Задающий орган манипулятора

 

ЗАДАЮЩИЙ ОРГАН МАНИПУЛЯТОРА, содержап1ий звенья, последовательно соединенные между собой посредством кинематических пар, и рукоятку управ ления, о т 71 и ч а ю щ и и с я тем, 4TOj с целью улучшения динамических характеристик и удобства управления, он снабжен по числу кинематических пар ограничителями максимальной скорости взаимного перемегдекия звеньев, выполненными каждьШ в виде корпуса, редуктора-мультипликатора и центробежно-фрикционного регулятора частоты вращения, имеющего инерционные массы и подвижные и неподвижные фрикционные элементы, причем неподвижные фрикционные элементы связаны с корпу-г сом, а подвижные - с инерционными массами центробежно-фрикционного ре гулятора , которые посредством дополнительно введенных упругих элементов связаны с быстроходным валом редуктора-мультипликатора , тихоходный вал которого соединен с одним звеном, пары, а второе звено этой пары связг но с корпусом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН @

K ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ (21) 3548035/25-08 (22) 31.01.83 (46) 30.04.84. Вюл. К 16 (72) В.П.Максимов, В.А.Моисеенков, С.З.Поздняков и В.Н.Шведов (71) МВТУ им. H.Э.Баумана (53) 62-229.72 (088.8) (56) !. Патент США Ф 4160508, кл. В 25 J 3/04, 1979 (прототип}, (54) (57) ЗАДАИШИ11 ОРГАН МАНИПУЛЯТОРА, содержащий звенья, последовательно соединенные между собой посредством кинематических пар, и рукоятку управ" ления, отличающийся тем, что1 с целью улучшения динамических характеристик и удобства управления, он снабжен по числу кинематических ае . и»

3(59 В 25 Л Э/04//В 25 J 9/рр пар ограничителями максимальной скорости взаимного перемещения звеньев, выполненными каждый в виде корпуса, редуктора-мультипликатора и центробежно-фрикционного регулятора частоты вращения, имеющего инерционные массы .1 и подвижные и неподвижные фрикционные элементы, причем неподвижные фрикционные элементы связаны с корпу-. сом, а подвижные — с инерционными массами центробежно-фрикционного ре гулятора, которые посредством допол" нительно введенных упругих элементов связаны с быстроходным валом редуктора-мультипликатора, тихоходный вал которого соединен с одним звеном, пары, а второе звено этой пары связа". но с корпусом.

1088928

Изобретение относится к машино- строению, а именно к копирующим ма« нипуляторам.

Известен задающий орган манипулятора копйрующего.типа, содержащий звенья, последовательно соединенные между собой посредством кинематических пар и рукоятку управления 11).

Недостатком известного манипуля-. тора является рассогласование в рабо10 те исполнительного и задающего органов манипулятора, т.е. исполнительный орган отстает от задающего по положению во времени, вследствиечего оператор не имеет воэможности уве- ренно и точно определить, в какую

° 1 точку рабочей зоны придет запоздавший" исполнительный орган. Это приводит к существенному увеличению ошибок перерегулирования и нарушению стабильного взаимодействия задающего органа манипулятора с.исполнительным органом и устойчивой работы электрического контура управления, в результате чего возникает значительное неудобство управления, снижается уверенность управления, падает скорость и точность выполнения операций, а также,как следствие, падает производительность труда. 30

Цель изобретения — улучшение динамических характеристик задающего органа манипулятора и удобства управления, Поставленная цель достигается тем, что задающий орган манипулятора содержащий звенья, последовательно соединенные между собой посредством кинематических пар и рукоятку управ- щ ления,снабжен по числу кинейатических пар ограничителями максимальной скорости взаимного перемещения звеньев, выполненными каждый в виде корпуса, редуктора-мультипликатора и центроф5 бежно-фрикционного регулятора частоты вращения, имеющего инерционные массы и подвижные и неподвижные фрикционные элементы, причем неподвижные фрикционные элементы связаны с корпусом, а подвижные — с инерционными массами центробежно-фрнкцнонного регулятора, которые посредством дополнительно введенных упругих элементов связаны с быстрохадивач валом редуктора-мультипликатора, тихоходный

5S вал которого соединен с одним звеном пары, а второе звено этой пары связано с корпусом.

На фиг.1 изображена кинематическая схема задающего органа манипулятора; на фиг.2 — кинематическая схема вращательной пары задающего органа манипулятора; на фиг.3 — кинематическая схема поступательной пары задающего органа манипулятора; на фиг.4график зависимости фактора сопротивления движению от скорости относительного перемещения соседних .звеньев задающего органа манипулятора; на фиг.5 — ограничитель максимальной скорости взаимного перемещения соседних звеньев задающего органа манипулятора; иа фиг.6 — разрез А-А на фиг.5.

Задающий орган манипулятора имеет в каждой кинематнческой паре 1, соединяющей соседние звенья 2 и 3,. ограничитель 4 максимальной скорости взаимного перемещения звеньев. Ограничитель 4 максимальной скорости взаимного перемещения звеньев выполнен в виде корпуса 5, редуктора-мультипликатора 6 и центробежно-фрикционного регулятора 7 частоты вращения, имеющего инерционные массы 8, установленные с возможностью радиального, перемещения в направляющих 9, закрепленных на быстроходном валу 10 редуктора-мультипликатора 6, неподвижно установленного в корпусе 5. Инерциоонные массы 8 связаны с подвижными фрикционными элементами 11 и соедине ны с быстроходным валом 1О редукторамультипликатора 6 посредством упругих элементов 12. Напротив подвижных фрикционных элементов 11 в корпусе 5 закреплены неподвижные фрикционные элементы 13, например кольцо. Корпус

5 жестко связан .со звеном 3. Тихоход ный вал 14 редуктора-мультипликатора

6 соединен со звеном 2.

Задающий орган манипулятора работает следующим образом.

Когда оператор воздействует на задающий орган манипулятора и производит относительное перемещение соседних звеньев 2 и 3 в какой-либо кинематической паре 1 с некоторой скоростью V меньшей критической V<„ равной номинальной скорости относительного перемещения соответствующих звеньев исполнительного органа манипулятора, ограничитель 4 максимальной скорости взаимного перемещения звеньев не работает, т.е. не создает сопротивления движению. Когда скорость Ч становится равной Vg, Ф

1088928

30 ограничитель 4 максимальной скорости . взаимного перемещения звеньев срабатывает, т.е-. создает фактор сопротивления движению Т (силу или момент соответственно кинематической паре) заведомо большей величины по сравне" юпо с тем Т, который может преодо-.. .леть оператор в той или иной кинематической царе, в результате чего скорость относительного перемещения указанных звеньев 2 и 3 стабилизируется относительно значения критической скорости 1,равной номинальной скорости относительного перемещения соответствующих звеньев исполнительного орга" 15 на манипулятора.

Ограничитель 4 максимальной скорости взаимного перемещения звеньев

:работает следующим образом. Когда производится относительное переме- 20 щение соседних звеньев в какой-.либо кинематической паре 1 с некоторой скоростью V, тихоходный вал 14 редуктора-мультипликатора 6, связанный с одним из звеньев 2, приходит 25 во вращение с некоторой частотой относительно корпуса 5, связанного с другим из звеньев 3. Вращение от тихоходного вала 14 передается по кинематической цепи редуктора-мультипликатора 6 к его быстроходному валу 10, при этом происходит увеличение частоты вращения.

Таким образом, укрепленные на .. быстроходном валу 10 направляющие 9

35 с инерционными массами 8 и связанными с ними подвижными фрикционными элементами ll приходят во вращение относительно оси быстроходного вала

l0, являющейся также и осью неподвиж40 ных фрикционных элементов 13, укрепленных в корпусе 5.

При этом на инерционные массы 8 ,действует центробежная сила и они стремятся сместиться по направляющим

9 в радиальном направлении вместе с . движущимися фрикционными элементами 1 1, Однако упругие элементы 12, посредством которых инерционные массы 8 связаны с быстроходным валом 10 редуктора-мультипликатора 6, препятствуют этому смещению таким образом, что контакт фрикционных элементов (подвижных 11 н неподвижных 13) происходит при критической частоте вращения быстроходного вала 10, соответствукщей критической скорости взаимного перемещения звеньев .2 и 3 задающего органа манипулятора в этой кинематической паре. При этом на быстроходный вал 10 со стороны направляющих 9 начинает действовать мо- . мент сопротивления, который передается по кинематической цепи редуктора" мультипликатора 6 на его тихоходный вал 14, при этом происходит увеличение значения момента. В результате в кинематической паре возникает момент, препятствующий относительному перемещению звеньев.

Таким образом, предлагаемый задающий орган .манипулятора позволяет повысить точность и скорость выполнения операций эа счет снижения времени, затра;иваемогс оператором на координирование исполнительного органа манипулятора, в результате повышается удобство управления задающим органом манипулятора и улучша- . ются его динамические характеристики.

1088928

1088928

У У 10 12 8

A-A

А.Зимокосов

4/5

А

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И.Бакулина

Редактор А.Orap ТехредЛ.Иикеш Корректор

Заказ 2832/13 Тираж !033 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035 Москва Ж-35 Рауиская наб. д,