Манипулятор

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к робототехнике и предназначено для усовершенствования манипуляторов. Цель изобретения - повышение быстродействия за счет уменьшения массы звеньев манипулятора. Манипулятор содержит основания 1, шарнирно соединенные друг с другом звенья 5 - 7 и захватное устройство 8 с приводом. При отсутствии полезной нагрузки звенья манипулятора уравновешены противовесами 11, 12, 23, 24, 35, 36, а входное звено 5 - пружинами 33 и 34. Пружины 33 и 34 кинематически связывают звено 5 манипулятора с толкателем, находящимся в направляющих 28 основания. При этом управляемая муфта 29 отключена. После захвата объекта захватным устройством шток его привода перемещается, одновременно включается управляемая муфта 29, с одной из полумуфт которой жестко связан кулачок. Кулачок 25 поворачивается благодаря кинематической связи с приводом захватного устройства посредством зубчато-ременных передач, а находящийся с ним в контакте толкатель перемещается в направляющих 28 основания и растягивает пружины 33 и 34, которые уравновешивают входное звено с учетом массы объекта. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) Ц В 2 .1 11/00, 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4432770/31-08 (22) 04. 04. 88 (46) 23.01.90. Вюл. N" 3 (71) Закавказский филиал Экспериментального научно-исследовательского института металлорежущих станков и

Ереванский политехнический институт им. К. Маркса (72) В.Г. Аракелян и В.И, Меликян (3) 621.229.72(088.8) (6) Авторское свидетельство СССР

Y 14302>8, кл. В 25.J 11/00, 1987.

{g4) МАНИПУЛЯТОР (7) Изобретение относится к машиностроению, а именно к робототехнике, и предназначено для усовершенствования манипуляторов. Цель изобретения повышение быстродействия за счет

„„SU„„ i 537518 А1

2 уменьшения массы звеньев манипулятора. Манипулятор содержит основания 1, шарнирно соединенные друг с другом звенья 5 — 7 и захватное устройство

8 с приводом. При отсутствии полезной нагрузки звенья манипулятора уравновешены противовесами .11,12,23, 24, 35, 36, а входное звено 5 - пружинами 33 и 34. Пружины 33 и 34 кинематически связывают звено 5 манипулятора с толкателем, находящимся в направляющих 28 основания. При этом управляемая муфта 29 отключена. После захвата обьекта захватным устройством шток

его привода перемещается, одновременно включается управляемая муфта 29, с одной из полумуфт которой жестко связан кулачок. Кулачок 25 поворачнва- Q) з 1537518 а ется Ьлагодаря кинематической связи с приводом захватного устройства посредством зуЬчато-ременных передач, а находящийся с ним в контакте толка1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к робототехнике, и предназначено для усовершенствования манипуляторов промышленных роботов,, используемых для автоматизации основ., ных и вспомогательных операций. 15

Цель изобретения - повышение быст; родействия эа счет уменьшения массы, звеньев манипулятора.

На фиг. 1 представлен манипулятор,, обций вид; на фиг. 2 - механизм кине- 20 матической связи кулачка с приводом захватного устройства; на фиг. 3 (,, вид А на фиг. 2, Ианипулятор содержит основание 1, параллельно расположенные промежуточ- 25 ( ный вал 2, оси 3 и, 4, звенья захватное устройство 8, приводной шток

) . которого посредством вращательных ки нематических пар и шатунов 9 и 10

1 связан с перемещающимися противовеса- ЗО ми 11 и 12 выходного звена, жестко ус : тановленными на свободно вращающихся

, относительно оси 4 шкивах 13 и 14, со, единенных посредством зуЬчато-ремен ных передач 15,16 и 17,18 с аналогич- 35, ными шкивами 19, 20 и 21, 22, свободно вращающимися относительно осей 3 и вала 2 и связанными с противовесами 23,24 и с кулачком 25. При этом кула, чок 25 взаимодействует с толкателем 40, 26, шарнирно установленным íà подпру жиненном относительно звена 5 кронштейне 27 П-образной формы, находящемся в направляюцих 28, и посредством муфт

29 и 30 связан со шкивами 21 и 22, 45

Икивы 19 и 20 связаны с осью 3 посредством муфт 31 и 32, позволяющих при необходимости жестко соединить шкивы

19 и 20 с осью 3. Такое конструктивное выполнение позволяет жестко соеди.50 нить регулируемые противовесы перпендикулярно звеньям, что позволяет сохранить уравновешенность при холостом ходе манипулятора независимо от его перемещений, а при раЬочем ходе - 55 жестко подсоединить регулируемые противовесы к звеньям под углом 90 - g (где - угол вращения перемещающегося противовеса), что также гоэволятель перемецается в направляющих 28 основания и растягивает пружины 33 и

34, которые уравновешивают входное звено с учетом массы объекта. 3 ил. ет сохранить уравновешенность. независимо от перемещений манипулятора промышленного робота. Пружины 33 и

34 закреплены на толкателе 26.

На звеньях 6 и 7 манипулятора жестко установлены уравновешивающие противовесы 35 и 36, предназначенные для статического уравновешивания их масс.

Звенья 5 - 7 кинематически связаны с приводами (не показаны). Регулировка перемещающихся противовесов осуществляется с помощью винтов 37-40.

Ианипулятор работает следующим образом.

При отсутствии полезной нагрузки .(т.е. во время холостого хода) перемещающиеся противовесы 11,12 и 23, 24, имеющие одинаковые параметры, располагаются диаметрально противоположно, перпендикулярно к продольной оси звена и уравновешивают друг друга относительно оси врацения звена, что позволяет тем самым уравновесить массы звеньев 6 и 7 и массы самих поотивовесав 11,12 и 23,24 посредством противовесов 35 и 36. А уравновешивающие пружины „ 3 и 34 выбраны так, чтобы при минимальном радиусе кулачка 2 они уравновешивали массу входного звена 5 с. учетом масс всех остальных звеньев, При этом управляемые муфты 3l и 32 включены,что поз- воляет жестко соединить ось 3 с противовесами 23 и 24, а управляемые муфты 29 и 30 отключены, т.е. зубчатоременные передачи 19 и 20 кинематически не связаны с кулачком 29.

Когда манипулятор промышленного робота, приближаясь к манипулируемому объекту, останавливается, муфты 31 и 32 отключаются, а муфта 29 (или 30) включается. Так как вращение шкивов

21 и 22 противонаправленное» то врацение кулачка 25 может осуществляться только посредством муфты 29. При переходе от одной номенклатуры деталей к другой, отключая муфту 29, можно осуществить вращение кулачка 25 посредством муфты 30, При этом шток

15375 привода захватного устройства перемещается справа налево и посредством шатунов 9 и 10 вращает противовесы

11 и 12 на угол 9 в противоположных направлениях. Вращение противовесов

11 и 12 через зубчато-ременные передачи 15-18 передается противовесам

23,24 и кулачку 25. После вращения кулачка 25 на угол Ц его толкатепь

26 перемещается, увлекая за собой кронштейн 27, который в свою очередь перемещается по направляющим 28 основания 1 и натягивает пружины 33 и 34.

При этом максимальный радиус кулачка 15 выбирается таким образом, чтобы силы упругости пружин обеспечивали полную уравновешенность скелета руки с учетом веса манипулируемого объекта.

После захвата манипулируемого объекта управляемые муфты 31 и. 32 включаются, а управляемая муфта 29 .(или 30) отключается, отключается кинематическая связь зубчато-ременных передач со звеньями 5 - 7 и происходит манипуляция объекта.

18 6

Формула изобретения

Манипулятор, содержащий основание, шарнирно соединенные друг с другом звенья, из которых входное шарнирно установлено на основании, а выходное жестко связано с захватным устройством, имеющим привод, а также промежуточный вал, шарнирно установленный на основании и кинематически связанный с приводом захватного устройства с помощью зубчато-ременных передач и управляемой муфты, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия за счет уменьшения массы звеньев манипулятора, он снабжен кулачком, установленным на указанном промежуточном валу, толкателем, находящимся в контакте с этим кулачком, а на основании выполнены направляющие, в которых установлен толкатель, при этом кулачок жестко связан с одной из полумуфт управляемой муфты, а толкатель кинематически связан с входным звеном манипулятора посредством дополнительно введенной пружи"

Hbl °

1537518

Составитель В. Верховский

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Максимишинец

Редактор А. Мотыль

Заказ 137 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101