Устройство для имитации модуля поворота

 

Изобретение относится к элекромеханике и может быть использовао но при разработке систем управления электроприполоо промышленных роботов . Целью изобретения япляется расширение функциональных возможностей за счет увеличения числа моделируемых режимов. Имитация модуля поворота происходит при вращении электродвигателем 1 инерционного звена, включающего наборные грузы 8 и 10, позволяющие регулировать его момент инерции. При этом взаимовлияние степеней подвижности манипулятора обеспечивается механизмом изменения момента инерции инерционного звена в функции угла его поворота, в котором наборный груз И совершает пространственное движение при вращении выходного вала волнового редуктора 5- 2 ил. т v а S С/) С ни н о Сл О С} СО фаг1

.г

СС ОЗ Сс. КТСКИ

СО: .тДИСти - КОСКХ

РЕС!1УБД 1Н (1)g В 25 J 11/00, 19/00

Н Аи ГС тгФ (ac% ъ.,р СЕ!АЯЕ Грс. СТБУ

ГОС Я."Г Т!Л:HHhlA Н0 1ИТЕТ

f1Q 1ЛС:;РЕ1Е}МЯЧ И ОП1РЫТИЯМ

ПРИ П- . Т СССР (21) 4709 10/08 (22) 19.05.89 (46) 15 01.92. Бюл. (" 2 (71) Институт машиноведения им.А.А.Благонравова и Московское станкостроительное производственное обьединение нКрасный пролет",ðêé им.А.И.Ефрe oaa (72) В.A,Галкин, F,..Н.Нропотин, В.Н.Левин> Б.Н.Новограноя и A,A,ÑTåïàíîâ (53) 621-229.7(088.8) (56) Электротехническая промышленность. Электропривод, 1984, М 5, с,20-22. (54) УСТРОГСТВО ДЛ1 ИКИтЯНИИ ИО/ УЛЯ.

ПОВОРОТА (57) Изобретение относится к элекромеханике и может быть использова2 но при разработке систем управления электроприволов промышленных роботов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет увеличения числа моделируемых режимов. Имитация модуля поворота происходит при вращении электродвигателем 1 инерционного звена, включающего наборные грузы 8 и t0, позволяющие регулировать его момент инерции. При этом р.çàèÿîâëè-яние степеней подвижности манипулятора обеспечивается механизмом изменения момента инерции инерционного ( звена в функции угла его поворота, в котором наборный гр>3 14 совершает пространственнге движение при вращении выходного вала волнового редуктора 5. 2 ил.

1 70 "(>63

40

50

Изоб>реtT(Hll . oT ->с,с !тся I = л-:к>pA"

h t YBf1!1>(т! > >(3> н»

f3 ма>! . ío и и!>>! 30>>0(. ) рО"..! I .. 1 при ра;3 раб< тке си(;т(>! упра!«f;oil!>rl 0>r:. <гроприводов про>ц .>! е (ных р:.-богA(3.

1, .)>> ю изО(;) т ".HH)> ПРл(rс(, p)>с ширс:>. !(е >(>ункц."(,>!(>(тьл!Р(х в.->-,!. 3>::>>Ост(. >! Эа счет « f ">,! (! .). >>л i> (c.,, l моде/Iи" руем. х ре>><(1м(> 3 !«Г>б! 1>т. !

>а Фиг. II, OÜp;.", На Фу>(кц! ональна я с> е>(а уст(>с>йст "а д>(> > «!>1та ции

МОДУЛЯ ПОВОРОТ а, I( полcHRI(3 >tа>я прин! Itl(1 ft .:.йсTР я h(ехани 3 ((а изменения >1<3;(е!(та имер (.>и I,нерЦИОННОГО ЗВ(- I 3 °

УсT ройство со, .1. )(ит электро/!вигатс lb C Pc1T .,:If:ñ.!h 2 1;:c Tnl t! егo вращения, дат I . )<(; . 3 ро>!<>жен>>Г! его ротота и датч!(кол(4 его крутящего моменTà, связ- нный с Bàëo,(электродвигателя 1 гслновэй редyl(Top 5 с

)1 датчиком 6 его крутя(го момента и элекгромагнитн;-<и торкозол(7, уста новленным на его г>ыходном валу, связанном. с инерционм IH звеном, имеющим регулятс.р момента «>л!ерции, вкл>о((аюс>ий(наборнь>е rt,узн 8 и упругую штангу 9 с 1(аборньл(11 грузами 10, при этом на наборнь>х грузах 8 и 10 устансвлены coOT(3eTclвенно датчики

11 и 12 ускорения. !<рсэме того, устр, йство содер>>:.,т мс>(а»<:.t;3>h изменения

1:0heHTa инерции и>3ерц>>онл>огo звена в Функции угла его поворота, включающий Ферму 13 с ус.ганввленным на ней с возможностью регулировочного пере" мещения наборным груз;-м 14 с датчи1<0th 15 ускорени:1 и в0дил0 16) соеди= ненное шарниром 17 с тер(30(1 13 и через жесткую л!еха>(ичаскую передачу

18 с инерцио:->н(>м звенсю. <(Ррма 13 через упругую > ехан(;и=-ску;! Г>ер: дачу

19 связана с Ocf 0((аннам ?0, а инерционнс е звено с>(абженгэ датчикс>м 21 частоты вращения и датчиком 22 положения, /1атчики 4 и 6 крутг".;его момента выполнены (3 I3иде упг, гих элементов, устаног>"с-нных ме ду основанием и корпус-ми электрод(>игателя 1 и редуктора 5, и дагч(>ков дофорл(аци>(» закр- .ïëåííûõ на э гих угтругих элементах.

Устройство ра< отг!ет следуl (ë(образо (.

При подаче нач(>яже! »(я 1!. 1;к- рную о! ::От>:у электрод, t., (.;я 1 он >>а !ин.-;от г>ращаться, пп. яо-.:1 в лт l> ение (>Ос лед<3(>с! тет! ь НО < с>е/ll! I(енныР с 1(ни элсмеl! (еl киl>ема Г(!ЧOc><ой це(>11 Плл ис;<>>юч >t!>я неучтс >(>(ь(х кинемалгических погрел>, ос101; и з;:зс>ров последог3ательl>о(- соедl(не>3!>Р элсмРнтс Б в уста ковке с>сущсствл «> ся при помощи шарнира Гука. Р свл".è с тем, что волновои редуктор 5 хара! геризуется стflocHTplll:; малой жс!cт костью 11 3>>э(2том, то л(ож>>о счи>.1Tb что между электродвигателем 1 и (IH. рциомным звеном с грузами (. и."„ одя гся расположе>п(ые друг за друго>1 некотор(3е устройство понижения <.корос>и и пружина. Инерционное звено представляег собой набор гру3UB в виде металл(Iec>..l(x дисков» причем О(!Ин осногной диск цельный и жестко у< тановле>! 1(а выходном валу волново(о редуктора 5, наборные диски разрез>!ые, такого же радиуса как и основной диск, устанавлиааются на этот же вал при помо! ;и болтового сс.едиHp-ния с GcíОвн и риском. Упругая штанга 9 >((естко установлена на основном диске инерционного звена, а наборнь>е грузн 10 устанавливаются на упругой ыганге 9 при помощи болтового соединения, образуя с rpy;,àìh 8 регуJ>RTop моменга инерции этого звена, 1<олебания упругой штанги 9 с HR OOpHH» ми грузами 10 имитируют колебания мэнипуля гора, выз(>анные налич >ем изгибной ж !дкости, При вращении электродвигател> 1 в конструкции устрой-! ства вози>икают вынужденные механические колсбанил инерционного звена с наборными грузами f> и 10, определяемые собствен>! >л!и частотами упругих элементов. Гобстяенные частоты зависят от следующих Факторов: материалов и геометрических размеров гибкого колеса волнового редуктора 5 и упругой шганги 9, а также количества наборных грузов 8 и f рузов 10 >!Нерционного звена. Для созда>(ия статических f-(aгрузок, ил(итирую.:их (3>(çt>с:лга гической це!>и манипулятора, служиг э3!ектромагни rl!. и тоомоз /, раз(зи>эас>1(ый

T0pMoëf(0I(момент котсрого создается

Фрикционн(:ми поверхностями рабочих,,дисков под действи: и регулируемьх пружин, fl»y! !ы с"ил(,>>югcR при подаче напряжения на корот к(.:;адов((й якс.рь .r>01<тр0;ягнита, !<о >с. Гру <цил электро" м:->гнит> ог<> то>;л>с>за,> с : сг>е !>!в,",с.т

Г1 Р а К Т И )1 С C >(в П О С 7 0 > I f ". т (> О С Г а Т 11 ! ". С >< I I X

Hëãðyз0к (>ри измен . (>;(! хода из-за

1(зл>с>1(»!. >! "! Фр>мкц >о >>с;го диска, 1705063

Кеханизм и-..«е«ения»оме«га инерци1 инерцио«<ого звена в функции угла его поворота, п<1эволяет исследовать вэаимовг:<я«ие степеней подвиж5 ности манипулятора.

Иеханиэм р:..ботает следующим образои.

Выходной вал волнового редуктора 5 сс.вертает вращательное движение вокруг своей оси С-О, которое передае1ся на волило 16 при помощи жесткой механической передачи 18. Водило 16 совершает вра,ательное движение вокруг своей оси Р-И и при помощи уп- 15 ругой механической передачи 19 заставляет совер.зать пространственное движение ферму 13 с закрепленным на ней наборным грузом 14, имеющим возможность регугировочного перемещения 2р вдоль оси Б-Б . При перемещении шарнира 17 из точки а в точку 5 (фиг,2) радиус приведения груза 14 к оси Р-А изменяется от R2 максимального значения до К1 минимального значения, создавая эффект взаимовлияния. С по. мощью датчиков 4 и 6 крутящих моментов возможно получить информацию о моментах на валу электродвигателя 1 и выходном валу волнового редуктора 30

5, Датчики 2 и 3 позволяют получить информацию соответственно о скорости и псремещении вала электродвигателя 1, а датчики 21 и 22 дают информацию соответственно о скорости и перемещении наборного инерционного эле" иекта. Для непосредственного измерения вынужденных механических колебаний конструкция устройства предусматривает установку трех датчиков 11, 4р

12 и 15 ускорения, расположенных на наборных грузах 8, 10 и 14.

Устройство для имитации модуля поворота, преимуществен«о промышле«ного робота, содержащее установленный на основании электродвигатель с датчиком частоты его вращения, связан«ый через понижающую передачу с инерционным звеном, имеющим регулятор л омента инерции, а также датчи <и частоты вращения, о т л и ч а ю щ се с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей эа счет увеличения числа моделируемых режимов работы, оно снабжвно датчиком положения, установленным на валу электродвигателя, тремя датчиками ускорения, двумя датчиками крутящего момента, каждый из которых выполнен в виде упругого элемента с закрепленным на нем датчиком деформации, тормозом, расположе«ным между понижающей передачей и инерцион«ым звеном, и меха«иэл1ом изменения момента инерции инерционного эвона в функции угла его поворота, выполненным в виде фермы с установленным на ней с возможностью регулировочного перемещения первым наборным грузом, на котором расположен один из датчиков ускорения, а также водила, шарнирно связанного с фермой, и двух механических передач: жесткой, связывающей водило с инерционным звеном, и упругой, связывающей ферму с oc" нованием, при этом и нижающая передача выполнена в виде волнового редуктора, а инерционное звено - в виде маховика и связанного с ним посредством упругой шт; «ги второго наборного груза, размещенного на ней с возможностью регулиповочного перемешения, причем второй датчик ускорения установлен на маховике, третийна втором наборном грузе, а упругие элементы датчиков крутящего молянта закреплены: один между основанием и корпусом электродвигателя, 1 другоймежду основанием и корпусом волнового редуктора.

Устройство позволяет обеспечить достижение адекватного физического 45 иоделирования и компгексного. исследования вынужденных механических колебаний, выэганных произвольным движением как одной степени подвижности, так и манипулятором промышленного робота в целом, что дает возможность оперативной проверки различных технических решений, способствующих повышению контурной точчости и расшире55 нию функционалы«ых воэиож«остей проектируемых промышленных р<.ботов. формула изобретения

170 )ОГ3

Составитель Ф.Майоров

Техред А.Кравчук Корректор СЛекиар

С.

Тираж б

Подписное комнтета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Иосква, И-35, Раупская наб., д. 4/5

Рерактор И,Бандура

М

Заказ 157 (/

ВКППП1 Государстве. <ного

113035, I!

Производственно-издат "льскнй ко ринат "Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101