Модуль манипулятора

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к промышленным роботам, манипуляторам с программным управлением, предназначенным для механизации и автоматизации основных и вспомогательных операций в промышленности. Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет увеличения числа точек позиционирования. Для этого рама 1 совместно со скобами 2 установлена с возможностью поворота на несущей оси 3. Диск 5 жестко установлен на несущей оси 3, причем по периметру диска равномерно расположены радиальные прорези, а фиксирующие отверстия 6 выполнены в его центральной части. На одной из скоб 2 установлено управляющее фиксирующее устройство, а на свободных концах этих скоб 2 расположены регулируемые упоры 17 и 18. Винтовые пружины 10 расположены между упорами 12, жестко закрепленными на раме 1. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д114 В 25 J 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4204038/25-08 (22) 03.03.87 (46) 15.04,89, Бюл. ¹ 14 (71) Институт машиноведения им. А.А.Благонравова ($Б} и Институт технической кибернетики и робототехники (ВС) (72) А.С.Ангелов, Г.С.Стайнов, Н.С.Шиваров, E.Ä.Äè÷åâ (BG),А.И.Корендясев, Б.Л.Саламандра, Н.А.Серков и Л.И.Тывес (SU) (53) 62-229.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство НРБ № 37263, кл. В 25 J i/00, 1985, (54) МОДУЛЬ МАНИПУЛЯТОРА (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к промышленным роботам, манипуляторам с программным управлением, предназначенным для ме„.SU„, 1472250 А1 ханизации и автоматизации основных и вспомогательных операций в промьппленности. Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет увеличения числа точек позиционирования. Для этого рама 1 совместно со скобами 2 установлена с возможностью поворота на несущей оси 3. Диск 5 жестко установлен на несущей оси 3, причем по периметру диска равномерно расположены радиальные прорези, а фиксирующие отверстия 6 выполнены в его центральной части, На одной из скоб 2 установлено управляющее фиксирующее устройство, а на свободных концах этих скоб 2 расположены регулируемые упоры 17 и 18. Винтовые пружины 10 расположены между упорами 12> жестко закрепленными на раме 1. 5 ил.

1472250

Подвижный элемент 8 управляемого фиксирующего устройства опускается в фиксирующее отверстие 6 под действием приводного элемента 9, например пневмоцилиндра с возвратной пружиной также устанонленной на подвижной„ скобе 2, выполненной, например, в виде вилки. На раме 1 установлены. ак- . кумулирующие упругие элементы 10, выполненные в виде двух винтовых пружин. Здесь же жестко закреплен двигатель 11, например пневмоцилиндр.

Винтовые пружины 10 расположены между упорами 12, жестко закрепленными на раме 1. Радиальные прорези диска

5 выполнены с фиксирующими поверхностями, с которыми контактирует средний ролик фиксирующего подшипнккового блока 13 при завершении фиксирующего движения двигателя 11.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к промышленным роботам, манипуляторам с программным управлением, предназначенным для механизации и автоматизации основных и вспомогательных операций в промышленности. с

Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет увеличения числа точек позициониро.— вания.

На фиг.1 изображен модуль манипулятора, разрез; на фиг.2 — разрез

А-А на фиг.1 на фиг,3 — разрез Б-Б 15 на фиг.i на фиг.4 — промышленный робот (манипулятор), в котором используется модуль манипулятора, общий вид; на фиг.5 — график движения рамы от упора до упора.

Модуль манипулятора состоит из рамы 1, которая совместно с подвижными скобами 2 вращается на подшипниках вокруг несущей оси 3, установленной на предыдущем звене манипулятора, например на колонке 4, и диска 5 с равномерно расположенными по периметру радиальными прорезями и фиксирующими отверстиями 6, выполненными в его центральной части, Диск 5 жестко установлен на несущей оси 3. На одной из скоб 2 установленных на несущей оси 3 с противополож". иых торцов диска 5, установлен корпус 7 управляемого фиксирующего уст- 35 ройства, подвижный элемент 8-которого взаимодействует с фиксирующими отверстиями 6 диска 5. !

Фиксирующий подшипниковый блок 13 состоит из 5 роликов, насаженных на одну общую ось 14. Два веръних и два нижних ролика блока 13 контактируют с параллельными направляющими

15 и 16, закрепленными неподвижно на раме 1. Ось 14 жестко связана с вы-. ходным элементом, например штоком пневмоцилиндра 11. Направляющие 15 и 16 выполнены с уступами (фиг.3), что обеспечивает беззазорность и высокую жесткость перемещения и фиксации среднего ролика фиксирующего подшипникового блока 13 и соответственно всей рамы 1.

На свободных концах скоб 2 расположены регулируемые упоры 17 и 18, Усовершенствование модуля манипулятора связано с оснащением его диском

5 с радиальными прорезями, подвижными скобами 2 и управляемым фиксирующим устройством.

Модуль манипулятора работает следующим образом, В начальном положении (например, как показано на фиг.1) рама 1 застопорена относительно несущей оси 3 (фиг.1 и 2) через средний ролик фиксирующего подшипникового блока 13 и фиксирующие поверхности диска 5 с .,прорезями 6. В этом положении винтовые пружины 10 находятся в сжатом состоянии. С одной стороны винтовые пружины !G упираются н упоры 12, а с другой стороны через прокладки — в регулируемые упоры 17, через которые усилие передается на скобу 2, а далее через подвижный элемент 8 — на диск 5 с радиальными прорезями. Другая цепь замыкания усилия сжатия винтовой пружины следующая: упоры 12, рама 1, направляющие 15 и 16, средний ролик фиксирующего подшипникового блока 13 и диск 5 с радиальными прорезями.

При расфиксации, т.е. при движении фиксирующего подшипникового блока 13 вправо (показано пунктиром на фиг.1), жесткая связь рамы 1 и диска

5 с радиальными прорезями нарушается и рама 1 под действием сжатых винтовых пружин 10 начинает поворачиваться по стрелке. Действие винтовой пружины 10 на раму 1 продолжается до тех пор, пока винтовые пружины 10 не сходят с винта регулирующего упора 17. К этому моменту снимается дав1472250 ление воздуха в пневмоцилиндре 9, и подвижный элемент 8 под действием возвратной пружины пневмоцилинпра 9 выходит из фиксирующего отверстия 6 диска 5 с радиальными прорезями, осуществляется расфиксация подвижной скобы 2 с диском 5. В этом состоянии рама 1 свободно двигается вместе со скобой 2 относительно диска 5.

Движение рамы продолжается до позиции, указываемой системой управления в соответствии с введенной в нее программой (циклом работы робота). Заданная позиция определяется по показаниям датчика 19 (фиг.2) положения рамы 1 относительно несущей оси 3 °

При появлении сигнала с датчика

19 пневмоцилиндр 9 перемещает подвижный элемент 8 в фиксирующее отверстие 6 диска 5. с радиальными прорезями. При этом поворотные скобы 2 стопорятся и становятся неподвижными относительно диска 5 с радиальными прорезями и, соответственно, несущей оси 3, а рама 1 продолжает двигаться в данном случае против часовой стрелки и сжимает винтовые пружины 10 через прокладку и регулируемые упоры 17. В этот момент кинематическая энергия рамы 1 переходит в потенциальную энергию сжимаемых винтовых пружин 10.

Одновременно с работой пневмоцилиндра 9 с возвратной пружиной по сигналу датчика 19 начинает работать фиксирующий гневмопривод 11 и перемещает фиксирующий подшипниковый блок 13 вперед. При этом средний ролик фиксирующего подшипникового блока 13 входит в контакт с фиксирующей поверхностью диска 5 с радиальными прорезями. При перемещении фиксирующего подшипникового блока 13 до переднего крайнего положения, совершается дополнительное деформирование винтовых пружин 10 и, таким образом, добавляется энергия в аккумулятор, израсходованная при движении рамы 1 на совершение работы по преодолению сил трения и других вредных сил со" противления.

Движение рамы 1 в другом направлении осуществляется аналогично.

Характерной особенностью такого типа роботов с рекуперацией энергии является то, что пружина действует на перемещаемую массу (раму 1} не на всем пути ее движения, а лишь на малой части. В цикле движения рамы 1 от упора можно выделить три интервала (фиг.5): I — подвижная масса (рама 1) движется ускоренно под действием винтовой пружины, II — подвижная масса движется свободно, силы трения и другие силы сопротивления делают э-о движение "слабо" замедленным, II — подвижная масса "садится" на пружину, осуществляются ее тормо11 . If жение и подкачка энергии в аккумулятор).

5 !

О

Формула изобретения

Модуль манипулятора, содержащий раму, установленную с возможностью вращения относительно несущей оси, упорь. с прорезями, жестко связанные с рамой, два аккумулирующих упругих элемента, размещенные между последними, и фиксирующий подшипниковый блок, шарнирно связанный с выходным элементом двигателя, установленным нараме,отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет уве25

30 личения числа точек позиционирования, 35 он снабжен диском, жестко связанным с осью, имеющим фиксирующие отверстия в его центральной части и равномерно расположенные по периметру радиальные прорези под фиксирующий

40 подшипниковый блок, двумя скобами, размещенными на оси с противоположных торцов диска с возможностью вра" щения совместно с рамой, управляемым фиксирующим устройством, корпус ко45 торого закреплен в средней части одной скобы, а подвижный элемент установлен с воэможностью взаимодействия с фиксирующими отверстиями диска и регулируемыми упорами, расположенны50 ми на свободных концах этих скоб и предназначенными для взаимодействия с аккумулирующими упругими элемента-. ми, а также датчиком положения рамы, установленным на оси и связанным с

55 приводным элементом управляемого фиксирующего устройства. !

1472250

1 1Ч э ю иг

Фиг.5

Корректор М.Васильева

Тираж 778

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101

Редактор И.Касарда

Заказ 1653/15

Составитель И.Бакулина

Техред А.Кравчук