Манипулятор

 

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при механизации производственных процессов. Целью изобретения является повышение надежности и точности позиционирования. Манипулятор содержит шарнирно соединенные между собой звенья 1, 2 и последующие идентичные им звенья. Каждое звено, например звено 1, имеет два опорных элеменФиг . та 3 и 4 и расположенные между ними герметичные силовые камеры 5, число которых равно трем и более. Каждая силовая камера 5 выполнена в виде оболочки из армированного эластичного материала, имеющей по меньшей мере одну секцию 19 овальной формы , герметично соединенную с помощью штуцеров 12 и 13 соответственно с опорными элементами 4 и 3. Силовые камеры 5 закреплены на опорных элементах 3 и 4 звена 1 концами , проходящими через большие оси овалов оболочки, и расположены с равным шагом по окружности, лежащей в плоскости, перпендикулярной продольной оси 16 звена 1, с центром, находящимся на этой оси. Подача рабочей среды под давлением в силовые ка.меры 5 обеспечивает их сокращение в осевом направлении и вызывает расширение в радиальном. 4 ил. е (Л со 4 сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) g 4 В 25 J 1/02; В 25 J 18/00

)ф/ 1 л(1 1 /, 1

1 !

Ф

) g) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3853979/25-08 (22) 13.02.85 (46) 07.03.87. Бюл. № 9 (72) А. С. Нестеров, П. A. Груздев, В. П. Колобков, А. Г. Пшеничников, А. М. Попов и С. С. Сорокин, (53) 62-229.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1085802, кл. В 25 J 1/02, 1984. (54) МАНИ П УЛ ЯТОР (57) Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при механизации производственных процессов. Целью изобретения является повышение надежности и точности позиционирования. Манипулятор содержит шарнирно соединенные между собой звенья 1, 2 и последующие идентичные им звенья. Каждое звено, например звено 1, имеет два опорных элемента 3 и 4 и расположенные между ними герметичные силовые камеры 5, число которых равно трем и более. Каждая силовая камера

5 выполнена в виде оболочки из армированного эластичного материала, имеющей по меньшей мере одну секцию 19 овальной формы, герметично соединенную с помощью штуцеров 12 и 13 соответственно с опорным и элементами 4 и 3. Силовые камеры 5 закреплены на опорных элементах 3 и 4 звена 1 концами, проходящими через большие оси овалов оболочки, и расположены с равным шагом по окружности, лежащей в плоскости, перпендикулярной продольной оси 16 звена

1, с центром, находящимся на этой оси.

Подача рабочей среды под давлением в силовые камеры 5 обеспечивает их сокращение в осевом направлении и вызывает расширение в радиальном. 4 ил.

1294517

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при механизации производственных процессов.

Целью изобретения является повышение надежности и точности позиционирования.

На фиг. 1 изображено звено манипулятора, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — силовая камера, продольный разрез; на фиг. 4 звено манипулятора, продольный разрез (вариант выполнения силовой камеры из нескольких секций овальной формы).

Манипулятор содержит шарнирно соединенные между собой звенья 1 и 2 и последующие идентичные им звенья.

Каждое звено, например звено 1 имеет два опорных элемента 3 и 4 и расположенные между ними герметичные силовые камеры 5. Число силовых камер 5 равно трем или более .

Опорный элемент 3 представляет собой опорную полусферу 6, жестко связанную с фланцем 7 и штангой 8 со сферическим наконечником 9. Опорный элемент 4 выполнен в виде опорной полусферы 10, жестко связанной с фланцем 11. Сферический наконечник 9 штанги 8 опорного элемента 3 образует с опорной полусферой 10 опорного элемента 4 шарнирное соединение.

Фланец 7 опорного элемента 3 в зависимости от места расположения звена 1 в манипуляторе соединяется с опорным элементом следующего звена 2 или с рабочим органом манипулятора. Фланец 11 опорного элемента 4 в зависимости от места расположения звена 1 в манипуляторе соединяется с фундаментом или с опорным элементом другого звена (показано условно) . Каждая силовая камера 5 выполнена в виде оболочки, имеющей по меньшей мере одну секцию овальной формы, герметично присоединенной с помощью штуцеров 12 и 13 соответственно к фланцам 11 и 7 опорных элементов 4 и 3. Силовая камера 5 через штуцер 12 и посредством шланга 14 подключена к системе подвода рабочей среды под давлением (не показана).

Система подвода рабочей среды под давлением включает источник рабочей среды, гидросистему, а также систему автоматического регулирования (не показаны).

Оси 15 силовых камер 5, проходящие через большие оси овалов, расположены симметрично относительно продольной оси

16 звена 1, и оболочки своими концами, проходящими через оси больших овалов, закреплены на опорных элементах 3 и 4 с равным шагом по окружности, лежащей в плоскости, перпендикулярной продольной оси 16 звена, с центром, находящимся на этой оси.

Силовые камеры 5 выполнены в виде оболочки из армированного эластичного

55 материала, например прорезиненной ткани, имеющей нетянущееся волокно (корд), и расположены и поперек оси 15. Образующие 17 и 18 поверхности оболочки силовой камеры 5 имеют разную длину. В целом герметичная эластичная армированная оболочка при отсутствии давления рабочей среды напоминает по форме камеру мяча.

Такое выполнение эластичной армированной оболочки обеспечивает сохранение неизменной площади его поверхности при подаче рабочей среды, и, как следствие, сокращение высоты этой оболочки вдоль оси 15.

Силовая камера 5 имеет иной вариант выполнения, аналогичный конструкции на фиг. 1. Разница состоит лишь в том, что силовая камера 5 выполнена в виде оболочки из армированного эластичного материала, имеющего несколько секций овальной формы, соединенных между собой. Секции 19 сообщаются между собой, образуя тем самым единую емкость.

Манипулятор работает следующим образом.

До начала работы манипулятора в силовые камеры 5 подают рабочую среду, например жидкость, под одинаковым давлением для придания звеньям устойчивого начального положения.

Это обеспечивается тем, что жидкость, находящаяся под давлением, давит на внутреннюю поверхность силовых камер 5, вначале расправляя их стенки, а затем укорачивая размеры силовых камер 5 вдоль их осей 15, создавая тем самым предварительное относительное натяжение опорных элементов 3 и 4 звена 1.

Для придания звену 1 определенного положения в пространстве в каждую силовую камеру 5 подают различное предварительно расчитанное на данное положение в пространстве избыточное давление. Это обеспечивает необходимое сочетание тяговых усилий от силовых камер 5 на опорные элементы 3 и 4, что влечет за собой относительный поворот звена 1 в заданное положение.

При перемещении звена 1 из одного положения в другое под нагрузкой характер работы звена 1 практически остается неизменным. Это обеспечивается тем, что давление рабочей среды рассчитано с учетом работы звена 1 в нагруженном состоянии.

Работа манипулятора с выполнением силовой камеры 5 по варианту (фиг. 4) практически не отличается от описанной. Разница состоит лишь в том, что при большой длине звена 1 (вдоль его оси), требуются большие размеры силовых камер 5, а так как эти элементы стремятся принять форму

1294517

Формула изобретения

А-А

7

15 шара, то габариты звена значительно возрастают.

Манипулятор, содержащий шарнирно соединенные между собой звенья, имеющие ! опорные элементы для герметичного крепления силовых камер, связанных с системой подвода рабочей среды под давлением, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения

10 х надежности и точности позиционирования, каждое звено снабжено по меньшей мер тремя силовыми камерами, а каждая силовая камера выполнена в виде оболочки из армированного эластичного материала, имеющей по меньшей мере одну секцию овальной формы, закрепленной на опорных элементах звена концами, проходящими через большие оси овалов оболочки, при этом силовые камеры расположены с равным шагом по окружности, лежащей в плоскости, перпендикулярной продольной оси звена, с центром, находящимся на этой оси.

1294517 фиг. 4

Составитель И. Бакулина

Редактор А. Ворович Техред И. Верес Корректор Е. Рошко

Заказ 424/11 Тираж 954 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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