科创中国

生物与新医药技术

新一代机器人在非结构环境下，如磨削抛光、装配、在线检测等复杂柔性工况中具有很强的适应能力，力控制技术性能是机器人适应能力的重要评价指标。主动力控制关节集成了工件曲面轮廓自适应跟踪、主动接触力调节等组件，可以广泛用于航空航天、能源等工业领域中复杂零件的加工，部分代替目前的手工操作，提高加工质量和效率。本项目研发的主动力控制关节通过对曲面轮廓进行自适应跟踪，并对接触力进行主动控制，可以提高机器人对非结构环境的自适应能力，从而使机器人可以实现复杂工作。该装置具有力控制范围大、精度高、安装简单、操作便捷等优点，适用于复杂工件的加工，在金属、非金属以及复合材料的打磨、抛光、拉丝、去毛刺、漆面处理；多种材料涂层涂刷；材料层压成型以及需要接触力精确控制的自动化装配等领域具有广泛的应用前景。

本项目采用气肌与弹簧四杆机构并联的结构形式，当气肌通气对法兰输出端产生拉力时，弹簧四杆机构会同时被动产生与其方向相反的推力，二者的差值则为法兰对外的输出力，通过对气肌拉力的主动控制，可以实现对法兰输出力的控制。同时，通过内置位移传感器实时监测曲面工件的轮廓变化，可以实现曲面轮廓的自适应跟踪，并在自适应跟踪的过程中维持接触力的恒定。

该项目已经开发出独立式主动力控制关节与集成磨削工具型力控制关节两类设备，可以用于航发叶片打磨，金属材料焊缝打磨，复合材料磨削，汽车外覆盖件抛光，汽车内饰件打磨、抛光，部件表面腻子打磨，材料涂层涂刷，木质家具打磨抛光等各种材料曲面工件的自动化加工。

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