Манипулятор

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в промьшшенных роботах. Целью изобретения является уменьшение энергоемкости за счет уменьшения мощности привода при этом же номинальном усилии . Манипулятор содержит основание 1 с установленным на нем исполнительным органом, выполненном в виде звеньев 3, 4 и 5, шарнирно связанных между собой и образующих многократный пантографный механизм, имеющий замкнутые контуры . Каждый из замкнутых контуров снабжен пружиной растяжения или сжатия , причем пружины 10 растяжения расположены в плоскости, перпендику (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 В 25 J 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A8TOPGHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 д

1! ьйь ..1 11-

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3893826/31-08 (22) 30.04.85 (46) 23.12.86. Бюл. М - 47 (71) Ордена Ленина институт кибернетики им. В.M.Ãëóøêoâà (72) Г.А.Коноплянко, M.Е.Овчарчк, А.П.Рябов и В.В.Смирнов (53) 62-229.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 460682, кл. В 25 J 1/06, 1981. (54) МАНИПУЛЯТОР (57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использоSU 1278201 А 1 вано в промьппленных роботах. Целью изобретения является уменьшение энергоемкости за счет уменьшения мощности привода при этом же номинальном усилии. Манипулятор содержит основание 1 с установленным на нем исполнительным органом, выполненном в виде звеньев 3, 4 и 5, шарнирно связанных между собой и образующих многократный пантографный механизм, имеющий замкнутые контуры. Каждый из замкнутых контуров снабжен пружиной растяжения или сжатия, причем пружины 10 растяжения расположены в плоскости, перпендику127820) следующим выражением

35 где T.

К) и К2 лярной продольной оси многократного пантографного механизма, и связывают между собой боковые шарниры 7 четных замкнутых контуров, а пружины 12 сжатия установлены в нечетных замкнутых контурах и связывают ширниры 6 и 8, 1

Изобретение относится к роботостроению и может быть использовано в промышленных роботах.

Цель изобретения — уменьшение энергоемкости за счет уменьшения мощности привода при том же номинальном его усилии путем введения пружинного компенсатора усилия.

На фиг.1 представлен манипулятор, общий вид; на фиг.2 — расчетная схема усилий в пантографном механизме; на фиг.3 — график совмещенных нагрузочных характеристик уравновешивающих пружин и равнодействующих усилий в шарнирах звеньев пантографного механизма.

Манипулятор содержит основание 1 с установленным на йем исполнительным,органом, на конечном звене которого смонтирован рабочий орган 2. Исполнительный орган выполнен в виде звеньев 3-5, шарнирно соединенных между собой цилиндрическими шарнирами б- 9 и образующих многократный пантографный механизм, включающий зам-кнутые контуры. При этом боковые шарниры 7 четного замкнутого контура многократного пантографного механизма связаны пружиной 10 растяжения, расположенной в плоскости, перпендикулярной оси многократного пантографного механизма, а шарниры 6, 8 и 9, расположенные по оси многократного пантографного механизма, связаны соответственно первый шарнир 6 с основанием 1, второй шарнир 8 с выходным элементом 11 привода исполнительного органа, а конечный шарнир 9 — с рабочим органом 2. Привод исполнительного органа может быть выполнен в ниде силового цилиндра со штоком. Между первым 6 и вторым 8 шарнирами нечетного замкнутого контура многократнорасположенные по оси многократного пантографногo механизма. Привод исполнительного органа установлен на основании 1, а его выходной элемент связан с вторым шарниром 8, расположенным на оси. 3 кл, го пантографного механизма установлена пружина 12 сжатия.

На Фиг.2 и 3 приняты условные обозначения: Ы вЂ” дополнительное продоль5 ное усилие, создаваемое пружинами сжатия 12 и растяжения 1О; F — продольное усилие от пружины )0 растяже.ния; Г „ — усилие, создаваемое пру10 жиной 12 сжатия; F — необходимое раP бочее усилие для перемещения рабочего органа; F — усилие, создаваемое силовым цилиндром (единица измерения этих усилий — ньютон).

Манипулятор работает следующим образом.

Для обеспечения перемещения рабочего органа 2 включается силовой цилиндр и его шток 11 выдвигаясь, перемещает связанный с ним шарнир 8, 20 который, перемещаясь, задает движение звеньяь) 3-5 многократного пантографного механизма. При движении звеньев

3-5 пантографного механизма изменяется расстояние между парой шарниров 7 и шарнирами 6 и 8, расположенными вдоль оси пантографного механизма.

При этом пружина 12 сжатия растягивается, а пружина 10 растяжения сжимается, обеспечивая механизм дополниЗО тельным продольным усилием N величина которого может быть определена

И=21,(К coscs+iC

N,= 2L k = const

Таким образом, при выдвижении штока силового цилиндра усилие, создава1О емое приводом F и дополнительное продольное усилие пружинного компенсатора И складываются, а при условии обратного хода штока усилие ат силового цилиндра направлено на преодоление дополнительного продольного усилия N.

Величина этого дополнительного продольного усиления N выбирается равной половине необходимого усилия для перемещения рабочего органа этого манипулятора F и равна усиP лию, создаваемому проводом манипулятора Рц.

25

Следовательво, уменьшая мощность привода манипулятора в два раза F =

=F /2, обеспечивается работа привода как в рабочий полупериод цикла, З0 так и в полупериод обратного возврата.

При условии пружин К,=K =K дольное усилие при любом угле равно дополнительное проN будет постоянным раздвига звеньев . и

Ф о р м ул а-и з о б р е т е н и я

1. Манипулятор, содержащий основание с установленным на нем исполнительным органом, выполненным в виде звеньев шарнирйо соединенных между собой и образующих многократный пантографный механизм, включающий замкнутые контуры, боковые шарниры которого расположены в плоскости, перпендикулярной оси многократного пантографного механизма, и связаны пружинами растяжения, привод, установленный на основании, и рабочий орган, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергоемкости, он снабжен пружинами сжатия, при этом шарниры, расположенные по оси многократного пантографного механизма, связаны соответственно первый с основанием, второй — с выходным элементом привода и между собой пружиной сжатия, а на конечном шарнире установлен рабочий орган, причем в нечетных замкнутых контурах многократного пантографного механизма установлены пружины сжатия, а в четных — пружины растяжения.

2. Манипулятор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что пружины сжатия и растяжения выполнены с одинаковыми коэффициентами жесткости.

1278201

%/2

Составитель И. Бакулина

Техред В.Кадар Корректор.М. Р1ароши

Редактор K. Папп

Заказ 6796/15

Тираж 1031 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород,, ул. Проектная, 4