本發明屬于航天設備裝配技術領域。具體來說，是一種用于工業機器人末端實現自動安裝緊固件的裝置。

技術背景

為解決大重量設備的自動化裝配難題，提高航天產品裝配精度和質量，現有技術提出了研制面向航天器的雙機器人協作裝配系統，該系統擬采用雙工業機器人協作完成航天器大重量部件的安裝，其中設備抓取機器人用于將大重量設備精確運送至安裝位置，緊固件安裝機器人則用于進行設備與衛星間的緊固件安裝。緊固件安裝機器人本體可直接采購市場上成熟的工業機器人產品，而緊固件安裝末端執行器需根據實際使用工況進行研制，它是實現緊固件自動安裝的重要組成部分，需要執行緊固件抓取、安裝定位、壓緊、擰緊、測力等一系列動作，全程自主控制，無需人工干預。

基于現實需要，本發明人通過對系統中的機器人緊固件安裝末端執行器的需求進行充分論證，提出了本發明，為后續研制提供了保障基礎。

技術實現要素：

針對大重量設備緊固件的自動化裝配問題，本發明通過工業機器人緊固件安裝末端執行器來實現。

本發明采用了如下的技術方案：

一種工業機器人緊固件安裝末端執行器，包括套裝在底部工業機器人上的力覺傳感器、安裝基板、滑臺氣缸、電動擰緊槍、擰緊槍連接板，其中，力覺傳感器頂部支撐連接有縱長的安裝基板，安裝基板對應力覺傳感器的位置設置有滑臺氣缸，滑臺氣缸一側豎立設置擰緊槍連接板，滑臺氣缸上方的 電動擰緊槍穿過擰緊槍連接板向前延伸，電動擰緊槍前端固定連接有擰緊頭，沿安裝基板的縱長方向在安裝基板前部豎立設置有出釘嘴連接板，擰緊頭前端穿過出釘嘴連接板且其前端具有出釘嘴，在滑臺氣缸的推動下帶動電動擰緊槍向前壓緊緊固件的末端，并通過電動擰緊槍自身轉動帶動擰緊頭旋轉，實現對緊固件的旋緊。

其中，所述緊固件為螺栓或螺釘。

其中，所述緊固件為螺栓、平墊為一體的緊固件。

其中，力覺傳感器與工控機進行通訊，通過工控機對滑臺氣缸進行控制，實現緊固件安裝過程中執行動作的控制。

其中，當螺栓通過送釘軟管進入匯流塊之后，匯流塊將一體化緊固件導入出釘嘴中的彈簧圈之中，彈簧圈束縛住緊固件防止其從出釘嘴中脫落，在滑臺推動下，擰緊頭頂在緊固件末端，壓緊力由滑臺氣缸控制，電動擰緊槍旋轉帶動擰緊頭旋緊螺栓，當扭矩達到限力矩時，電動扭力槍自動停止工作，完成旋緊緊固件動作。

其中，緊固件在滑臺的壓緊力和電動扭力槍的旋轉力作用下，掙脫彈簧圈束縛，通過出釘嘴旋入螺孔中。

進一步地，末端執行器上具備測量定位裝置，能夠確定緊固件安裝平面及螺紋孔方向。

本發明的優點在于能夠將將緊固件推入安裝孔的同時做旋轉動作，并能自動控制擰緊力矩，無需人工干預，自動完成緊固件安裝。

附圖說明

圖1為本發明的工業機器人緊固件安裝末端執行器的結構示意圖；

其中，1為擰緊頭，2為出釘嘴，3為出釘嘴連接板，4為安裝基板，5為工業機器人，6為力覺傳感器，7為滑臺氣缸，8為電動擰緊槍，9為擰緊槍連接板。

圖2為本發明的結構中出釘嘴部分的結構示意圖。

其中，2-1為擰緊頭，2-2為安裝架，2-3為匯流塊，2-4為出釘嘴，2-5為平墊一體化螺栓，2-6為彈簧圈，2-7為送釘軟管。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明進行詳細說明，但這僅僅是示例性的，并不旨在對本發明的保護范圍進行任何限制。

參見圖1，圖1為本發明的工業機器人緊固件安裝末端執行器的結構示意圖；本發明的工業機器人緊固件安裝末端執行器，包括套裝在底部工業機器人上的力覺傳感器6、安裝基板4、滑臺氣缸7、電動擰緊槍8、擰緊槍連接板9，其中，力覺傳感器6頂部支撐連接有縱長的安裝基板4，安裝基板4對應力覺傳感器6的位置設置有滑臺氣缸7，滑臺氣缸7一側豎立設置擰緊槍連接板9，滑臺氣缸7上方的電動擰緊槍8穿過擰緊槍連接板9向前延伸，電動擰緊槍8前端固定連接有擰緊頭1，沿安裝基板4的縱長方向在安裝基板4前部豎立設置有出釘嘴連接板3，擰緊頭1前端穿過出釘嘴連接板3且其前端具有出釘嘴2，在滑臺氣缸的推動下帶動電動擰緊槍向前壓緊緊固件的末端，并通過電動擰緊槍自身轉動帶動擰緊頭旋轉，實現對緊固件的旋緊。末端執行器工作之前，需人工利用專用標定工裝對擰緊平面及螺孔位置進行標定，標定后機器人可根據定位參數自動移動到需擰緊螺栓位置。

參見圖2，圖2顯示了本發明的結構中出釘嘴部分的結構示意圖。其中，本發明的結構中出釘嘴部分包括擰緊頭2-1、安裝架2-2、匯流塊2-3、出釘嘴2-4，彈簧圈2-6和送釘軟管2-7，擰緊頭2-1的一部分上設置有安裝架2-2，安裝架上固定設置匯流塊2-3，匯流塊2-3的一側伸入送釘軟管2-7，回流塊2-3前方的擰緊頭2-1內設置有彈簧圈2-6，彈簧圈2-6的直徑大于出釘嘴2-4的直徑因此抵靠在出釘嘴2-4內部的一側上，當螺栓2-5通過送釘 軟管2-7進入匯流塊2-3之后，匯流塊2-3將一體化螺栓2-5導入出釘嘴2-4中的彈簧圈2-6之中。彈簧圈2-6束縛住螺栓防止其從出釘嘴2-4中脫落。在滑臺推動下，擰緊頭頂在螺栓末端，壓緊力可由滑臺氣缸控制。電動擰緊槍旋轉帶動擰緊頭旋緊螺栓，當扭矩達到限力矩時，電動擰緊槍自動停止工作，完成旋緊螺栓動作。螺栓在滑臺的壓緊力和電動擰緊槍的旋轉力作用下，掙脫彈簧圈束縛，通過出釘嘴2-4旋入螺孔中。

本發明中電動擰緊槍安裝在在滑臺上，可以在滑臺氣缸的推動下壓緊螺栓末端，并通過自身轉動帶動擰緊頭旋轉，實現對螺栓的旋緊。

本發明能夠將緊固件推入安裝孔的同時做旋轉動作，緊固件夾持機構應具備柔性環節，避免剛性接觸而損壞緊固件。

本發明能夠按設定力矩擰緊緊固件，達到設定力矩閾值時具有動作保護功能。

盡管上文對本發明的具體實施方式給予了詳細描述和說明，但是應該指明的是，我們可以依據本發明的構想對上述實施方式進行各種等效改變和修改，其所產生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時，均應在本發明的保護范圍之內。