Многокомпонентный @ -координатный датчик (его варианты)

 

1. Многокомпонентный f-координатный датчик, содержащий два фланца , преобразователи деформаций, установленные на шести стержнях, соединенных концами с фланцами через сферические шарниры, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции посредством унификации узлов, шарниры размещены на каждом фланце в шести несовпадающих точках. (Л 00 сд 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1185128 (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ИЙОГОКОИПОНЕНТНЬЙ 9 -КООРДИНАТНЫЙ ДАТЧИК (ЕГО ВАРИАНТЫ). (57) 1. Многокомпонентный 1 -коорди натный датчик, содержащий два фланца, преобразователи деформаций, установленные на шести стержнях, соединенных концами с фланцами через сферические шарниры, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрощения конструкции посредством унификации узлов, шарниры размещены на каждом фланце в шести несовпадающих точках.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3699296/24-10 (22) 08.02.84 (46) 15.10.85. Бюл. 9 38 (72) А.LI.Êîëèñêoð (71) Институт машиноведения им.А.А.Благонравова (53) 531.781(088.8) (56) 1. Колискор А.Ш. — Станки и ин— струмент, 1982, У 12, с. 21-24.

2. Авторское свидетельство СССР

II 974155, кл. С 01 Ь 1/22, 1981.

3

7

У г

1185128

2. Многокомпонентный -координатный датчик, содержащий два фланца, преобразователи деформаций, установ- ленные на шести стержнях, соединен-ных концами с фланцами через сферические шарниры, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью упрощения конструкции, шарниры размещены на каждом фланце в четырех или пяти точках, каждая точка соединена не более чем двумя стержнями.

3. Многокомпонентный 5 координатный датчик, содержащий: два фланца, преобразователи деформаций, установленные на шести стержнях, соединенных концами с фланцами через сферические шарниры, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции, шарниры размещены на одном фланце в пяти точках, а на другом - в шести точках, каждан точка соединена не более чем двумя стержнями.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при очувствлении промышленных роботов.

Известны датчики векторов силы и .момента, содержащие два фланца и измерительные преобразователи силы f1).

Недостатком данных устройств является их сложность.

Наиболее близким по технической е сущности и достигаемому результату 10 к предложенному является датчик векторов силы и момента (многокомпонентный f --координатный датчик), содержащий два фланца, измерительные преобразователи деформации, установленные д на шести стержнях, соединенных концами с (испанцами через сферические шарниры (2 j.

Недостатки известного датчика заключаются в относитвльной сложности 2О

его конструкции, вызванной наличием сферического шарнира, в котором сходятся три стержня.

Цвлью изобретения является упрощение датчика путем унификации шарнирных узлов.

4. Многокомпонентный 0 -координатный датчик, содержащий два фланца,. преобразователи деформаций, .установленные на шести стержнях, соединенных концами с фланцами через сферические шарниры, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения конструкции, шарниры размещены на одном фланце в трех точкаМ, а на другом — в четырех, пяти или шести точках, каждая точка соединена не более чем двумя стержнями.

5. Многокомпонентный 0 -координатный датчик, содержащий два фланца, преобразователи деформаций, ус-, тановленные на шести стержнях, соединенных концами с фланцами через сферические шарниры, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции, шарниры размещены на одном фланце в четырех точках, а на другом — в пяти или шести точках; каждая точка соединена не более чем двумя стержнями.

Поставленная. цель достигается тем, что в первом варианте многокомпонентного t -координатного датчика, содержащем два фланца, преобразователи деформаций, установленные на шести стержнях, соединенных концами с фланцами через сферические шарниры, шарниры размещены на каждом фланце в шести точках.

Во втором варианте многокомпонентного (-координатного датчика шарниры размещены на каждом фланце в четырех или пяти точках, и каждая точка соединена не более чем двумя стержняМИ.

В третьем варианте многокомпонентного -координатного датчика шарниры размещены на одном из фланцев в пяти точках, а на другом — в шести точках, каждая точка соединена не более чем двумя стержнями.

В четвертом варианте многокомпонентного 4 -координатного датчика шарниры размещены на одном иэ фланцев в трех точках, а на другом — в четырех, пяти или шести точках, каж11851

3 дая точка соединена не более. чем двумя стержнями.

В пятом варианте многокомпонентного l-координатного датчика шарниры размещены на одном из фланцев в четы- рех точках, а на другом — в пяти или шести точках, каждая точка соединена не более чем двумя стержнями.

Общими в условиях работоспособ- 1О ности всех вариантов датчика является то, что число точек на каждом из фланцев должно быть не менее трех и они не должны лежать на одной прямой. При этом недопустимо пересечение 1 в одной точке более трех стержней, расположение в одной плоскости более трех стержней, параллельность трех стержней и пересечение трех других в одной точке; расположение всех стержней в двух плоскостях.

На фиг. 1 изображена схема многокомпонентного 3 -координатного датчика, вариант 1; на фиг.2 и 3 — схемы датчиков, вариант 2; на фиг.4 — д то же, вариант 3; на фиг.5, 6 и 7 то же, вариант 4; на фиг.8, 9 — то же, вариант 5, на фиг. 10 — датчик, установленный на руке робота.

Многокомпонентный 3 -координатный датчик содержит фланцы 1 и 2, преобразователи 3 деформаций, установленные на шести стержнях 4-9, соединякнцих фланцы 1 и 2 посредством сферических шарниров 10. Стержни 4-9

35 образуют геометрически неизменяемую структуру, совокупность длин стержней

28 4

4-9 и их расположение однозначно характеризуют взаимное расположение фланцев 1 и 2, причем ни один из этих стержней не может быть изъят без нарушения взаимной привязки фланцев 1 и 2.

Датчик 11 установлен на руке робота (фиг. 10), содержащей шарниры

12, звенья 13 и схват 14, причем датчик 1! установлен так, что фланец

1 связан со схватом 14, а фланец 2со звеном 13 руки робота.

Датчик работает следующим образом.

При приложении нагрузки к схвату

14 на фланец 1 также передается нагрузка (сила или момент, или и сила, и момент) и в стержнях 4-9 возникают осевые силы, уравновешивакицие нагрузку, которые фиксируются преобразователями 3 деформации.

Поскольку взаимное расположение стержней 4-9 известно, то по формулам теоретической механики можно рассчитать вектор равнодействующей шести сил и вектор момента, которые характеризуют нагрузку, приложенную к фланцу 1.

Таким образом, при приложении нагрузки к схвату датчик (все варианты) определяет векторы силы и момента, что может быть использовано для очувствления робота, например, при сборке °

Применение изобретения в роботах, построенных с использованием Е -координатных систем, упрощает систему управления.

1185128 б

Фиг. ф файв. 5 фиг 7 фиг. 9 фиа 10

Составитель В. Годзиковский ъ

Редактор Н.Швыдкая Техред Ж.Кастелевич Корректор С.Шекмар

Заказ 6446/35 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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