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焊接機器人三維防碰撞力傳感器的設計
隨著現代工業的發展， 機器人已越來越多地被用來代替人從事復雜、煩瑣、環境危險的工作 ， 它們不僅減輕了人的勞動強度， 而且還大大提高了生產效率， 有力地促進了社會經濟的發展。焊接機器人， 特別是多自由度的串聯焊接機器人， 具有體積小、運動靈活等特點 ， 可以實現復雜的空間運動， 帶動焊槍即可以完成復
形狀的焊接任務 ， 在現代汽車、飛機、輪船等領域獲得了廣泛的應用。本文在研究 6 自由度串聯焊接機器人過程中， 設計研制了一種 3 自由度的防碰撞力傳感器， 將其安裝在焊接機器人末端可以有效地防止工作中因碰撞而損壞機器人的事故發生。此外， 該傳感器還可以用于其它設備執行器末端， 實現對設備的保護。
1 防碰撞傳感器的設計
圖 1 所示為三維力傳感器的模型 ， 其由殼體、端蓋、導向軸、壓力彈簧、輸入軸、滾珠及滾珠導向環、楔形機構及觸點開關等組成。圖 2 所示為傳感器與自動焊槍的裝配示意圖。其工作原理是， 當自動焊槍頭與工件發生碰撞后， 相互間產生的接觸應力便通過輸入軸傳遞到導向軸， 進而擠壓彈簧收縮， 帶動楔形塊沿- Z 方向運動， 并與觸點開關接觸， 當導向軸超過某一位移后 ， 觸點開關接觸導通 ， 發出電信號 ， 使機器人停止工作 ， 從而對機器人起到保護作用。該傳感器體積小， 結構簡單， 其最大的優點是可根據實際需要， 通過更換不同剛度的彈簧來保證在不同碰撞力情況下實現對設備的保護， 使損失降到最低。
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