Манипулятор

 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в качестве манипулятора для захвата и перемещения предметов. Цель - повышение производительности путем сокращения числа подвижных и трущихся частей. На основании 1 с возможностью вертикального перемещения установлен ползун 2, на котором шарнирно закреплена механическая рука 3. На конце последней шарнирно закреплено звено 4 с захватом 5. Кинематическая связь, состоящая из звездочек 12 и 14 и цепного контура 13, соединяет основание 1 со звеном 4. Упоры-фиксаторы 19 крайних положений руки 3 выполнены в виде пневмоструйных схватов. От приводов ползун 2 перемещается вниз. Аккумуляторы 22 разгоняют руку 3 при ее перемещении из одного крайнего положения в другое, а упоры-фиксаторы восполняют потери энергии, притягивая руку 3 при ее подходе к другому крайнему положению, 2 з.п.ф-лы, 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 25 J 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{21) 4680760/08 (22) 19;04.89

{46) 07.05.91, Бюл. М 17 (71) Научно-производствейное объединение п0 технологии машиностроения для живо-, тноводства и кормопроизводства (72) Ю.В.Гявгянен и Б.Ю,Овсянников (53) 62.229.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

: М 1119837, кл. 8 25 J 9/00, 1983.

{54) МАНИ-ПУЛЯТОР (57) Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в качестве манипулятора для захвата и перемещения предметов. Цель — повышение производи. тельности путем сокращения числа подвиж„„ Ы „„1646844 А1 ных и трущихся частей, На основании 1 с возможностью вертикального перемещения установлен ползун 2, на котором шарнирно закреплена механическая рука 3. На конце последней шарнирно закреплено звено 4 с захватом 5. Кинематическая связь, состоящая из звездочек 12 и 14 и цепного контура 13, соединяет основание 1 со звеном 4. Упоры-фиксаторы 19 крайних положений руки 3 выполнены в виде пневмоструйных схватов. От приводов ползун 2 перемещается вниз. Аккумуляторы 22 разгоняют руку 3 при ее перемещении из одного крайнего положения в другое, а упоры-фиксаторы восполняют потери энергии, притягивая руку 3 при ее подходе к другому крайнему положению, 2 з.п.ф-лы, 9 ил, О

1646844

Изобретение относится к станкостроению, в частности к манипуляторам для захвата и перемещения предметов.

Цель изобретения — повышение производител ь ности.

На фиг. 1 показана кинематическая схема манипулятора; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — пример пневмоуструйного привода вертикального перемещения, на фиг, 4- пример электромагнитного привода вертикального перемещения руки; на фиг. 5— пример манипулятора с двумя руками, вид сверху; на.фиг. 6 — пример возможной. компоновки манипулятора на прессе; на фиг. 7 и 8 — примеры-исполнения пневмоструйного упора-фиксатора; на фиг. 9 — пример установки полэуна манипулятора на основании посредством роликов, Манипулятор содержит основание. 1, ползун 2, механическую руку 3, звено 4 с захватом 5, кинематическую связь 6 звена 4 с основанием 1.

Г!олэун 2 установлен на основании 1 с возможностью возвратного вертикального перемещения посредством привода 7 и пружины 8. На ползуне 2 с помощью подшипникового узла 9 шарнирно закреплена механическая рука 3, на конце которой посредством подшипниковога узла 10 и вала

11 шарнирно закреплено звено 4 с захватам ,5, На валу 11 жестко закреплена звездочка

12, которая контуром 13 цепной передачи связана со звездочкой 14, жестко закрепленной на ползуне 2. При этом звездочка 14 снабжена втулкой 15, обеспечивающей возвратное поступательное перемещение звездочки 14 относительно направляющей .16,. жестко закрепленной на основании 1.

Это обеспечивает поворот звена 4 при повороте руки 3, а также синхронное перемещение механической руки 3 и звездочки 14.

Привод 7 полэуна 2 выполнен в виде расточки 17, в которой размещен ползун 2 и которая каналом 18 сообщена с источником рабочей среды. Подача рабочей среды через распределитель (не показан) обеспечивает перемещение ползуна 2. На основании 1 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси манипулятора закреплены упорыфиксаторы 19 крайних положений механической руки 3, что позволяет регулировать угол поворота руки 3, Упоры-фиксаторы 19 выполнены в виде пневмоструйных схватов, имеющих сопло 20 для преобразования потенциальной энергии рабочей среды в кинетическую энергию потока рабочей среды, истекающего из сопла 20, т.е. ускорение этого потока, Подвод рабочей среды к соплу 20 осуществляется по каналу 2.1 через распределитель {не показан).

Разрежение в зоне рабочей поверхности упора-фиксатора .19 обеспечивает притяжение и удержание руки 3, а- также перемещение руки 3 вдоль упора-фиксатора

5 19 без отрыва от него, поскольку созданная воздушная подушка уменьшает трение скольжения. Она же исключает удары при притяжении руки 3, Упоры-фиксаторы 19 размещены на максимально возможном удалении от вертикальной оси манипулятора, что позволяет уменьшить величину силы, требуемой для удержания руки 3 в крайнем положении и тем самым сократить расход рабочей среды. Сама рука 3 связана с основанием 1 двумя аккумуляторами 22 механической энергии, установленными на основании 1 с возможностью изменения точки крепления, что позволяет изменять ны. Соотношение длины руки 3 и звена 4, а также числа зубьев звездочек 12 и 14. выби. рвется из условия технологической задачи, 25 расстояния.от траектории перемещения захвата 5 до оси поворота руки 3 в соответствии с известным соотношением для передаточного отношения t. Кинематическая связь 6 звена 4 с основанием 1 может быть выполнена не только s виде звездочек

12 и 14, цепного контура 13, но и в виде барабанов вместо звездочек 12 и 14 и контура из тросика вместо контура 13. Захват 5

30 может быть выполнен в виде клещевого, 35 электромагнитного, вакуумного и иного захвата, Это позволяет подавать в обрабатывающую машину как плоские, так и объемные заготовки. Вертикальное перемещение ползуна 2 и рук 3 ограничивается

40 расточкой 17 и основанием 1, Пружина 8 уменьшает ударную нагрузку в крайнем нижнем положении.

Манипулятор работает следующим образом.

Предварительно механическую руку 3 перемещают вручную в крайнее положение для подготовки исходного положения. После этого распределителем подают рабочую среду в соответствующий упор-фиксатор 19, 50

Рабочая среда ускоряется в сопле 20 и истекает в атмосферу, создавая в зоне рабочей поверхности схвата разрежение. которое притягивает руку 3 к упору-фиксатору 19 и

55 удерживает ее, Один из аккумуляторов 22 механической энергии накапливает потенциальную энергию при перемещении руки 3 в исходное положение. Далее распределитель подает рабочую среду в привод 7, т.е. по каналу 18 в расточку 17, и ползун 2 переугол поворота руки 3. Аккумулятор 22 может

20 быть выполнен в виде плоской ленточной (часовой) пружины или в виде витой пружи1646844 мещает руку 3 вниз без отрыва от упора- Возможно исполнение манипулятора, фиксатора 19, сжимая пружину 8 и накапли- когда привод 7 выполнен в виде пневмоствая в ней потенциальную энергию. Захват 5 руйного схвата 23, размещенного над мехасрабатывает и захватывает заготовку, кото- нической рукой 3 и своей рабочей рая находится в ориентированном виде на 5 поверхностью 24 обращенного K звездочке рабочей позиции, Затем прекращается по- 14. Пневмоструйныйсхват23имеетзонтичдача рабочей среды в привод 7 и пружина 8 ное сопло25 и канал 26 для подвода рабочей поднимает руку 3 вверх. После определен- среды ксоплу25. Схват23жесткозакреплен ного вертикального перемещения руки 3 на основании 1, прекращается подача рабочей среды в упор- 10 фиксатор 19. Аккумулятор 22 механической Такой манипулятор работает следуюэнергии разгоняет руку 3 из исходного по- щим образом. ложения в сторону к обрабатывающей ма- При подаче рабочей среды в канал 26 шине. Вся потенциальная энергия этого поток ее ускоряется н сопле 25 и истекает в аккумулятора 22 превращается в кинемати- 15 зазор между схватом 23 и звездочкой 14. ческую энергию подвижной части манипу- Создаваемое при этом разрежение обеспелятора, Во второй половине этого движения чивает притяжение звездочки 14 к схвату 23, второй аккумулятор 22 тормозит движение перемещение ползуна 2, сжатие пружины 8 подвижной части манипулятора (руки 3 и. и опускание механической руки 3. В остальдр, частей) и накапливает потенциальную 20 ном манипулятор работает аналогичноопиэнергию. Разного рода потери обуславлива- санному. ют недоход руки 3 до крайнего положения, Возможно исполнение привода 7, когда но подача рабочей среды в соответствую- он выполнен в виде катушки 27 электромагщий упор-фиксатор 19 создает силу притя- нита, якорем которого является ползун 2. жения, которая доводит руку 3 до крайнего 25 Такое исполнение возможно при малом верположения, сообщая.тем самым в по- тикальномперемещениируки3порядка3... движную часть манипулятора энергию, 10 мм. Перемещение ползуна 2 осуществлявосполняющую потери ее в процессе пере- ется при подключении катушки 27 к источмещения. Подача рабочей среды в привод 7 нику электрического тока. В остальном обеспечивает опускание ползуна 2 и руки 3 30 манипулятор работает аналогично описанвниз без отрыва от упора-фиксатора 19. За- ному. хват 5 перемещается вниз и опускает заго- Возможно исполнение манипулятора, .товку в обрабатывающую машину. Захват 5 когда на ползуне 2 закреплены с возможноразжимается, а подача рабочей среды в при- стью изменения угла между ними две мехавод7 прекращается, Пружиной 8 рука 3 пе- 35 нические руки 3. Звездочки 12 на обеих ремещается вверх. После определенного руках 3 и звездочка 14 на ползуне 2 имеют, вертикальногоперемещенияруки3прекра- общий контур 28 цепной передачи, имеющается подача рабочей среды в соответст- щий дополнительно звездочку 29,.закрепвующий упор-фиксатор 19. Аккумулятор 22 ленную на ползуне 2 и пружиной 30 механической энергии разгоняет руку 3 в 40 подпружиненную относительно ползуна 2. сторону исходного положения. Во второй Такое исполнение позволяет устанавливать половине этого движения другой аккумуля- угол между. двумя руками 3 такой величины, . тор22тормозитдвижение подвижной части которая обеспечивает решение конкретной манипулятора и накапливает потенциаль- технологической задачи по обеспечению ную энергию. Рука 3 не доходит до крайнего 45 подачи заготовки в обрабатывающую машиположения, но после подачи рабочей среды ну и удаления готового изделия из нее. При в соответствующий упор-фиксатор 19 созда- это одна рука 3 осуществляет подачу заго-. ется сила, которая доводит руку 3 до край- товки, а другая рука 3 удаляет готовое изденего положения и удерживает ее s этом лие. положении. Далее цикл может быть продол- 50 Один из упоров-фиксаторов 19 удержижен. Во время поворота руки 3 контур 13 вает в крайнем положении одну руку 3, а цепной передачи вращает звездочку 12, по- другой упор-фиксатор19 удерживает в крайворачивая тем самым звено 4 с захватом 5 в нем положении другую руку 3. ту или иную сторону в зависимости от на- При таком исполнении манипулятора он правления поворота руки 3. В процессе од- 55 устанавливается, например, с фронта пресного рабочего цикла манипулятора са по оси штампа и закрепляется на станине совершается только две операции фиксации этого пресса таким образом, чтобы обслужии две операции расфиксации механической вать штамп с фронта, подавая заготовки и руки 3, т.е. на восемь операций меньше, чем удаляя готовое изделие между направляюв известном манипуляторе. щими штампа. ричный поток окружающей среды через отверстия 37, камеру 35 смешения, диффуэор

36, Разрежение и вторичный поток окружающей среды воздействуют на руку 3, притя5 гивая и прижимал ее к основанию 32.

Вторичный поток окружающей среды создает дополнительное усилие притяжения руки 3.

Возможно исполнение манипулятора, когда ползун 2: закреплен на основании 1

10 посредством роликов 38, имеющих профиль, соответствующий профилю ползуна 2 (например, квадратный); Замена трения скольжения трением качения .снижает уровень. трения при перемещении ползуна 2, 15 работа его происходит, аналогично описанНОМУ.

Возможно исполнение, когда в качестве ползуна 2 применены направляющие. типа

КЯЯ...NI производства фирмы ТНК СО.. LTD, 2О Япония, что существенным образом. сокращает габариты манипулятора и упрощает

КОМПОНОВКУ ЕГО.

Предлагаемое техническое решение сокращает число подвижных и трущихся час25 тей, уменьшает габариты манипулятора, его массу, силы трения.и момент инерции;

Вследствие этого быстродействие манипулятора возрастает. Одновременно снижается трудоемкость изготовления, 30

1. Манипулятор; содержащий осноеание с установленной на нем с возможно35 стью вер- икального перемещения и

2. Манипулятор по и. 1, о т л и ч а ю щ и й55 с я тем, что упоры-фиксаторы закреплены

Такой манипулятор работает следующим образОм.

В исходном положении ползун пресса находится в верхнем положении, готовое изделие вштампе пресса,,а заготовка расположена на рабочей позиции питателя.

Упор-фиксатор 19: удерживает руку 3 так, что одна рука 3 находится над рабочей позицией питателя, а другая рука 3 расположена над штампом пресса, По команде системы управления привод 7 опускает руки 3 вниз и схваты 5 захватывают соответственно заготовку и готовое изделие, Затем по команде прекращается подача рабочей среды в привод 7, пружина 8 несколько поднимает руки

3, после чего прекращается подача рабочей среды в упор-фиксатор 19, Аккумулятор 22 разгоняет механические руки 3 из исходного положения. После достижения руками 3 крайнего положения они фиксируются упорами-фиксаторами 19. Привод 7 опускает руки 3 вниз и схваты 5 Освобожда от заго-. товку в ложементе штампа и готовое изделие надтарой. Затем прекращае ся подача рабочей среды в привод 7, пружина 8 поднимает руки 3 вверх. После определенного вертикального перемещения рук 3 прекращается подача рабочей среды в упор-фиксатор 19 и аккумулятор 22 разгоняет руки 3 в сторону исходного положения, После выхода схвата 5 из зоны штампа совершается процесс штамповки и ползун фиксируется в. верхнем. положении. К этому моменту руки

3 перемещаются в другое крайнее положение и привод 7 Опускает эти руки 3. после

tего схвати 5 захватывают заготовку и готовое изделие. Далее цикл работы повторяется, За один рабочий цикл соьершается всего две операции фиксации и две операции расфиксации крайнего положения механиче- 4 ских рук 3. Число операций резко сокращается — вместо 24 операций для двух манипуляторов всего. четыре операции для двухрукого манипулятора.

ВозмОжно исполненис пневмоструйного упора-фиксатопа 19 в виде корпуса 31, основания 32 и сопла 33, соединенного с источником рабочей среды посредством канала 34. Торцовые поверхности корпуса 31 и. основания 32 образуют камеру 35 смеше- 5 ния, диффуэор 36, В основании 32 выполнены отверстия 37.

При таком исполнении манипулятор работает следующим образом.

При подаче рабочей среды в канал 34

-: поток ее ускоряется в сопле 33, истекает в камеру 35 смешения, захватывает окружающую среду и через диффузор 36 выбрасывает ее в атмосферу. Создается разрежение в камере 35 смешения, которое образует втоФормула изобретения поворота механической рукой, на свободном конце которой шарнирно закреплено звено с захватом, кинематически связанное с основанием, приводы вертикального перемещения и поворота руки, аккумуляторы механической энергии и упоры-фиксаторы крайних положений механической руки, о тл и ч а о шийся тем, что, с целью повышения производительности,. манипулятор снабжен установленным на основании с возможностью вертикального перемещения ползуном, на котором шарнирно закреплена механическая рука и жестко закреплен элемент упомянутой кинематической связи, а упоры-фиксаторы крайних положений механической руки выполнены в виде пневмоструйных схватов, на основании с возможностью регулировочного поворота в плоскости поворота механичЕСкой руки.

3. Манипулятор по пп. I и 2, о т л и ч а юшийся тем, что он снабжен дополнитель1646844

10 ной механической рукой, при этом Звенья с захватами основной и дополнительной механических рук кинематически связаны между собой, 1646844

@агб

1646844

Составитель Д.Блинов

Техред M,Ìîðãåíòàë

Корректор М,Максимишинец

Редактор Е,Папп

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

Заказ 1371 Тираж 475 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Манипулятор Манипулятор Манипулятор Манипулятор Манипулятор Манипулятор Манипулятор 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в робототехнических комплексах

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в робототехнике

Изобретение относится к подъемнотранспортному машиностроению и может быть использовано в различных системах манипуляционных роботов и роботизированных технологических комплексах

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например, в робототехнических устройствах для перемещения различных исполнительных органов

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в промышленных роботах и манипуляторах

Изобретение относится к машиностроению

Изобретение относится к общему машиностроению , в частности к двухзахватным головкам манипулятора для съема и укладки полупроводниковых кристаллов в производстве полупроводниковых приборов Целью изобретения является повышение надежности переноса хрупких изделий После чстанов ки схватов 2 и 3

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании промышленных роботов

Изобретение относится к механическим передачам и может быть использовано в устройствах, в которых требуется сообщить одному из звеньев механизма два независимых движения относительно взаимно перпендикулярных осей, в частности в механизме двух независимых движений захвата робота

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании систем программного управления манипуляторами с типовой кинематической схемой

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для геометрического и ультразвукового контроля втулочных многослойных изделий

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании систем программного управления манипуляторами с типовой кинематической схемой

Изобретение относится к сварке и предназначено для изготовления дистанционирующих решеток тепловыделяющих сборок атомных станций

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании систем программного управления манипуляторами с типовой кинематической схемой

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании систем программного управления манипуляторами с типовой кинематической схемой

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в резонансных приводах перемещения подвижных звеньев оборудования

Изобретение относится к робототехнике
Наверх