Захватная головка манипулятора
Изобретение относится к машиностроению , а именно к конструкциям захватных органов промьшшенных робо32 3 5 f 45 J(9 37 46 15 11 тов и манипуляторов. Цель - расширение технологических возможностей за счет повышения жесткости и уменьшения продольных габаритов головки, обеспечения возможности выдвижения захватных устройств на рабочую позицию. Установка на рабочей позиции требуемой пары зажимных рычагов (ЗР) 11, смонтированных на установленных в барабане (Б) 4 и связанных пружинами 22 ползунах (П) 5, один из которых соединен со штоком 7,а другой - с осью 8, жестко связанной с корпусом (Л со ьо ю 25 23 51X29 Фи г.1
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1
„„SU„„1342727 (51)4 В 25 J 15 04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21} 4021519/25-08 (22) 17.02.86 (46) 07.10.87. Бюл. М 37 (72) И.В. Копкарев (53) 621.229.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
И - 860999, кл. В 25 J 15/04, 1979. (54) ЗАХВАТНАЯ ГОЛОВКА МАНИПУЛЯТОРА (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям захватных органов промьш ленных роботов и манипуляторов. Цель — расширение технологических воэможностей эа счет повышения жесткости и уменьшения продольных габаритов головки, обеспечения возможности выдвижения захватных устройств на рабочую позицию.
Установка на рабочей позиции требуемой пары зажнмных рычагов (ЗР) 11, смонтированных на установленных в барабане (Б) 4 и связанных пружинами
22 ползунах (П) 5, один из которых соединен со штоком 7,а другой — с осью 8, жестко связанной с корпусом
1342727 силового цилиндра 6, производится фиксированным поворотом Б 4 с П 5 в корпусе 1 захватной головки. Ца штоке 7 и оси 8 силового цилиндра 6,зафиксированных от поворота с Б 4, закреплены кулачки 18, при взаимодействии с которыми 3Р 11 выдвигаются от оси Б 4 при перемещении на рабочую позицию. Захват детали 3Р 11 осуществляется сближением П 5 пружинами 22, а разведение П 5 с 3Р 11 — силовым цилиндром 6. b 4 вращается выдвижением зубчатой рейки из цилиндра двухпозиционного поршневого поворотного
Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям захватных органов промышленных роботов и манипуляторов, и может быть использовано для захвата и манипулирования деталями различных типоразмеров в быстропереналаживаемых роботизированных многономенклатурных линиях.
Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет повышения. жесткости и уменьшения продольных габаритов головки, обеспечения возможности выдвижения захватных устройств на рабочую позицию.
На фиг. 1 изображена предлагаемая захватная головка, общий вид; на фиг. 2 — то же,вид сбоку; на фиг. 3 разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 6 вид Г на фиг. 1; на фиг. 7 — разрез
Д-Д на фиг, 1; на фиг. 8 — пример выполнения привода сведения и разведения губок.
Захватная головка содержит корпус
1, на кронштейнах 2 и 3 которого установлен с возможностью вращения барабан 4. Внутри него соосно установлены ползуны 5 и силовой цилиндр 6 одностороннего действия, причем его шток 7 связан с одним, а ось 8, жестко соединенная с корпусом силового цилиндра Ь вЂ” с другим из ползунов 5 посредством скоб 9, жестко с ними соединенными указанными ползунами и
?5
35 двигателя 32, нрашаюшей напетую на шейку 38 Б 4 шестерик> 37, которая воздействует собачкой 39 на храповик 41, закрепленный на шейке 38 Б 4.
Фиксация Б 4 на заданной позиции осуществляется взаимодействием одного иэ штырей 44 с соответствующим упором 45, которые соответствуют требуемой позиции Б 4. Затем рейка возвращается в исходное положение пружиной, при этом собачка 39 вращающейся по шейке 38 Б 4 в обратную сторону шестерни 37 проскальзывает по зубьям храповика 41. 8 ил.
2 взаимодействующими с проточками 10 указанных штока 7 и оси 8.
В радиальных пазах ползунов 5 размещены эажимные рычаги 11 с губками
12, каждый из которых шарнирно связан с ползуном 5 посредством двух звеньев 13 и 14, образующих с ними рычажно-шарнирный параллелограмм.
Каждое из звеньев 13 снабжено контактным элементом, выполненным в виде шарика 15, установленного с воэможностью вращения в гнезде толкателя
16 звена 13, и соединено с одним концом витой пружины 17 растяжения, другим концом установленной на ползуне
5, так, что указанный шарик 15 находится в постоянном принудительном контакте с профилированной поверхностью одного из двух кулачков 18, первый иэ которых жестко закреплен на штоке 7, а другой — на оси 8, жестко связанной с корпусом силового цилиндра 6. Периферийные части зажимных рычагов 11, несущие губки 12, выходят за наружную поверхность барабана 4 через продольные пазы 19 последнего и снабжены жестко закрепленными сменными накладками губок
12 для захвата объектов 20 различных размеров и конфигурации. Ширина радиальных пазов полэунов 5 и продольных пазов 19 барабана 4 равна ширине губок 12, что предотвращает проворачивание полэунов 5 в барабане
4. На наружной поверхности последнего между зажимными рычагами 11 проти1 342? 27 воположных ползунов 5, образующими захватное устройство, жестко установлены ловители 21 для центрирования объектов 20 относительно соответствующих губок 12. Полэуны 5 связаны между собой витыми пружинами 22 растяжения, размещенными между ловителями 21 и вдетыми концами в отверстия регулировочных винтов 23, ввернутых в ползуны 5 напротив прорезей 24 барабана 4 и законтренных гайками 25 °
Палец 26, установленный на кронштейне 2 корпуса 1, взаимодействует с пазом 27 оси 8, жестко соединенной с корпусом силового цилиндра 6, для предотвращения поворота последнего в корпусе 1. Палец 28 крышки 29 силового цилиндра 6, зафиксированной от проворота в корпусе пальцем 30, взаимодействует с пазом 31 штока 7 для предотвращения проворота последнего относительно корпуса силового цилиндра 6.
На кронштейне 3 жестко закреплен двухпозиционный поршневой поворотный двигатель 32, содержащий зубчатую рейку 33 на штоке, жестко связанном с поршнем 34 цилиндра 35, и витую пружину 36 сжатия в штоковой полости указанного цилиндра 35, рейка 33 находится в зацеплении с шестерней 37, установленной с возможностью вращения на цилиндрической шейке 38 барабана 4, и собачкой 39 с витой пружиной 40 растяжения, взаимодействующей с храповиком 41, жестко закрепленным на шейке 38.
Вместо указанного силового цилиндра 6 пружин 22 в головке может быть применен силовой цилиндр 52 двухсто25 роннего действия с проходящим сквозь отверстия шейки 38 барабана 4 и крышки корпуса двухпозиционного поршневого поворотного двигателя 32 удлиненным штоком 53 с осевым отверстием
54 для подвода рабочей среды в штоковую полость 55 силового цилиндра
52. Фиксация штока 53 от проворота при этом производится установленным яа крышке пальцем 56, вэаимодейству35 ющим с пазом 57 штока, без использования пальцев 28 и 30.
Захватная головка работает следующим образом.
В исходном положении бесштоковые
40 полости силового цилиндра 6 и цилиндра двухпозиционного поршневого поворотного двигателя 32, а также штоковые полости рабочих цилиндров 42 соединены с атмосферой. При этом
45 под действием пружин 22 ползуны 5 приближены один к другому до упора торцами в бурты на внутренней поверхности барабана 4, а шток 7 втянут в силовой цилиндр 6. Зубчатая рейка 33
50 под действием пружины 36 занимает крайнее верхнее положение. Штыри 44 рабочих цилиндров 42 под действием пружин 43 выдвигаются до контакта с боковой стенкой барабана 4, при
55 этом один иэ штырей 44 располагается в пазу 46 одного из упоров 45, фиксируя положение барабана 4, при котором пара зажимных рычагов 11, соответствующая указанной вэаимодейНа кронштейне 3 на различных расстояниях от оси вращения барабана
4 закреплены рабочие цилиндры 42 одностороннего действия с витыми пружинами 43 сжатия в бесштоковых полостях и штоками, выполненными в виде выдвижных штырей 44, обращенных к боковой стенке барабана 4, на которой жестко установлены упоры 45, каждый из которых снабжен пазом 46 с возможностью размещения в нем конца штыря 44 и скосом 47. Количество упоров 45 соответствует количеству рабочих цилиндров 42 и равно числу пар зажимных рычагов 11 барабана 4, радиальное расположение упоров 45 соответствует радиальному расположению штырей 44, а взаимное угловое расположение упоров 45 и штырей 44 обеспечивает при их взаимодействии фиксацию барабана 4 в положениях, соответствующих угтане вке каждой из пар зажимных рычагов 11 на рабочей позиции, характеризующейся наибольшим
5 выдвижением после дних из пазон 19 барабана 4, имеющим место при взаимодействии шариков 15 соответствующей пары зажимных рычагов 11 с зоной наибольшего радиуса профилированных поверхностей кулачков 18. На кронштейне 2 смонтирован дополнительный штырь
48, поджатый пружиной 49 к закрепленному на боковой стенке барабана 4 торцовому кулачку 50 с впадинами на проф ншрованной поверхности, соответствующими фиксированным положениям барабана 4, Для подвода рабочей среды в бесштоковую полость силового цилиндра 6 в оси 8, проходящей сквозь отверстие кронштейна 2, выполнен осевой канал 51.
1342727
6 чая среда подается в штоковые полости всех ц1»ли»дров 42, кроме цилиндров, взаимодействие штыря 44 которых
Г соответствующим упором 45 обеспечивает фиксацию на рабочей позиции требуемо» пары зажимных рычагов 11, штыри ука..>анных цилиндров 42, в том ч»< ле и ци:Il»ITlpa, штырь которого пер—
;10 ноначально н,<ходился в зацеплении с упором, вдвигаются, сжимая пружины 43, и барабан 4, удерживаемый от про»энольных вращений в данный момент
:.>и>1ь дополнительным штырем 48, полу>ает возм >жность для по<-.ледующего поворота, к эторый осуществляется подач и среды в бесштоковую полость ци;игндра 35 двухлозиционного поршневого поворотного двигателя 32. Это вызывает перемещение вниз р йки 33, же40 стко связанной с поршнем 34, сжимающим при этом пружину Зб, и поворот находящейся в зацеплении с указанной рейкой шестерни 37. Связанная с последней собачка 39, воздействует на эуб храловика 41, жестко закрепленного на шейке 38 барабана 4, поворачивает послед>1ий отверстиях кронштей>ов 2 и 3. При этом выдвинутый штырь <4 цилиндра 42, штоковой
»о:1остью соединенного с атмосферой, скользя торцом по боковой стенке Вращающегося барабана 4, набегает на скос 47 соответствующего упора 45, сжимая »1 ужину 43, и заскакивает нод 55 де1<етв<1<. и 11оследней В паэ 4б указан><ого упора, вГ1<едствие чангo дань»< йше<. » < I I 11ри этом осуществляется принудительный контакт шариков 15 с профилированной поверхностью кулачков 18 под воздейств»ем пружин 17. Прн смен<- номенклатуры захватываемых объектов 20 перевод на рабочую лоз<гцию требуемой пары зажимных рыча20 гов 11 осуществляется фиксированным поворотом барабана 4. При этом рабоГ>ара(>ана 4 прекращан>тся и, таким образом, требуемая пара зажимных рычаг<>3 11 оказывается зафиксированной на рабочей позиции. Проворот полэунов 5, несущих зажимные рычаги 11 относительно барабана 4 при вращении последнего, отсутствует, так как ширина продольных пазов 19 барабана равна ширине проходящих через последние зажимных рычагов 11, при этом ширина радиальных пазов ползунов 5, в которых раэмс<щены указанные зажимные рь<чаги, также равна ширине последних. В процессе вращения барабана 4 шарики 15 звеньев 13 прокатываются по профилированной TIoBepõIIoñòè кулачкГВ 8 ) уд(рживае мых от совместного вращения с барабаном 4, за счет фиксации пальцами 2б, 28 и 30 от указанного вращения оси 8 и штока 7, Ila которых жестко эакреплень, указанные кулачки. 11р» этом пара зажимных рычагов 11, перемещаемая на рабочую позицию, выдвигается от оси барабана 4 на величину, обеспечивающую требуемое для захвата объекта .0 положение накладок губок 12 за счет набегания шариков 15 <веньев 13 данной пары зажимных ры <агав 11 »а зону максимального радиуса профилированной поверхности кулачков 18. Соединен»е зажимных рычагов 11 с пглэунами => звеньями 13 и 14, образующими рычажно-шарнирный параллелограмм, позволяет за сч< т небольшого перепада рациуса профилированной поверхности кулачков 18 добиться значительных величин выдвижений зажимных рычагов 11 при сохранении взаимной параллельности последних. Кроме того, в процессе Вг>аще<<ия барабана 4 происходит TloBopi>T скоб 9 нолэунов 5, вращающихс я совмест<<о с барабаном 4, в прГ точках 10 неподвижгн 1х цилиндра б и его штока 7, а также »еремещение подпружиненного штыря 48 по профилированной поверхности торцового кулачка 5(!, Вращакщегося с бар б„ном и lloc JIåäóþùee его эа11адг11<11. Во впадину на последн<. и, < оотнетc; íól<>øól > новому фикснрованн< му 1 »ионного Tlo!>II>»el<», о»;н, р< гнсг > 1 а<г IR 3 - <. оец>»111 > < >1. < э I :1, фер<>й, штыри 4 > Ilo,l< 1» тии м»ру I<>»< 43 поджимаются к боковой стенке барабана 4, чем достигается дополнительная фиксация барабана 4 и освобожце1(и( пружин 43 от излишней деформации, а рейка 33 под действием пружины 36 перемещается вверх от исходного положения, при этом находящаяся в зацеплении с указанной рейкой 33 шестерня 37 свободно вращается на шейке 38 барабана 4 за счет того, что собачка 39, преодолевая сопротивление пружины 40, скользит по тыльным скосам зубьев храповика 41. Перед захватом объекта 20 рабочая среда подaeTcя по осевому каналу 51 в бесштоковую полость цилиндра 6, при этом корпус и шток после не(о, а также связанные с ними скооами 9 ползуны 5 расходятся, преодолевая сопротивление пружин 22, чем o()vcIIeчивается разведение в стороны эажимных рычагов 11, установле((ных на ползунах 5. В ходе перемещения эажимные рычаги 11 скользят боковыми сторонами в пазах 19 барабана 4, палец 28 скользит в пазу 31 штока и ось 8 цилиндра 6, жестко связанная с корпусом, скользит в отверстиях барабана 4 и кронштейна 2, а паз 27 оси 8 — по пальцу 26 кронштейна 2. Далее захватная головка подводится к объекту 20 до поджима к последнему опорных поверхностей соответствующего ловителя 21, переведенного на рабочую позицию вместе с требуемой парой зажимных рычагов 11 с губками 12, снабженных накладками, конфигурация рабочих поверхностей которых соответствует форме поверхности объекта 20 в местах зажима, и, таким образом, указанный объект оказывается сцентрированным относительно губок 12. После этого бесштоконая полость цилиндра 6 соединяется о атмосферой, и возвращающиеся в исходное положение под действием пружин 22 ползуны 5 с находящимися на рабочей позиции парами зажимных рычагов 11 с губками 12 зажимают объект 20. Выгрузка объекта 20 из захватной головки производится в обратном порядке. lIplI эахва <» Р l.(к.(:, 0! »)! (Il,:«I(«ары э аж«»(ных, .„п)а(.oB 1 1, il.i:»,(дя В VTOILIIt Н(1()м и,) чож: !,(:.и (t. Г о 3;I,,ll ) У «омех для работы з;..(;)атн (й 1.о) В:ll .) что позво IIIL T использовать «редла1 а— емую захватную головку в orpai««io):— ной рабочей зоне и сократить е. габар«ты. Ус«)«)е, созда)Заел)оГ Ilpi. цварительной деформацией(пружины 17, lioJDKHo значительно превышать суммарный Вес губки 12 и подвижных элементов ее соединения с пслэу«(,,:: 5 д)IH предотвращения самопроиз)-. .)— ного (3е Bbl/IBII)I f: ния под возымей<стви(.1 1J собственного B(.ca kI от центрГ беж«1) Г .kill ь() 3 н икающих 13рн и() нор(ГГ бар 1 бана 4. (> (1) о! р м у л а и з о б р е т е и и Зах))атн<1я гол»)вкэ содержащая корпус, б н)(эмами его поворота r виде зажимных рыча связанные с 11риводом их сведения и разведения, отличающаяся. .м, что, с цепью рас1()ир(ния т(".;. I .ЯГ) гичес 1< (1х Bo."можн()(-.т(Й»
II()I3opoTа и фи...са)1«и выло«Вены В жестко закреп3)1енного на корпусе двулпоэиционного поршневого поворот:lnro двигателя, кг«1ематически связанного " с барабаном, привод сведения и раэнед(ния выполнен в виде силового цили»дра, соосно установленного Внутри барабана и связанного с губками посредством ползунов, каждый иэ котс,.; х <)l ус гановлен соответственно на шток( оси, жестко связаш1ой о корпусом: u-,îBîãî цилиндра, с возможностью ос вого перемещения совместно со -(3 )м и осью и поворота вокруг Ilk))(46 но с барабаном, пр :l÷åì :)ажимные ги, выполненные B виде шар)-.ирн() — р, iчажных параллелограммов, имеют воэможность выдвижения на рабочую цию посредством введенных кулан:,(В0 механизмов, кулачки которы ра,(1Г)ложены на штоке и оси, а с отв(т(.. ющие им толкатели — на одн(3». ". ".1) ньев параллелограммов. захватные устр()йства -) на указанном бараб, н манипъпя(ор,, a,)af!a II С Ме ив 1< ф1 <-,- 1<»13« установленны(< е, выполне«ные гов с губками и 1342727 1342727 Фиг. 8 Составитель T. Пинчук Техред М.Ходанич Корректор Л. Пилипенко Редактор И. Горная Тирам 951 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 4586/15 Подписное Произнод гн«нно †полиграфическ предприятие, г. Улсгород, ул. Про(ктная, 4
