焊接机器人三维防碰撞力传感器的设计
随着现代工业的发展, 机器人已越来越多地被用来代替人从事复杂、烦琐、环境危险的工作 , 它们不仅减轻了人的劳动强度, 而且还大大提高了生产效率, 有力地促进了社会经济的发展。焊接机器人, 特别是多自由度的串联焊接机器人, 具有体积小、运动灵活等特点 , 可以实现复杂的空间运动, 带动焊枪即可以完成复
形状的焊接任务 , 在现代汽车、飞机、轮船等领域获得了广泛的应用。本文在研究 6 自由度串联焊接机器人过程中, 设计研制了一种 3 自由度的防碰撞力传感器, 将其安装在焊接机器人末端可以有效地防止工作中因碰撞而损坏机器人的事故发生。此外, 该传感器还可以用于其它设备执行器末端, 实现对设备的保护。
1 防碰撞传感器的设计
图 1 所示为三维力传感器的模型 , 其由壳体、端盖、导向轴、压力弹簧、输入轴、滚珠及滚珠导向环、楔形机构及触点开关等组成。图 2 所示为传感器与自动焊枪的装配示意图。其工作原理是, 当自动焊枪头与工件发生碰撞后, 相互间产生的接触应力便通过输入轴传递到导向轴, 进而挤压弹簧收缩, 带动楔形块沿- Z 方向运动, 并与触点开关接触, 当导向轴超过某一位移后 , 触点开关接触导通 , 发出电信号 , 使机器人停止工作 , 从而对机器人起到保护作用。该传感器体积小, 结构简单, 其最大的优点是可根据实际需要, 通过更换不同刚度的弹簧来保证在不同碰撞力情况下实现对设备的保护, 使损失降到最低。
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