹槽内径大于顶针外径。 [0011] 进一步的所述凹槽呈锥状或球面状，顶针的端部呈弧面状。 [0012] 进一步的所述外壳的内壁上设置有阶梯，外壳靠近端盖一侧的内径大于另一侧的 内径，所述套环置于内径较大处，输入口位于内径较小处。 [0013] 进一步的所述套环包括上环和下环，上环和下环固定连接，所述上环和下环之间 设置有密封件。 [0014] 进一步的所述浮动块上可拆卸连接有快换连接板。
权利要求书1页 说明书4页 附图4页
CN 109531619 A
CN 109531619 A
权 利 要 求 书
1/1 页
1 .一种机器人用柔性腕关节，其特征在于，包括： 外壳 ，其内部设置由空腔 ，且设置有连通空腔用以外界气压或液压设备的输入口 ； 端盖，其与外壳的空腔开口固定连接，端盖上设有开口槽，端盖朝向空腔内部一侧设有 若干凹槽； 浮动块，与外壳之间形成密封腔，其包括套环和活动主体，所述套环置于空腔内紧贴外 壳内壁且与外壳轴向滑动连接，套环内壁设置为球面状； 活 动主体一端 伸入套环内 ，且 伸入套环内一端与套环内壁形状 相配合呈球面状 ，活 动 主体另一端由开口槽伸出端盖且与开口槽之间留有活动间隙 ，所述活动主体上设置有若干 与凹槽配合的顶针，凹槽内径大于顶针外径。 2 .根据权利要求1所述的机器人用柔性腕关节，其特征在于：所述凹槽呈锥状或球面 状，顶针的端部呈弧面状。 3 .根据权利要求1所述的机器人用柔性腕关节，其特征在于：所述外壳的内壁上设置有 阶梯，外壳靠近端盖一侧的内径大于另一侧的内径，所述套环置于内径较大处，输入口位于 内径较小处。 4 .根据权利要求2或3所述的机器人用柔性腕关节，其特征在于：所述套环包括上环和 下环，上环和下环固定连接，所述上环和下环之间设置有密封件。 5 .根据权利要求4所述的机器人用柔性腕关节，其特征在于：所述浮动块上可拆卸连接 有快换连接板。 6 .根据权利要求5所述的机器人用柔性腕关节，其特征在于：所述外壳对应端盖的另一 侧设置由用以与机械臂连接的法兰。 7 .根据权利要求6所述的机器人用柔性腕关节，其特征在于：所述外壳的输入口处设置 有快插接头。 8 .一种机器人，其特征在于：包括如权利要求1-7中任意一项所述的机器人用柔性腕关 节。
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CN 109531619 A
说 明 书
1/4 页
一种机器人用柔性腕关节及机器人
技术领域 [0001] 本发明属于机器人领域，更具体的说涉及一种机器人用柔性腕关节。
背景技术 [0002] 目前工业机器人的应用越来越普遍，应用范围也越来越广，关节式工业机器人，由 于自身结构的原因 ，重复精度相对较高 ，而定位精度较低。这个特点导致工业机器人在装配 和加工领域应用受限。 [0003] 现有的解决方式是采用高精度的六维力传感器，作为机器人和执行机构的过渡连 接装置，六维力传感器能够检测x，y，z三个方向的力以及绕三个轴向的力矩。传感器所获得 的 力和力矩信号反馈给机器人的 控制系统 ，从而使机器人做出 相应的反应。但是该方式存 在以下的不足：1 .力传感器成本较高，反馈控制系统较复杂，不利于广泛的推广和应用。2 . 力反馈控制系统存在时间上的滞后性，碰撞发生以后系统延迟一定时间才会产生相应的动 作，然而当控制系统作出响应时，工件可能已经被破坏了。 [0004] 另一种解决方式是通过单轴气缸和伺服阀来控制气缸对工件的压力，但是该方式 为单自由度机构只在一个方向上有作用，而工业中使用的六自由度机器人的运动自由度较 多，执行工具和工件之间的接触通常是多维的。要满足需求就要采用多个单自由度机构串 联起来，系统刚度降低，误差增大，控制变得复杂，成本上升。
(74)专利代理机构 嘉兴启帆专利代理事务所 (普通合伙) 33253
代理人 王大国
(51)Int .Cl . B25J 17/02(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109531619 A (43)申请公布日 2019.03.29
( 54 )发明 名称 一种机器人用柔性腕关节及机器人
( 57 )摘要 本发明公开了一种机器人用柔性腕关节，包
括 ：外壳 ，其内部设置由空腔 ，且设置有连通空腔 用以外界气压或液压设备的输入口 ；端盖，其与 外壳的空 腔开口固定连接 ，端盖上设有开口 槽 ， 端盖朝向空 腔内部一 侧设有若干凹槽 ；浮动块 ， 与外壳之间形成密封腔 ，其包括套环和活动主 体，所述套环置于空腔内紧贴外壳内壁且与外壳 轴向 滑动连接 ，套环内壁设置为球面状 ；活 动主 体一端伸入套环内 ，且伸入套环内一端与套环内 壁形状相配合呈球面状，活动主体另一端由开口 槽伸出端盖且与开口槽之间留有活动间隙 ，所述 活动主体上设置有若干与凹槽配合的顶针，凹槽 内径大于顶针外径，本发明可以多自由度移动。
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910056627 .1
(22)申请日 2019 .01源自文库.19
(71)申请人 嘉兴市浩丰机械设备制造有限公司 地址 314000 浙江省嘉兴市南湖区凤桥镇 凤余公路南
(72)发明人 赵竞远 徐燕华 尚涛 丁立军 邢博
发明内容 [0005] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种可以多自由度移动，解决机器人在装配 和加工过程中，因不能灵活移动或信号反馈延迟，而导致的碰撞损坏工件的问题。 [0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种机器人用柔性腕关节，包括： [0007] 外壳，其内部设置由空腔，且设置有连通空腔用以外界气压或液压设备的输入口； [0008] 端盖，其与外壳的空腔开口固定连接，端盖上设有开口槽，端盖朝向空腔内部一侧 设有若干凹槽； [0009] 浮动块，与外壳之间形成密封腔，其包括套环和活动主体，所述套环置于空腔内紧 贴外壳内壁且与外壳轴向滑动连接，套环内壁设置为球面状； [0010] 活动主体一端伸入套环内，且伸入套环内一端与套环内壁形状相配合呈球面状， 活动主体另一端由开口槽伸出端盖且与开口槽之间留有活动间隙 ，所述活动主体上设置有 若干与凹槽配合的顶针，凹槽内径大于顶针外径。 [0011] 进一步的所述凹槽呈锥状或球面状，顶针的端部呈弧面状。 [0012] 进一步的所述外壳的内壁上设置有阶梯，外壳靠近端盖一侧的内径大于另一侧的 内径，所述套环置于内径较大处，输入口位于内径较小处。 [0013] 进一步的所述套环包括上环和下环，上环和下环固定连接，所述上环和下环之间 设置有密封件。 [0014] 进一步的所述浮动块上可拆卸连接有快换连接板。
权利要求书1页 说明书4页 附图4页
CN 109531619 A
CN 109531619 A
权 利 要 求 书
1/1 页
1 .一种机器人用柔性腕关节，其特征在于，包括： 外壳 ，其内部设置由空腔 ，且设置有连通空腔用以外界气压或液压设备的输入口 ； 端盖，其与外壳的空腔开口固定连接，端盖上设有开口槽，端盖朝向空腔内部一侧设有 若干凹槽； 浮动块，与外壳之间形成密封腔，其包括套环和活动主体，所述套环置于空腔内紧贴外 壳内壁且与外壳轴向滑动连接，套环内壁设置为球面状； 活 动主体一端 伸入套环内 ，且 伸入套环内一端与套环内壁形状 相配合呈球面状 ，活 动 主体另一端由开口槽伸出端盖且与开口槽之间留有活动间隙 ，所述活动主体上设置有若干 与凹槽配合的顶针，凹槽内径大于顶针外径。 2 .根据权利要求1所述的机器人用柔性腕关节，其特征在于：所述凹槽呈锥状或球面 状，顶针的端部呈弧面状。 3 .根据权利要求1所述的机器人用柔性腕关节，其特征在于：所述外壳的内壁上设置有 阶梯，外壳靠近端盖一侧的内径大于另一侧的内径，所述套环置于内径较大处，输入口位于 内径较小处。 4 .根据权利要求2或3所述的机器人用柔性腕关节，其特征在于：所述套环包括上环和 下环，上环和下环固定连接，所述上环和下环之间设置有密封件。 5 .根据权利要求4所述的机器人用柔性腕关节，其特征在于：所述浮动块上可拆卸连接 有快换连接板。 6 .根据权利要求5所述的机器人用柔性腕关节，其特征在于：所述外壳对应端盖的另一 侧设置由用以与机械臂连接的法兰。 7 .根据权利要求6所述的机器人用柔性腕关节，其特征在于：所述外壳的输入口处设置 有快插接头。 8 .一种机器人，其特征在于：包括如权利要求1-7中任意一项所述的机器人用柔性腕关 节。
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CN 109531619 A
说 明 书
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一种机器人用柔性腕关节及机器人
技术领域 [0001] 本发明属于机器人领域，更具体的说涉及一种机器人用柔性腕关节。
背景技术 [0002] 目前工业机器人的应用越来越普遍，应用范围也越来越广，关节式工业机器人，由 于自身结构的原因 ，重复精度相对较高 ，而定位精度较低。这个特点导致工业机器人在装配 和加工领域应用受限。 [0003] 现有的解决方式是采用高精度的六维力传感器，作为机器人和执行机构的过渡连 接装置，六维力传感器能够检测x，y，z三个方向的力以及绕三个轴向的力矩。传感器所获得 的 力和力矩信号反馈给机器人的 控制系统 ，从而使机器人做出 相应的反应。但是该方式存 在以下的不足：1 .力传感器成本较高，反馈控制系统较复杂，不利于广泛的推广和应用。2 . 力反馈控制系统存在时间上的滞后性，碰撞发生以后系统延迟一定时间才会产生相应的动 作，然而当控制系统作出响应时，工件可能已经被破坏了。 [0004] 另一种解决方式是通过单轴气缸和伺服阀来控制气缸对工件的压力，但是该方式 为单自由度机构只在一个方向上有作用，而工业中使用的六自由度机器人的运动自由度较 多，执行工具和工件之间的接触通常是多维的。要满足需求就要采用多个单自由度机构串 联起来，系统刚度降低，误差增大，控制变得复杂，成本上升。
(74)专利代理机构 嘉兴启帆专利代理事务所 (普通合伙) 33253
代理人 王大国
(51)Int .Cl . B25J 17/02(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109531619 A (43)申请公布日 2019.03.29
( 54 )发明 名称 一种机器人用柔性腕关节及机器人
( 57 )摘要 本发明公开了一种机器人用柔性腕关节，包
括 ：外壳 ，其内部设置由空腔 ，且设置有连通空腔 用以外界气压或液压设备的输入口 ；端盖，其与 外壳的空 腔开口固定连接 ，端盖上设有开口 槽 ， 端盖朝向空 腔内部一 侧设有若干凹槽 ；浮动块 ， 与外壳之间形成密封腔 ，其包括套环和活动主 体，所述套环置于空腔内紧贴外壳内壁且与外壳 轴向 滑动连接 ，套环内壁设置为球面状 ；活 动主 体一端伸入套环内 ，且伸入套环内一端与套环内 壁形状相配合呈球面状，活动主体另一端由开口 槽伸出端盖且与开口槽之间留有活动间隙 ，所述 活动主体上设置有若干与凹槽配合的顶针，凹槽 内径大于顶针外径，本发明可以多自由度移动。