Исполнительный орган манипулятора

 

Изобретение относится к области робототехники , преимущественно к системам позиционирования исполнительного органа манипулятора. Целью изобретения является повышение точности позиционирования схвата манипулятора. По команде из системы управления бесштоковая полость цилиндра 1 сообщается с источником высокого давления и щток 2 движется слева направо. Для остановки его в заданной точке отключается бесщтоковая полость цилиндра I и подается питание на катущки электромагнитов фиксаторов 15, 22 и 23. При этом направляющий элемент 4 фиксируется относительно корпуса цилиндра I, а кольца 9 и 12 расфиксируются относительно штока 2. В процессе инерционного перемещения штока 2 происходит поворот зубчатого колеса 5, зацепленного с рейкой, жестко связанной с штоком. Колесо 5 без линейного перемещения перемещает рейку 6 в направлении, противоположном инерционному движению штока 2, совместно с рейкой движется кольцо 12 и схват, жестко связанный с этим кольцом, компенсируя инерционное смещение штока 2. а S 4 ил. tsd Од 00 со ;о 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1268398 А1

15ц 4 B 25 J 9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3908998/31-08 (22) 11.06.85 (46) 07.11.86. Бюл. № 41 (71) Фрунзенский политехнический институт (72) В. Д. Даровских (53) 621.229.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 861060, кл. В 25 9/00, 1978. (54) ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН МАНИПУЛЯТОРА (57) Изобретение относится к области робототехники, преимущественно к системам позиционирования исполнительного органа манипулятора. Целью изобретения является повышение точности позиционирования схвата манипулятора. По команде из системы управления бесштоковая полость цилиндра 1 сообщается с источником высокого давления и шток 2 движется слева направо.

Для остановки его в заданной точке отключается бесштоковая полость цилиндра 1 и подается питание на катушки электромагнитов фиксаторов 15, 22 и 23. При этом направляющий элемент 4 фиксируется относительно корпуса цилиндра 1, а кольца 9 и 12 расфиксируются относительно штока 2.

В процессе инерционного перемещения штока 2 происходит поворот зубчатого колеса 5, зацепленного с рейкой, жестко связанной с штоком. Колесо 5 без линейного перемещения перемещает рейку 6 в направлении, противоположном инерционному движению штока 2, совместно с рейкой движется кольцо 12 и схват, жестко связанный с этим кольцом, компенсируя инерционное смещение штока 2.

4 ил.

1268398

Формула изобретения

Изобретение относится к области робототехники, преимущественно к системам позиционирования исполнительного органа м а ни пул ято ров.

Целью изобретения является повышение точности позиционирования схвата за счет исключения влияния инерционности подвижных элементов привода.

На фиг. 1 схематично изображен исполнительный орган манипулятора, общий вид;

»а фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4— вид В на фиг. !.

Исполнительный орган содержит силовой цилиндр 1 со штоком 2. В корпусе цилиндра выполнено сквозное отверстие 3, где размещен направляющий элемент 4, на котором закреплено с возможностью вращения зубчатое колесо 5, зацепленное с зубчатой рейкой, которая закреплена на штоке 2 (не показана), и с зубчатой рейкой 6, смонтированной на направляющей 7. Рейка 6 посредством скобы 8 жестко связана с кольцом 9, установленным на штоке 2 с возможностью возвратно-поступательного перемещения. На кольце 9 жестко закреплен фланец 10, к которому крепится, например, схват 11. К направляющему элементу 4 жестко прикреплено кольцо 12, установленное на штоке 2 с возможностью продольного перемещения. В местах установки колец 9 и 12 на штоке выполнены кольцевые проточки 13 и 14. Ширина колец превышает ширину канавок. Направляющий элемент 4 взаимодействует также с фиксатором 15 электромеханического типа, жестко закрепленным на цилиндре 1.

Фиксатор 15 содержит расположенные коаксиально направляющему элементу 4 цангу 16, связанную с корпусом катушки 7, выполняющей роль статора, подвижный в осевом направлении якорь 18, катушку 19 электромагнита. Между цангой 16 и якорем

18 установлена пружина 20. Кроме того, якорь 18 своей наружной цилиндрической поверхностью базируется в стакане 2!. Внутренняя поверхность цанги 16 выполнена с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью направляющего элемента 4.

На кольцах 9 и 12 закреплены фиксаторы 22 и 23. Они состоят из корпуса 24 катушки 25 электромагнита, стакана 26, внутри которого смонтированы якорь 27, статор 28 и опора 29 механизма возврата якоря 27. Механизм возврата, помимо опоры 29, жестко связанной с корпусом 24, содержит толкатель 30, установленный соосно фиксатору 22 или 23, один конец которого опирается на якорь 27, а второй — на пружину 31. Свободный конец пружины 31 воздействует на регулировочный винт 32, установленный в опоре 29. К якорю

27 посредством штифта 33 прикреплен палец 34, выполненный с возможностью взаимодействия с проточкой 13 или 14. Фиксаl0 !

55 торы 22 и 23 соответственно связаны с кольцами 9 и 12 посредством винтов 35.

Исполнительный орган работает следующим образом.

В исходном перед началом цикла состоянии катушка 19 цангового фиксатора 15, а также катушки 25 фиксаторов 22 и 23 обесточены. Направляющий элемент 4 расфиксирован и может свободно перемещаться в отверстии 3 корпуса цилиндра 1. Якорь 27 пружиной 31 отжат от статора 28, в результате чего палец 34 каждого из фиксаторов 22 и 23 западает в кольцевые проточки 13 и 14 штока 2. При этом направляющий элемент 4, фланец 10 и рейка 6 жестко связаны со штоком 2.

По команде из системы управления (не показана) бесштоковая полость цилиндра 1 соединяется с источником высокого давления.

Шток 2 движется слева направо. При необходимости его останова в любой точке отключается подача энергии в бесштоковую полость и подается питание на ка1ушки 19 и 25 электромагнитов фиксаторов 15, 22 и 23.

У фиксатора 15 якорь 18 под действием электромагнитных сил движется на цангу 16, сжимая пружину 20, вдоль стакана 21. При воздействии внутреннего корпуса якоря 18 на наружный конус цанги 16 лепестки последней обжимают наружную поверхность направляющего элемента 4 и затормаживают ее. Одновременно с этим якорь 27, сжимая пружину 31, притягивается к статору 28, а палец 34 выходит из зоны взаимодействия с проточками 13 и 14. В этом случае обеспечивается свобода перемещения кольцам 9 и 12 в осевом относительно штока 2 направлении.

В процессе продолжающегося инерционного перемещения штока 2 происходит проворот зубчатого колеса 5, зацеплен ного с рейкой, закрепленной на штоке. При этом колесо 5 не имеет линейного смещения. Вращение с колеса 5 передается на рейку 6 и последняя линейно перемещается в направлении, противоположном инерционному движению штока 2, компенсируя это движение. Совместно с рейкой 6 относительно штока 2 движется кольцо 9 с фланцем 10 из-за наличия связи между ними, выполненной в виде скобы 8. Таким образом, инерционные свойства штока 2 не сказываются на точность позиционирования схвата манипулятора.

При возвратном ходе вновь выполняются все подготовительные операции, и при разгоне штока 2 ведомые массы смещаются вдоль него и пальцы 34 западают в проточки 13 и 14.

Исполнительный орган манипулятора, содержащий силовой цилиндр, шток которого связан со схватом, и фиксатор положе1268398

A-А

f8

Щиг. 2

Жиг. 4

Составитель Ф.Майоров

Техред И. Верес Корректор Л. Патай

Тираж 1031 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1крытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Егорова

Заказ 5974/14 з ния схвата, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования схвата, он снабжен направляющим элементом, расположенным в корпусе цилиндра параллельно его оси, зубчатым колесом, установленным на одном конце направляющего элемента, двумя зубчатыми рейками, находящимися в зацеплении с зубчатым колесом и расположенными по обе стороны от него, а также двумя кольцами, имеющими фиксаторы положений реек и установленными на штоке с возможностью продольного переме1цения, одно из которых жестко связано со схватом и с одной из зубчатых реек, а другое — с направляюшим элементом, при этом другая зубчатая рейка выполнена совместно с штоком, а фиксатор положения схвата установлен на корпусе цилиндра с возможностью взаимодействия с направляюшим элементом.