Устройство для перемещения захвата манипулятора

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЗАХВАТА МАНИПУЛЯТОРА, содержащее корпус с горизонтальными направляющими , демпфирующий и ограничительный упоры, гидроцилиндр, соединенный кинематически с установленной в направляющих корпуса кареткой, имеющей на одном конце направляющие, размещенные перпендикулярно направляющим корпуса, и расположенную в направляющих каретки тягу с захватом и выступом на одном из концов, отличающееся тем, что, с целью снижения металлоемкости, оно снабжено фиксатором, размещенным на каретке с возможностью взаимодействия с выступом тяги, установленным в корпусе на подвеске между упорами тормозом для каретки и органом управления тормозом, расположенным на демпфирующем упоре, а кинематическая связь гидроцилиндра с кареткой включает в себя блоки, два из которых закреплены на щтоке гидроцилиндра, два других - на первом конце каретки по разные стороны от ее горизонтальной оси и один на втором конце каретки соосно с ее горизонтальной осью, и огибающие блоки два тяговых органа, неподвижные концы которых закреплены с S на корпусе, а подвижные - на соответствующих концах тяги. (Л со ел со со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1079599

y(5g В 66 С 23/00

„, l3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3478725/29-11 (22) 10.06.82 (46) 15.03.84. Бюл. № 10 (72) С. М. Беленко и П. И. Склярский (71) Кировоградский проектно-конструкторско-технологический институт «Почвомаш» (53) 621.86.061 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 150087, кл. В 25 J 5/06, 1960 (прототип). (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЗАХВАТА МАНИПУЛЯТОРА, содержащее корпус с горизонтальными направляющими, демпфирующий и ограничительный упоры, гидроцилиндр, соединенный кинематически с установленной в направляющих корпуса кареткой, имеющей на одном конце направляющие, размещенные перпендикулярно направляющим корпуса, и расположенную в направляющих каретки тягу с захватом и выступом на одном из концов, отличающееся тем, что, с целью снижения металлоемкости, оно снабжено фиксатором, размещенным на каретке с возможностью взаимодействия с выступом тяги, установленным в корпусе на подвеске между упорами тормозом для каретки и органом управления тормозом, расположенным «а дем ифирующем упоре, а кинематическая связь гидроцилиндра с кареткой включает в себя блоки, два из которых закреплены на штоке гидроцилиндра, два других — на первом конце каретки по разные стороны от ее горизонтальной оси и один на втором конце каретки соосно с ее горизонтальной осью, и огибающие блоки два тяговых органа, неподвижные концы которых закреплены на корпусе, а подвижные — на соответствующих концах тяги.

1079599

1

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам автоматизации погрузо-разгрузочных операций при укладке изделий в тару, и может быть использовано в манипуляторах для погрузо-разгрузочных раб>от.

Известно устройство для перемещения захвата манипулятора, содержащее корпус с горизонтальными направляющими, демпфирующий и ограничительный упоры, гидроцплиндр, соединенный кинематически с установленной в направляющих корпуса кареткой, имск>шей на одном конце направляющие размещенные перпендикулярно направляющим корпуса, расположенную в направляющих каретки тягу с захватом и выступом на одном из концов (1).

Однако такая конструкция сложна и металлоемка. Для перемещения захвата механической руки в каждом из двух направлений (вертикальном и горизонтальном) необходим свой силовой цилиндр, что увеличивает энергоемкость конструкции, кроме этого, вследствие того, что силовые цилиндры размещены на движущихся частях, один из них переме цает другой и энергия расходуется нерационально. Устройства, обеспечивающие величину и точность перемещения захвата механической руки, сложны (червячный редуктор) и ненадежны в работе

Движущиеся части конструкции очень металлоемки, что, в свою очередь, приводит к увеличению энергии движущихся масс, гашение этой энергии происходит при взаимодействии движущихся частей с упорами, гго спи жает надежность и долговечность работы конструкции.

Основным недостатком конструкции является то, что ее кинематика не позволяет осуществить перемещение захвата механической руки в двух направлениях от одного привода, и это резко увеличивает металлоемкость H энергоемкость конструкции.

Высокая металлоемкость движущихся частей затрудняет точное позиционирование захвапгп руки, так как при этом необходимо гасить энергию движущихся масс, а она тем больше, чем больше масса движущегося тела (L„=- ). Кроме того, данную конструкцию нельзя использовать для автоматической выгрузки изделия из тары или автоматической загрузки изделий в тару.

Целью изобретения является снижение его металлоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для перемещения захвата манипулятора. содержащее корпус с горизонтальными направляющими, демпфируюший и ограничительный упоры, гидроцилиндр, соединенный кинематически с установленной в направляющих корпуса кареткой, имеюп ей на одном конце направляющие, размещенные перпендикулярно направляющим корпуса, и расположенную в направляющих каретки тягу с захватом и выступом на

5 !

О

2 одном из концов, снабжено фиксатором, размещенным на каретке с возможностью взаимодействия с выступом тяги, установленным в корпусе на подвеске между упорами тормозом для каретки и органом управления тормозом, расположенным на демпфируюшем упоре, а кинематическая связь гидроцилиндра с кареткой включает в себя блоки, два из которых закреплены на штоке гидроцилиндра, два других — на первом конце каретки по разные стороны от ее горизонтальной оси и один — на втором конце каретки соосно с ее горизонтальной осью, и огибающие блоки, два тяговых органа, неподвижные концы которых закреплены на корпусе и подвижные на соответствующих концах тяги.

На фиг. 1 изображено устройство для перемещения захвата манипулятора; на фи г. 2 — узел 1 на фи г. 1.

Устройство содержит корпус 1 с направляющими 2, в которых размещена направляющая часть 3 с упором 4, Т-образную каретку 5, на одном конце которой расположен корпус 6 с направляющими 7 с закрепленным в нем подпружиненным пружиной 8 фиксатором 9. На Т-образной каретке 5 размещены по разные стороны от оси ее движения (от оси направляющей части 3) блоки

10 и 11, а по оси блок 12. В направляющих 7 каретки размещена стойка 13 с выступом 14 и захват манипулятора 15.

На корпусе 1 установлен также демпфируемый упор 16 с микровыключателем 17 и концевиком 18 (не показан) и ограничительный упор 19. В корпусе устройства 1 закреплен тормоз (фиг. 2). Схват тормоза выполнен в виде тормозных колодок 20, установленных с возможностью перемещения в пазу 21 рычага 22, при этом тормозные колодки 20 подпружинены пружиной 23, которая удерживает их в крайнем левом положении паза 21, при этом рычаг 22 закреплен на опоре 24 в корпусе 1 и при помощи тяги 25 связан с исполнительным органом тормоза (не показан). На корпусе 1 закреплен гидроцилиндр 26 со штоком 27 с закрепленными на нем блоками 28 и 29.

Устройство снабжено тяговым органом 30, подвижный конец которого 31 закреплен на стойке 13, и запасованным через блоки 11, 12 и 28, а неподвижный конец 32 закреплен на корпусе 1 и тяговым органом 33, подвижный конец которого 34 закрепле>! на стойке

13 по другую сторону от оси движения каретки 5 и запасованным через блок 10 огибающим при этом блок 29 на штоке 27 противоположно тяговому органу 30, а неподвижный конец 35 закреплен на корпусе 1.

Поршневая полость силового цилиндра

26 обозначена А, а подштоковая полость Б.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении стойка 13 находится в верхнем крайнем положении и за1079599 фиксирована в нем подпружиненным пружиной 8 фиксатором 9, а сама Т-образная каретка 5 находится в крайнем правом положении и шток 27 цилиндра 26 также находится в крайнем правом положении, схват тормоза (тормозные колодки 20) не взаимодействует с направляющей частью 3 каретки 5, т. е. она находится в свободном положении. При этом демпфирующий упор 16 с микровыключателем 17, управляющим включением тормоза 1, может занимать любое положение между направляющи ми 2.

Положение упора 16 обеспечивается специальным механизмом (не показан).

При подаче рабочего тела в поршневую полость С силового цилиндра 26 шток цилиндра 27 с закрепленными на его конце блоками 28 и 29 перемещается влево. В это же время стойка 13 от вертикального перемещения удерживается фиксатором 9, подпружиненным пружиной 8, взаимодействующим с выступом 14 стойки 13, и подвижный конец 31, закрепленный в верхней части стойки 13 тягового органа 30, не имеет возможности вертикально перемешаться. При этом, так как конец 32 тягового органа 30 неподвижно закреплен на корпусе 1, то в ветвях органа 30, запасованного через блоки 11 и 12 и огибающего перемещающийся вместе со штоком 27 блок 28, в результате этого перемещения возникает тянущее усилие, под воздействием которого Т-образная каретка 5 перемещается в направляющих 2 влево, перемещая захват 15 по горизонтали.

Одновременно влево смещается и блок 29, что приводит к ослаблению натяжения тягового органа 33, но подвижный конец 34 этого тягового органа, закрепленный в нижней части стойки 13, также перемещается влево. Этим перемещением слабина в тяговом органе 33 выбирается.

В процессе перемещения Т-образной каретки 5 влево упор 4 каретки 5 взаимодействует с демпфирующим упором 16 и в конце демпфирования (после уменьшения кинематической энергии перемещения) взаимодействует с концевиком 18 микровыключателя 17, нажимая на него. При этом концевик 18 перемешается на величину а и включает исполнительный opra н тормоза, последний воздействует на тягу 25, колодки

20 опускаются и блокируют, перемещение каретки 5, последняя останавливается. Место остановки каретки 5 при ее движении влево определяется упором 16.

В это же время продолжается перемещение штока 27 влево (соотношение длины перемещений штока 27, каретки 5 и стойки

13 подобраны таким образом, что фиксация каретки 5 тормозом происходит тоГда, когда шток 27 находится в промежуточном положении и длина хода силового цилиндра 26 не использована).

При дальнейшем перемещении штока 27 усилие в тяговом органе 30 возрастает и под воздействием этого усилия на участке тягового органа 30 между блоком 11 и подвижным концом 31 выступ 14 стойки 13 воздействует на фиксатор 9, последний преодолевает сопротивление пружины 8 и смещается влево. Стойка 13 начинает двигаться вниз, перемещая захват 15 ио вертикали.

Перемещение стойки 13 с захватом 15

10 вниз по вертикали длится до того момента, пока на захват 15 не воздействует какаянибудь преграда, например днище тары (фиг. 1). Вследствие этого движущиеся части останавливаются и усилие в гибком тяговом органе 30 возрастает. Датчик, срабатывающий от величины усилия (не показан), соединяет поршневую полость А цилиндра 26 со сливом, а иодштоковую полость Б с линией нагнетания, шток 27 начинает двигаться вправо. При этом блоки 28 и 29, закрепленgp ные на штоке 27, перемещаются вправо, при этом блок 29 натягивает гибкий тяговый орган 33, а блок 28 ослабляет натяжение в гибком тяговом органе 30. Так как Т-образная каретка 5 заторможена, а подвижный конец гибкого тягового органа 33 закреплен в нижней части стойки 13, ири этом сам тяговый орган огибает блок 29 с правой стороны, то под воздействием тягового усилия на участке между блоком 10 и концом 34 стойка 13 начинает двигаться в направляю30 щих 7 вертикально вверх, перемещая схват манипулятора 15 (после укладки изделий в тару). При этом вертикально вверх перемешается подвижный конец 31 гибкого тягового органа 30, выбирая его слабину. Стойка 13 перемещается вертикально вверх пока ее выступ 14 не зафиксируется фиксатором 9, т. е. стойка 13 возвращается в первоначальное положение и ее вертикальное перемещение прекращается. Но так как перемещение штока 27 иод воздействием рабочего тела влево продолжается, то под воздействием

40 тянущего усилия в ветвях гибкого тягового органа 33 на участках, параллельных горизонтальной оси движения Т-образной каретки 5, заторможенная каретка 5 (тормоз все еще включен) начинает, преодолевая

4> сопротивление пружин 23, которыми подиружинены тормозные колодки 20, перемещаться вправо, перемещая колодки 20 в пазу 21 рычага 22. Как только величина перемещения тормозных колодок 20 вместе с кареткой

5 превысит величину а (а это происходит, 50 так как длина б паза 21 больше хола а концевика 18), микровыключатель 17 дает команду на отключение тормоза 1. Под воздействием тяги 25 колодки 20 отходят от горизонтальной части 3 Т-образной каретки

5 и она будет перемещаться вправо пока 5 упор 4 каретки 5 не войдет во взаимодействие с ограничительным упором 19, после чего каретка 5 останавливается, заняв исходное положение.

1079599

Составитель Н. Куликова

Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Тираж 826 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Т. Колб

Заказ 1242/21

Таким образом, устройство обеспечивает надежное точное позиционирование захвата манипулятора при выполнении необходимой последовательности перемещений. Манипулятор, созданный на базе такого устройства, можно использовать как при загрузке изделий в тару, так и при выгрузке изделий из тары, при этом место выгрузки (или загрузки) определяется положением упора 16 устройства для перемещения захвата манипулятора с микровыключателем 17 и концевиком 18.

Использование предлагаемого устройства в манипуляторе позволяет значительно упростить конструкцию, уменьшить металлоемкость. Наличие гибких тяговых органов и тормоза, схват которого выполнен с возможностью перемещения в пазу органа его подвески в тормозе, позволяет осуществить перемещение захвата манипулятора в двух взаимно перпендикулярных направлениях, используя один привод, что позволяет снизить энергоемкость.

Использование манипулятора, созданного на базе такого устройства для загрузки и выгрузки изделий в тару, позволяет механизировать этот процесс на Кировоградском заводе сельскохозяйственных машин «Красная звезда» на 80 — 90%. Кроме этого, использование такого устройства в манипуляторах подобного рода позволяет сократить расход металла ориентировочно на 20 — 25%,