本發(fā)明涉及一種模塊化陣列式多工作頭末端執(zhí)行器，屬于機(jī)床及工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

眾多工業(yè)產(chǎn)品如發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、衛(wèi)浴五金件、汽車輪轂等，在生產(chǎn)過(guò)程中需要進(jìn)行去毛刺、打磨和拋光，其最終目的是獲得表面質(zhì)量?jī)?yōu)良的合格工業(yè)品。目前的工業(yè)品的拋光打磨還屬于勞動(dòng)力密集型產(chǎn)業(yè)，雖然工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床在此方面得到應(yīng)用，但是拋光的效率還不高，工件磨拋的成本未最優(yōu)化。

到目前為止，采用工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床進(jìn)行磨拋的應(yīng)用或采用夾持單一主軸安裝拋光輪的方法對(duì)工件進(jìn)行磨拋；或采用夾持一個(gè)工件，靠近固定的拋光輪或砂帶機(jī)進(jìn)行磨拋。雖然上述方式部分地取代了人工磨拋，但是由于工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床的成本較高且靈活性不如人手，因此其拋光效率與成本仍較高。

工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)大于人的出力與運(yùn)動(dòng)精度。從發(fā)展的角度來(lái)看，工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床應(yīng)用于磨拋尚有很大的潛力有待挖掘。本發(fā)明即提出一種模塊化陣列式多工作頭末端執(zhí)行器，安裝于工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的工作端，實(shí)現(xiàn)一次裝夾多個(gè)工件進(jìn)行同步加工，可提高工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的加工效率，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

此外，鑒于工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床種類與型號(hào)繁多，模塊化陣列式多工作頭末端執(zhí)行器需要適應(yīng)不同型號(hào)的機(jī)床的工件空間與功率需求；因此本發(fā)明提出裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的工作空間與功率參數(shù)進(jìn)行按需求組裝，以快速形成滿足應(yīng)用需求的高效陣列加工解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種模塊化陣列式多工作頭末端執(zhí)行器，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中加工效率低、成本高、適應(yīng)性差的問(wèn)題。

一種模塊化陣列式多工作頭末端執(zhí)行器，包括若干個(gè)具有陣列排布的多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊和驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

若干個(gè)多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下由機(jī)械接口連接在工業(yè)機(jī)器人上。其中各個(gè)多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊之間同軸布置，相鄰兩模塊的傳動(dòng)軸首尾由十字滑塊聯(lián)軸器進(jìn)行連接，且在兩個(gè)相鄰工作模塊之間設(shè)置轉(zhuǎn)接法蘭，法蘭上設(shè)置有螺栓連接孔；驅(qū)動(dòng)電機(jī)將電機(jī)動(dòng)力傳遞到上述若干個(gè)有陣列排布的多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸和若干個(gè)多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊的輸入軸由十字滑塊聯(lián)軸器連接。機(jī)械接口兩側(cè)各設(shè)有螺栓孔，以螺栓連接的方式將末端執(zhí)行器連接到機(jī)器人上。

所述多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊包括框架結(jié)構(gòu)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

所述框架結(jié)構(gòu)用于安裝固定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置，由多個(gè)側(cè)板組成，在側(cè)板的邊緣處設(shè)置螺栓孔，用于將相鄰側(cè)板固連；所述框架的側(cè)板兩側(cè)設(shè)置有彎邊，彎邊上有螺栓孔，可與其它多頭機(jī)構(gòu)模塊的側(cè)板螺接固連；

所述機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于將電機(jī)動(dòng)力傳遞到末端輸出軸，包括輸入傳動(dòng)軸、輸出動(dòng)力軸和齒輪組傳力組件組成；所述輸入傳動(dòng)軸兩端采用軸承支撐，軸承安裝在軸承座法蘭內(nèi)，法蘭通過(guò)轉(zhuǎn)接板螺接到傳動(dòng)裝置框架結(jié)構(gòu)上，輸入傳動(dòng)軸的動(dòng)力輸入端設(shè)置有聯(lián)軸器；輸入傳動(dòng)軸上設(shè)置兩個(gè)軸肩，軸肩處安裝有齒輪組傳力組件；所述齒輪組傳力組件由主動(dòng)錐齒輪和相嚙合的從動(dòng)錐齒輪組成，主動(dòng)錐齒輪與輸入傳動(dòng)軸采用鍵同軸連接，從動(dòng)錐齒輪與輸出動(dòng)力軸之間亦采用鍵同軸連接；所述輸出動(dòng)力軸由一對(duì)軸承支撐，軸承安裝在軸承座內(nèi)，軸承座上有法蘭邊，與傳動(dòng)裝置的框架結(jié)構(gòu)之間通過(guò)螺栓連接。

所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為帶編碼器的伺服電機(jī)，伺服電機(jī)可通過(guò)聯(lián)軸器與輸入傳動(dòng)軸同軸連接，或通過(guò)同步帶與同步輪與輸入傳動(dòng)軸平行連接；電機(jī)通過(guò)螺栓連接到所述多旋轉(zhuǎn)輸出軸工作模塊的框架結(jié)構(gòu)。

模塊上的螺栓、鍵和軸承均采用標(biāo)準(zhǔn)件。

所述多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊為模塊化設(shè)計(jì)，即單個(gè)模塊化的單元是獨(dú)立可應(yīng)用的，且多個(gè)模塊化單元可自由組裝，形成同步數(shù)量不同的陣列機(jī)構(gòu)，即插即用；

所述多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊的工作頭數(shù)可周向拓展，即單個(gè)模塊化的單元其輸出動(dòng)力軸可以有周向一列的結(jié)構(gòu)，可以有周向兩列、三列、四列的結(jié)構(gòu)；

所述多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊的工作頭數(shù)可軸向拓展，即單個(gè)模塊化的單元其齒輪傳動(dòng)組件可以有兩個(gè)主動(dòng)錐齒輪，可以有三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)主動(dòng)錐齒輪。

所述多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊的工作頭周向數(shù)量和軸向數(shù)量可根據(jù)工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的工作空間與功率參數(shù)等因素相互獨(dú)立拓展。

所述多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中可設(shè)置多個(gè)輸入傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸首尾通過(guò)聯(lián)軸器連接。

進(jìn)一步地，所述齒輪組傳力組件中可設(shè)置一個(gè)主動(dòng)錐齒輪和多個(gè)相嚙合的從動(dòng)錐齒輪，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)輸出軸的周向拓展；

進(jìn)一步地，模塊化陣列式多工作頭末端執(zhí)行器可包含一個(gè)或多個(gè)具有陣列排布多個(gè)旋轉(zhuǎn)輸出軸的多頭機(jī)構(gòu)模塊組成，相鄰多頭機(jī)構(gòu)模塊之間采用螺栓連接殼體側(cè)板，采用聯(lián)軸器連接輸入傳動(dòng)軸；

進(jìn)一步地，模塊化陣列式多工作頭末端執(zhí)行器上，齒輪組傳力組件中主動(dòng)錐齒輪數(shù)量可以有一個(gè)到多個(gè)，對(duì)應(yīng)的輸出動(dòng)力軸也成相應(yīng)倍數(shù)增加，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)輸出軸的軸向拓展；

進(jìn)一步地，模塊化多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊的輸出動(dòng)力軸可連接行星減速器，可進(jìn)一步提高輸出機(jī)構(gòu)的負(fù)載能力。

采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)之間相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的陣列式多工作頭末端執(zhí)行器，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)工件的一次裝夾，同步加工，大大的提高了數(shù)控機(jī)床或工業(yè)機(jī)器人的工作效率；

本發(fā)明的模塊化設(shè)計(jì)的陣列式多工作頭末端執(zhí)行器，由多個(gè)模塊化多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊拼接而成，輸出軸數(shù)量可自由拓展，可大大提高機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈活性，按需求定制設(shè)計(jì)；

本發(fā)明的陣列式多工作頭末端執(zhí)行器，可通過(guò)齒輪組傳力組件的減速比來(lái)調(diào)整設(shè)備最大輸出力矩與轉(zhuǎn)速，增強(qiáng)了產(chǎn)品的適用性；

本發(fā)明的陣列式多工作頭末端執(zhí)行器，采用齒輪組傳力組件，一個(gè)主動(dòng)齒輪與多個(gè)從動(dòng)齒輪相嚙合，可消除間隙，提高傳動(dòng)精度，并且具有良好的傳動(dòng)剛度；

本發(fā)明的陣列式多工作頭末端執(zhí)行器，采用齒輪組傳力組件，其中與主動(dòng)齒輪相嚙合的從動(dòng)齒輪數(shù)量可調(diào)整，增強(qiáng)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的靈活性；

附圖說(shuō)明：

圖1是本發(fā)明的多工作頭末端執(zhí)行器與六軸工業(yè)機(jī)器人協(xié)調(diào)裝配總體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的多工作頭末端執(zhí)行器與六軸工業(yè)機(jī)器人裝配的末端結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊外形結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明的多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊內(nèi)部傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是僅含有一個(gè)八旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊組成的多工作頭末端執(zhí)行器示意圖。

圖6是含有兩個(gè)八旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊組成的多工作頭末端執(zhí)行器示意圖。

圖7是一個(gè)進(jìn)行周向拓展的六旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊的多工作頭末端執(zhí)行器示意圖。

圖8是一個(gè)進(jìn)行周向拓展的四旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊的多工作頭末端執(zhí)行器示意圖。

圖9是含有三個(gè)進(jìn)行周向拓展的四旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊的多工作頭末端執(zhí)行器示意圖。

圖10是一個(gè)進(jìn)行軸向拓展的六旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊的多工作頭末端執(zhí)行器示意圖。

圖11是含有八旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊組成的多工作頭末端執(zhí)行器與六軸工業(yè)機(jī)器人裝配的末端結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12是含有八旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊組成的多工作頭末端執(zhí)行器與六軸工業(yè)機(jī)器人裝配的機(jī)械連接結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1上側(cè)板、2下側(cè)板、3右側(cè)板、4左側(cè)板、5旋轉(zhuǎn)輸出軸、6輸出軸法蘭1、7轉(zhuǎn)接板、8輸入傳動(dòng)軸、9鎖緊螺母、10軸承支撐法蘭2、11從動(dòng)錐齒輪、12主動(dòng)錐齒輪、13工業(yè)機(jī)器人、14輸出軸承座、15十字滑塊聯(lián)軸器、16伺服電機(jī)、17同步輪、18多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊、19第一旋轉(zhuǎn)軸、20第二旋轉(zhuǎn)軸、21第三旋轉(zhuǎn)軸、22第四旋轉(zhuǎn)軸、23第五旋轉(zhuǎn)軸、24第六旋轉(zhuǎn)軸、25模塊化陣列式多工作頭末端執(zhí)行器、26行星減速器、27與機(jī)器人機(jī)械接口、28六旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊、38四旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊、48八旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊、49多頭末端執(zhí)行器支架、50伺服電機(jī)承力框、51伺服電機(jī)承力框轉(zhuǎn)軸、52承力框轉(zhuǎn)軸軸承法蘭、53工位伺服電機(jī)、54工位減速器、55連接框

具體實(shí)施方式：

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明的一種模塊化陣列式多工作頭末端執(zhí)行器是針對(duì)六軸工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床提出的，可應(yīng)用于機(jī)械加工領(lǐng)域的眾多場(chǎng)合，如車輪轂去毛刺、摩托車澆鑄件打磨、五金衛(wèi)浴件拋光等。比如，本發(fā)明提出的模塊化陣列式多工作頭末端執(zhí)行器可實(shí)現(xiàn)汽車輪轂的同步旋轉(zhuǎn)拋光去毛刺加工。

圖1～10顯示了一種模塊化陣列式多工作頭末端執(zhí)行器的總成與部分可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)形式。圖1是本發(fā)明的多工作頭末端執(zhí)行器與六軸工業(yè)機(jī)器人協(xié)調(diào)裝配總體結(jié)構(gòu)圖；圖1中采用的是負(fù)載500kg工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人通過(guò)機(jī)械接口27與模塊化陣列式多工作頭末端執(zhí)行器25連接，執(zhí)行器25可在機(jī)器人帶動(dòng)下做空間六自由度運(yùn)動(dòng)，使所加工工件達(dá)到目標(biāo)位置和處于期望的姿態(tài)；為了進(jìn)一步提高輸出機(jī)構(gòu)的負(fù)載能力。多工作頭末端執(zhí)行器25的各輸出動(dòng)力軸上可安裝行星減速器26。

圖2標(biāo)示出了圖1中機(jī)器人13與多工作頭末端執(zhí)行器25之間的一種可實(shí)現(xiàn)的裝配形式，即工業(yè)機(jī)器人13通過(guò)機(jī)械接口27與多工作頭末端執(zhí)行器25螺栓連接。多工作頭末端執(zhí)行器25由三個(gè)多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊18通過(guò)螺栓固定連接組裝而成，多工作頭末端執(zhí)行器25動(dòng)力輸入端面安裝有伺服電機(jī)16，伺服電機(jī)輸出軸和多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊的輸入軸由十字滑塊聯(lián)軸器15(圖5)連接。

如圖3、圖4所示為本發(fā)明一個(gè)多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊的實(shí)施例子。在圖3和圖4中，多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊18的機(jī)構(gòu)殼體由上側(cè)板1、下側(cè)板2、右側(cè)板3、左側(cè)板4通過(guò)螺栓連接而成。多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊18的主傳動(dòng)軸為輸入傳動(dòng)軸8，輸入傳動(dòng)軸8上通過(guò)花鍵與兩個(gè)主動(dòng)錐齒輪12配合；輸入傳動(dòng)軸8兩側(cè)通過(guò)軸承支撐，軸承安裝在軸承支撐法蘭10內(nèi)，法蘭10通過(guò)轉(zhuǎn)接板7與多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊18的上側(cè)板1螺栓連接。對(duì)于每一個(gè)主動(dòng)錐齒輪12可由四個(gè)從動(dòng)錐齒輪11與之嚙合；從動(dòng)錐齒輪11安裝在旋轉(zhuǎn)輸出軸5上，旋轉(zhuǎn)輸出軸5采用一對(duì)軸承進(jìn)行支撐，軸承安裝在輸出軸承座14內(nèi)，輸出軸承座14上設(shè)置法蘭邊，通過(guò)螺栓與多個(gè)旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊18的側(cè)板1、側(cè)板2、側(cè)板3、側(cè)板4其中一個(gè)相連接，在旋轉(zhuǎn)輸出軸的伸出殼體的外側(cè)，安裝有轉(zhuǎn)接用輸出軸法蘭6，用來(lái)安裝外接設(shè)備如減速器等，軸法蘭6通過(guò)螺栓與模塊側(cè)板1、2、3、4其中一個(gè)連接。輸入傳動(dòng)軸8的主動(dòng)輸入端安裝有聯(lián)軸器15，以方便與上級(jí)輸入的多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊18的傳動(dòng)軸輸出端相連或與伺服電機(jī)16的輸出軸相連，輸入傳動(dòng)軸8的輸出端設(shè)置鍵槽，軸之間連接采用鍵連接。多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊18各部件連接所用的螺栓、螺母、鍵以及配合所用的軸承均采用標(biāo)準(zhǔn)件。

如圖5所示，為模塊化陣列式多工作頭末端執(zhí)行器僅含有一個(gè)八旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，該模塊輸入端面安裝有伺服電機(jī)16，伺服電機(jī)輸出軸和該模塊的輸入傳動(dòng)軸由十字滑塊聯(lián)軸器15連接。

如圖6所示，為模塊化陣列式多工作頭末端執(zhí)行器含有兩個(gè)八旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊18(a)和18(b)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，上側(cè)板1(a)、1(b)和下側(cè)板2(a)、2(b)兩側(cè)各設(shè)置有彎邊，彎邊上有螺栓孔，構(gòu)成模塊之間的轉(zhuǎn)接法蘭。八旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊18(a)和18(b)便通過(guò)側(cè)板上的法轉(zhuǎn)接蘭由螺栓連接在一起。另外，八旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊18(a)和18(b)的傳動(dòng)軸8首尾之間通過(guò)十字滑塊聯(lián)軸器15連接。兩個(gè)多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊連接所用的螺栓、螺母、鍵均采用標(biāo)準(zhǔn)件。

實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，根據(jù)需求多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊18的數(shù)量可調(diào)整。

所述多頭機(jī)構(gòu)模塊機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪組可設(shè)置一個(gè)主動(dòng)錐齒輪12與多個(gè)從動(dòng)錐齒輪11相嚙合，那么單個(gè)模塊化的單元其輸出動(dòng)力軸可以有周向四列的結(jié)構(gòu)，可以有周向三列、兩列、一列的結(jié)構(gòu)；即模塊化陣列式多工作頭末端執(zhí)行器上，齒輪組傳力組件中與主動(dòng)錐齒輪嚙合的從動(dòng)錐齒輪數(shù)量可以有一個(gè)到四個(gè)，對(duì)應(yīng)的輸出動(dòng)力軸也有兩到八個(gè)。

如圖7所示，是具有六個(gè)旋轉(zhuǎn)輸出軸的多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊的外形結(jié)構(gòu)示意圖，與八旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊18相比，六旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊28機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪組為個(gè)主動(dòng)錐齒輪12與三個(gè)從動(dòng)錐齒輪11相嚙合，對(duì)應(yīng)的輸出動(dòng)力軸5也就為六個(gè)。

如圖8所示，是具有四個(gè)旋轉(zhuǎn)輸出軸的多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊的外形結(jié)構(gòu)示意圖，與八旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊18相比，四旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊38機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪組為個(gè)主動(dòng)錐齒輪12與兩個(gè)從動(dòng)錐齒輪11相嚙合，對(duì)應(yīng)的輸出動(dòng)力軸5也就為四個(gè)。

當(dāng)多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪組中主動(dòng)錐齒輪12與一個(gè)從動(dòng)錐齒輪11相嚙合時(shí)，其對(duì)應(yīng)的輸出動(dòng)力軸5也就為兩個(gè)。

進(jìn)一步地，模塊化多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊的輸出動(dòng)力軸可連接行星減速器26，可進(jìn)一步提高輸出機(jī)構(gòu)的負(fù)載能力。

進(jìn)一步地，模塊化陣列式多工作頭末端執(zhí)行器可包含一個(gè)或多個(gè)具有陣列排布多個(gè)旋轉(zhuǎn)輸出軸的多頭機(jī)構(gòu)模塊組成，相鄰多頭機(jī)構(gòu)模塊之間采用螺栓連接殼體側(cè)板，采用聯(lián)軸器連接輸入傳動(dòng)軸。

以四旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊為多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊組裝成末端執(zhí)行器為例：

圖9中的多工作頭末端執(zhí)行器25由三個(gè)四旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊38(a)、38(b)和38(c)組裝而成。上側(cè)板1(a)、1(b)、1(c)和下側(cè)板2(a)、2(b)、2(c)兩側(cè)各設(shè)置有彎邊，彎邊上有螺栓孔，構(gòu)成模塊之間的轉(zhuǎn)接法蘭。四旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊38(a)、38(b)和38(c)便通過(guò)側(cè)板上的法轉(zhuǎn)接蘭依次由螺栓連接在一起。另外，四旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊38(a)、38(b)和38(c)的傳動(dòng)軸8首尾之間通過(guò)十字滑塊聯(lián)軸器15連接。多工作頭末端執(zhí)行器25動(dòng)力輸入端面安裝有伺服電機(jī)16，伺服電機(jī)輸出軸和四旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊38(a)的輸入軸由十字滑塊聯(lián)軸器15連接。工業(yè)機(jī)器人13通過(guò)機(jī)械接口27與多工作頭末端執(zhí)行器25螺栓連接。圖中連接所用的螺栓、螺母、鍵和裝配所需的軸承均采用標(biāo)準(zhǔn)件。

實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，根據(jù)需求四旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊38的數(shù)量可調(diào)整。

作為更加普遍的情況，如圖10，本發(fā)明提出的多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊，內(nèi)部的輸入傳動(dòng)軸可有多個(gè)主動(dòng)錐齒輪11，圖10中含有六個(gè)主動(dòng)錐齒輪11，主動(dòng)輸入軸8通過(guò)鍵連接與每一個(gè)主動(dòng)錐齒輪連接，驅(qū)動(dòng)從動(dòng)錐齒輪并帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因此圖10所示的多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊含有六個(gè)一排旋轉(zhuǎn)輸出軸。圖10所示的六旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊的輸入單面安裝有同步輪17，與電機(jī)16通過(guò)同步帶連接傳動(dòng)。圖中連接所用的螺栓、螺母、鍵和裝配所需的軸承均采用標(biāo)準(zhǔn)件。

實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，根據(jù)需求多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊的所驅(qū)動(dòng)軸向旋轉(zhuǎn)軸的主動(dòng)錐齒輪11的數(shù)量可調(diào)整。

進(jìn)一步地，本發(fā)明工作頭的周向數(shù)量和軸向數(shù)量可根據(jù)工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的工作空間與功率參數(shù)等因素相互獨(dú)立拓展。

需要注意的是，當(dāng)末端執(zhí)行器的多旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊為周向拓展的八旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊時(shí)，受模塊四個(gè)側(cè)板空間的限制，無(wú)論模塊的軸向輸出軸數(shù)量多少，工業(yè)機(jī)器人不能再像圖1、圖2一樣通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械接口27與末端執(zhí)行器25的某一側(cè)板相連接。為此，需要設(shè)計(jì)專門的機(jī)械連接裝置。

如圖11、圖12所示為解決上述問(wèn)題的一種設(shè)計(jì)思路。

在圖11中，工業(yè)機(jī)器人13通過(guò)機(jī)械接口27與安裝多頭末端執(zhí)行器25的支架49以螺紋連接的形式連接；模塊化陣列式多工作頭末端執(zhí)行器25既可以在伺服電機(jī)16的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)輸出軸5的轉(zhuǎn)動(dòng)，又能在工位電機(jī)53的驅(qū)動(dòng)下在多頭末端執(zhí)行器支架49上轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)工位的轉(zhuǎn)換。

圖12中的多工作頭末端執(zhí)行器25由三個(gè)八旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊48(a)、48(b)、48(c)組裝而成，伺服電機(jī)16驅(qū)動(dòng)提供動(dòng)力。在圖右側(cè)，伺服電機(jī)承力框50安裝在伺服電機(jī)16外側(cè)并與八旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊48(c)的側(cè)板通過(guò)螺栓相連接。伺服電機(jī)承力框50有良好的對(duì)中性，其尾部固定一個(gè)伺服電機(jī)承力框轉(zhuǎn)軸51，轉(zhuǎn)軸51通過(guò)軸承支撐，軸承安裝在承力框轉(zhuǎn)軸軸承法蘭52內(nèi)，法蘭52與多頭末端執(zhí)行器支架49螺紋連接。在圖左側(cè)，八旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)構(gòu)模塊48(a)的輸入傳動(dòng)軸8同樣通過(guò)軸承支撐，軸承安裝在承力框轉(zhuǎn)軸軸承法蘭內(nèi)，法蘭與多頭末端執(zhí)行器支架49螺紋連接。模塊48(a)的輸入傳動(dòng)軸8通過(guò)聯(lián)軸器與工位減速器54連接，工位減速器54由工位伺服電機(jī)53驅(qū)動(dòng)，工位減速器54每旋轉(zhuǎn)90°，末端執(zhí)行器25的工位改變一次。為防止伺服電機(jī)16輸入電線的過(guò)度纏繞，要求工位伺服電機(jī)53僅能驅(qū)動(dòng)工位減速器54往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)一周。工位伺服電機(jī)53和工位減速器54由鍵配合并通過(guò)螺栓連接在連接框55上，連接框55與支架49固定。其中多頭末端執(zhí)行器支架49為槽鋼結(jié)構(gòu)，為了增加其剛度和強(qiáng)度，與機(jī)械接口27相連接的部分設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋。上述方案所用的螺栓、螺母、鍵和軸承均采用標(biāo)準(zhǔn)件。

以上所述僅為本發(fā)明的具有代表性的實(shí)施例，并非用來(lái)限定本發(fā)明的實(shí)施范圍；如果不脫離本發(fā)明的精神和范圍，對(duì)發(fā)明進(jìn)得地修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍當(dāng)中。