1.本发明属于装调用末端执行器技术领域，涉及多尺寸、大型板梁零件的自适应装配，尤其涉及一种面向平板类零件的两自由度柔性通用末端执行器。


背景技术：

2.工业机器人的手部也称末端执行器,它是装在工业机器人手腕上直接抓握工件或执行作业的部件，有时也被称为末端操作器。末端执行器对机器人完成作业起到关键性作用。根据执行的功能不同，末端执行器的种类多种多样，可以是手抓式、吸盘式以及电磁式。
3.现有技术中的末端执行器很难满足卫星以及飞机板件的装配。在对卫星以及飞机装配时，许多体积较大的结构板件类，杆状类零件需要在统一的坐标系下完成装配，装配过程中零件通常受到其他零件关系的多重约束需要进行多自由度下的装调。传统的人工装配方式，由于产品质量大，尺寸大，精度要求高，手工装调难度较大，难以实现这类产品的精确装调，难以保证精度。因此，为满足对不同尺寸产品的装夹固定，开发具有一定通用性的机器人末端执行器至关重要。


技术实现要素：

4.为了解决上述已有技术存在的不足，本发明提出一种面向平板类零件的两自由度柔性通用末端执行器，具有一定通用性的末端执行器，可以根据产品的特点和尺寸进行自适应调整，实现多尺寸产品连接固定。本发明的具体技术方案如下：
5.一种面向平板类零件的两自由度柔性通用末端执行器，包括支撑背架、驱动机构、从动机构，其中，
6.所述支撑背架位于所述末端执行器的底部，包括相互垂直、关于交点中心对称的x方向支撑背架和y方向支撑背架，用于支撑和固定所述末端执行器的零部件，承受待装配产品和所述末端执行器的自重载荷；
7.所述驱动机构包括设置在所述y方向支撑背架上的y方向直线模组及y方向电机，设置在所述x方向支撑背架上的x方向直线模组及x方向电机；
8.所述从动机构包括呈“井”字形垂直排列的x方向直线导轨和y方向直线导轨，在每条所述x方向直线导轨上分别设置两个x方向导轨滑块，在每条所述y方向直线导轨上分别对应设置两个y方向上导轨滑块，在垂直交点处的所述x方向导轨滑块与对应的所述y方向上导轨滑块通过产品连接件连接；
9.所述x方向电机和所述y方向电机输出的旋转运动分别通过联轴器带动丝杠旋转，从而带动丝杠螺母沿丝杠轴线方向进行相反的直线运动，进而带动所述x方向导轨滑块和所述y方向上导轨滑块一起运动，所述驱动机构最终能够在x和y方向分别实现直线位移反向联动，从而使所述产品连接件拥有两个直线自由度，并且能够实现两个方向上的联动。
10.进一步地，所述x方向支撑背架和所述y方向支撑背架在交点处通过背架连接件连接，所述背架连接件的纵截面呈“几”字形，所述x方向支撑背架位于所述背架连接件的顶
部，所述y方向支撑背架与所述背架连接件的底面贴合。
11.进一步地，两条x方向直线导轨分别通过x方向导轨支撑座与所述x方向直线模组的丝杠螺母连接；两条y方向直线导轨分别通过y方向导轨支撑座与所述y方向直线模组的丝杠螺母连接。
12.进一步地，所述末端执行器通过法兰与机械臂连接，所述法兰的两个端面分别设置同轴的法兰凸台和法兰凹口，并且每个端面上分别设置通孔，与所述y方向支撑背架和机械臂的末端法兰连接。
13.进一步地，所述产品连接件的顶部平面上150mm
×
150mm与200mm
×
200mm的正方形边线上，每50mm均匀设置直径为5.5mm的通孔，连接待装配产品上不同位置尺寸的螺纹孔，螺钉从机械臂一侧向待装配产品一侧插入，由此固定在所述末端执行器上。
14.进一步地，所述y方向支撑背架架的底部设置与所述法兰的所述法兰凹口配合的凸台。
15.进一步地，所述x方向支撑背架和所述y方向支撑背架上分别设置定位销孔和螺纹孔，用于安装所述y方向直线模组和所述x方向直线模组。
16.本发明的有益效果在于：在针对产品质量大，装配精度高，待装配件尺寸差别大的情况下，本发明的装调用末端执行器搭配机器人可以根据产品的特点和尺寸进行自适应调整，实现多尺寸产品连接固定，能有效缩短装配时间，提高装配质量，解放劳动力。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
18.图1是本发明中装调用末端执行器整体结构示意图；
19.图2是本发明中的装调用末端执行器背部结构示意图；
20.图3是本发明中的连接用的法兰；
21.图4是本发明中的末端执行器的背架结构；
22.图5是本发明中末端执行器的从动机构；
23.图6是本发明中末端执行器对应于不同尺寸待装配件。
24.附图标号说明：
25.1-产品连接件；2-x方向导轨滑块；3-y方向直线导轨；4-x方向电机；5-y方向支撑背架；6-x方向支撑背架；7-背架连接件；8-y方向导轨支撑座；9-x方向导轨支撑座；10-法兰；11-x方向直线模组；12-y方向电机；13-y方向直线模组；14-x方向直线导轨；15-y方向导轨滑块；16-工件；3a-法兰凸台；3b-法兰凹口；3c-法兰孔；4a-孔；4b-凸台。
具体实施方式
26.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
28.本发明的装调用末端执行器能够根据产品的特点和尺寸进行自适应调整，实现多尺寸产品连接固定，如图1所示，能适应待装配产品在不同方向上的尺寸要求，具有一定的通用性。
29.一种面向平板类零件的两自由度柔性通用末端执行器，包括支撑背架、驱动机构、从动机构，其中，
30.如图1、图2和图4所示，支撑背架位于末端执行器的底部，包括相互垂直、关于交点中心对称的x方向支撑背架6和y方向支撑背架5，用于支撑和固定末端执行器的零部件，承受待装配产品和末端执行器的自重载荷；
31.两个支撑背架在xy平面内的投影呈垂直分布，由于需要对不同尺寸的平板类零件进行连接固定，因此在x和y两个方向上都需要保证有较大的调整范围，对应两个支撑背架也就需要足够的长度来固定安装驱动机构。
32.为实现装调用末端执行器能适应不同尺寸的大小，驱动机构包括设置在y方向支撑背架5上的y方向直线模组13及y方向电机12，设置在x方向支撑背架6上的x方向直线模组11及x方向电机4；
33.从动机构包括呈“井”字形垂直排列的x方向直线导轨14和y方向直线导轨3，在每条x方向直线导轨14上分别设置两个x方向导轨滑块2，在每条y方向直线导轨3上分别对应设置两个y方向上导轨滑块15，可以保证运动过程的稳定性，减小变形；在垂直交点处的x方向导轨滑块2与对应的y方向上导轨滑块15通过产品连接件1连接；
34.x方向电机4和y方向电机12输出的旋转运动分别通过联轴器带动丝杠旋转，由于丝杠在对称位置分别加工了左旋和右旋的螺纹，因此丝杠的旋转运动会带动两个丝杠螺母沿着丝杠轴线方向进行相反的直线运动，从而带动丝杠螺母沿丝杠轴线方向进行相反的直线运动，进而带动x方向导轨滑块2和y方向上导轨滑块15一起运动，驱动机构最终能够在x和y方向分别实现直线位移反向联动，从而使产品连接件1拥有两个直线自由度，并且能够实现两个方向上的联动，进而可以适应待装配产品上不同位置的螺纹孔，实现对待装配产品的通用性。
35.在一些实施方式中，为了减小末端执行器的质量，同时保证x方向直线模组11和y方向直线模组13的安装稳定性，x方向支撑背架6和y方向支撑背架5在交点处通过背架连接件7连接，背架连接件7的纵截面呈“几”字形，x方向支撑背架6位于背架连接件7的顶部，y方向支撑背架5与背架连接件7的底面贴合。
36.在一些实施方式中，两条x方向直线导轨14分别通过x方向导轨支撑座9与x方向直线模组11的丝杠螺母连接；两条y方向直线导轨3分别通过y方向导轨支撑座8与y方向直线模组13的丝杠螺母连接。
37.导轨支撑座与驱动机构的丝杠螺母座通过螺栓固定连接，在丝杠驱动下形成一个方向直线运动，相互垂直的两根导轨在交点处通过产品连接件1连接对应的导轨滑块，使产品连接件1具有两个直线自由度，并且能够实现两个方向上的联动，可根据待装配产品的尺寸沿着两个方向调整产品连接件1的位置，另外在产品连接件1的末端设计有不同尺寸的连
接通孔，便于使用螺栓固定待装配产品。
38.产品连接件1的作用一方面要负责连接待装配产品，另一方面需要连接x和y方向直线导轨的导轨滑块以实现在两个方向上的联动。为适应更多不同尺寸的待装配产品，进一步实现较好的通用性，在与产品连接的平面上均布通孔，方便对待装配产品上不同位置尺寸的螺纹孔进行连接，螺钉是从机械臂一侧向待装配产品一侧插入。
39.如图3所示，在一些实施方式中，末端执行器通过法兰10与机械臂连接，法兰10的两个端面分别设置同轴的法兰凸台3a和法兰凹口3b，并且每个端面上分别设置通孔3c，与y方向支撑背架5和机械臂的末端法兰连接。法兰凸台3a和法兰凹口3b起到一定的辅助定位作用，便于安装。
40.在一些实施方式中，产品连接件1的顶部平面上150mm
×
150mm与200mm
×
200mm的正方形边线上，每50mm均匀设置直径为5.5mm的通孔，连接待装配产品上不同位置尺寸的螺纹孔，螺钉从机械臂一侧向待装配产品一侧插入，由此固定在末端执行器上。
41.在一些实施方式中，y方向支撑背架架5的底部设置与法兰10的法兰凹口3b配合的凸台4b，能够提高装配精度；为了便于安装固定，x方向支撑背架6和y方向支撑背架5上分别开有若干孔4a。
42.在一些实施方式中，x方向支撑背架6和y方向支撑背架5上分别设置定位销孔和螺纹孔，用于安装y方向直线模组13和x方向直线模组11。
43.如图6所示，对应于不同尺寸的工件16，在实际装配过程中，本发明的装调用末端执行器通过法兰盘安装到相应的机械臂上，与测量检测装置进行配合，末端执行器上的两个电机可实时调节四个产品连接件1的相对位置，以适应不同尺寸工件，实现装配的柔性。
44.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
46.在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
47.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。