Рука робота

 

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано для механизагдии и автоматизации основных и вспомогательных операций в различных отраслях машинои приборостроения . Целью изобретения является .расширение технологических возможностей за счет увеличения рабочей зоны руки. Рука робота состоит из последовательно установленных и шарнирно связанных между собой модулей, торцовые поверхности каждого из которых образованы соответственно торцовыми поверхностями полюсов электромагнитов 2 и постоянных магнитов 1i, Поворот модулей вокруг шарнира 7 происходит при выключении электромагнита 4 привода штока 5 и взаимодействии постоянных магнитов 11 одного из модулей с электромагнитами 2 соседнего модуля. Дпя осуществления поворота вокруг продольной оси модуля включается двигатель 14, вращающий в подшипниках 13 основание 12, на котором расположены электромагниты 2. Кроме того, электромагниты т акже могут перемещаться по дуге окружности с центром, совпадаюппгм с шарниром 7, для регулирования угла относительного поворота модулей. 4 з.п.ф-лы. 4 ил. to О)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д1) 4 В 25 .1 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР (21) 4254762/31-08 (22) "02.06.87 (46) 15.02.89. Бюл, Х - 6 (71) Донецкий политехнический институт (72) Ф.А. Папаяни (53) 62 1-229.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М- 1284819. кл. В 25 J 1/00, 1986. (54) РУКА РОБОТА (57) Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано для механизации и автоматизации основных и вспомогательных операций в различных отраслях машино- и приборостроения.Целью изобретения является.расширение технологических возможностей эа счет увеличения рабочей зоны руки. Рука робота состоит иэ последовательно установленных и шарнирЛ0„„3 458202 A 1 но связанных между собой модулей, торцовые поверхности каждого из ко1 торых образованы соответственно торцовыми поверхностями полюсов электромагнитов 2 и постоянных магнитов 1, Поворот модулей вокруг шарнира 7 происходит при выключении электромагнита 4 привода штока 5 и взаимодействии постоянных магнитов 11 одного из модулей с электромагнитами 2 соседнего модуля. Для осуществления поворота вокруг продольной оси модуля включается двигатель 14, вращающий в подшипниках 13 основание 12, на котором расположены электромагниты 2. Кроме того, электромагниты также могут перемещаться по дуге окружности с центром, совпадающим с шарниром 7, для регулирования угла относительного поворота модулей. 4 з.п.ф-лы.

4 ил.

1458202

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано для механизации и автоматизации основных и вспомогательных операций в различных отраслях машино- и приборостроения.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем увеличения рабочей зоны руки.

На фиг. 1 изображены модули руки при их относительном повороте с управляемым фиксатором поворота штока; на фиг. 2 — модули руки с фиксированным штоком и принодамн перемеще ния электромагнитов; на фиг. 3 привод перемещения электромагнитов с силовым цилиндром; на фиг. 4 привод перемещения электромагнитов, содержащий вращающийся двигатель. 20

Рука робота содержит последовательно установленные и шарнирно связанные между собой модули 1. На одном конце каждого модуля расположены электромагниты 2, поверхности полю- 25 сов 3 которых образуют торцовую поверхность этого. конца модуля. Внутри каждого модуля 1 расположен привод линейного перемещения, например электромагнит 4 с якорем, соединенным со 30 штоком 5. Шток подпружинен к электромагниту 4 с помощью пружины 6, один конец которой закреплен на штоке, а другой — на электромагните. На штоке 5 расположен шарнир 7, который позволяет осуществить поворот соседних модулей в плоскостях, проходящих через ось штока. Верхняя часть штока, расположенная выше шарнира 7, заканчивается пятой 8, являющейся 40 элементом фиксатора 9, например„ с электромагнитным приводом, на котором жестко закреплена пружина 10, другой конец которой жестко прикреплен к нижней части модуля. Если привод фиксатора 9 оЪесточен пята 8 может свободно вращаться и, соответственно, модули могут иметь круговое вращение один oríoñèòåëürro другого в шарнире 7. Пружина 10 может сжиматься или растягиваться в направлении, параллельном оси штока, однако препятствует круговому вращению фиксатора 9> что достигается подбором материала и формы пружины. При запитыва55 нии током привода фиксатора 9 пята 8 входит в положение жесткого сцепления с фиксатором 9 я, следовательно, с пружиной 10. В этом случае, как и раньше, возможен поворот модулей в плоскостях, проходящих через ось штока 5, но невозможен поворот их вокруг штока °

На другом конце модуля 1 установлены постоянные магниты 11, поверхности полюсов которых образуют вто« рую торцовую поверхность, выполненную в форме усеченного конуса. На модуле со стороны электромагнитов 4 расположено основание 12, выполненное в форме кольца, которое соединено с корпусом модуля как с внутренней, так и с наружной стороны через подшипники 13, что позволяет основанию 12 вращаться вокруг оси штока 5.

Вращение основания обеспечивается двигателем 14, который через зубчатое колесо 15 передает вращение зубчатому колесу 1б, жестко связанному . с основанием 12 ребрами 17. Для исключения случайных проворотов основания в то время, когда двигатель 14 обесточен устройство снабжено управляемым фиксатором 18. Поскольку электромагниты 2 расположены на вращающемся основании 12, то для передачи электрических сигналов в стационарной части модуля предусмотре,ны круговые контакты 19 со щетками, связанными с подвижной частью модуля. Для получения информации об угле поворота электромагнита 2 на валу двигателя 14 может быть установлен сельсин-датчик 20. И аналогично, чтобы ориентироваться в круговом смещении модулей, на шток 5 может быть установлен другой сельсин-датчик 21, корпус которого жестко крепится к пружине 10.

Для надежного сцепления магнита 11 с полюсами 3 последний облегает внешнюю боковую поверхность этого магнита. Причем в случае прямолинейного расположения модулей полюса 3 могут вращатьс", (вместе с основанием), не задевая поверхности магнитов 11.

В том случае, когда шток 5 фиксируется постоянно, в конструкции модулей по второму варианту вместо пружины 10 на модуле используется пружина ?2 (фиг. 2), которая одним концом закреплена на конце модуля, на котором расположены постоянные магниты, а другим — на штоке 5. Назначение пружины 22 - не допускать круго- вого вращения модулей вокруг оси штока 5. Торец, образованный поверх1458202 ностями постоянных магнитов 11, в этом случае может иметь плоскую поверхность 23, а противоположный торец 24 — форму усеченного конуса.

Дпя увеличения зоны манипулирования конструкция предусматривает возможность смещения полюсов 3 в продольных плоскостях модуля. Чтобы постоянные магниты и полюса 3 электромагнитов могли плотно прилегать один к другому при их магнитном сцеплении, конструкция содержит привод 25, который обеспечивает перемещение электромагнита по дуге окружности радиуса, 16 равного расстоянию от центра шарнира до центра полюса электромагнита. Конструктивно привод 25 может быть выполнен с использованием, привода линейного перемещения (силовой цилиндр),,20 шток которого через шарнир 26 толкает ползунок 27, который движется по соответствующим направляющим 28, и обеспечивает движение по упомянутой выше траектории. Другой вариант при- 25 вода 25 включает направляющую 29, подвижной шток 30 в форме дуги окружности, на котором установлена зубчатая передача 31, приводимая в движение двигателем 32, 30

Рука р аб о та ет сл едующим о бр аз ом.

В исходном положении модуля 1 руки робота образуют прямую за счет отключения электромагнитов 2 и включения электромагнита 4, который втягивает шток 5 ° При включении фиксатора 9 пята 8 жестко сцепляется .с ним и пружиной 10, исключая тем самым круговое вращение модулей вокруг оси штока 5.

Для того чтобы повернуть модули один относительно другого, выключают фиксатор 18 и включают двигатель 14.

Через зубчатые передачи 15 и 16 начинает поворачиваться основание 12 4> вместе с электромагнитами 2. После того как разворот на нужный угол сделан, двигатель 14 выключают, фиксатор 18 стопорит зубчатое колесо 16.

Таким образом, полюса 3 повернуты относительно соседнего модуля на некоторый угол. При включении электромагнитов 2 между их полюсами 3 и полюсами противолежащих магнитов 11 возникает сила магнитного притяжения.

При выключении электромагнита 4 шток

5 под действием пружины 6 поднимается, модуль поворачивается под действием силы магнитного притяжения в новое устойчивое положение. В этом положении можно также вращать верхний модуль относительно оси. Для этого фиксатор 18 отключают. Двигатель

14 запитывается током и вращает основание 12, полюса 3 и находящийся с ним в магнитном зацеплении верхний модуль а

Для возвращения модулей в положение прямой линии выключают фиксатор

18, включают электромагнит 4. Включенные ранее электромагниты 2 реверсируются, в результате чего между включенными электромагнитами 2 и постоянными магнитами 11, расположенными напротив, возникает сила отталкивания, ускоряющая возвращение повернутого модуля в исходное положение.

Аналогично осуществляется поворот модуля в каждое из направлений, о .— ределяемое поворотом основания 12.

Работа руки робота с постоянно фиксированным штоком 5 аналогична.

Отличие заключается в том, что <ружина 22 не позволяет модулю вращаться вокруг оси штока 5, к которому она прикреплена. Различное выдвиже- . ние электромагнитов 2 в продольных плоскостях позволяет установить требуема.й угол поворота модулей.

Формула изобретения

1. Рука робота, содержащая последовательно установленные и шарнирно, I связанные между собой модули, каждый из которых имеет электромагниты, поверхности полюсов которых образуют одну из торцовых поверхностей модуля постоянные магниты, поверхности полюсов которых образуют другую тор.1 цовую поверхность модуля, и привод линейного перемещения, шток которого шарнирно связан с соседним модулем, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет увеличения рабочей зоны, каждый модуль снабжен приводом поворота электромагнитов вокруг продольной оси модуля и управляемым фиксатором положения электромагнитов относительно модуля, а шток привода линейного перемещения снабжен фиксатором его поворота относительно соседних модулей.

2. Рука по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что.один из фиксаторов штока выполнен управляемым.

1458202

Составитель Ф. Майоров

Редактор А. Маковская Техред Л.Олийньгк Корректор С, 1 1екмар

Заказ 308/?О Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственн<>-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Э. Рука по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем,, что торцовая поверхность, образованная поверхностью полюсов постоянных магнитов выполнена в виде усеченного конуса, а торцовая поверхность, образованная поверхностью полюсов электромагнитов;плоской.

4. Рука по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что торцовая поверхность модуля, образованная поверхностью полюсов постоянных магнитов, выполнена плоской, а торцовая поверхность, образованная поверхностью полюсов электромагнитов,в виде усеченного конуса.

5. Рука по пп. 1-4, о т л и ч аю щ а я с я тем, что каждый модуль содержит приводы перемещения электромагнитов в продольной плоскости модуля по дуге окружности, радиус которой. равен расстоянию от оси шарнира, соединяющего шток с модулем, до центра полюса электромагнита.