Манипулятор

 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для использования в робототехнических комплексах. Целью изббретения является расширение функциональных возможностей. Верхняя часть 3.последнего звена манипулятора выполнена в форме полого цилиндра с направляющей 5 в виде спирали и снабжена фиксатором 62с приводом 7. Нижняя часть 4 последнего звена контактирует с направляющей 5 посредством ролика 8. Последнее звено снабжено датчиком относительного положения частей 3 и 4. состоящим из источника излучения ТО и приемника 11. При опускании части 3 на поверхность захватываемого предмета ролик 8 движется по направляющей 5. часть 4 осуществляет вращательное движение относительно части 3. Ориентацию захвата 9 и момент захвата определяет блок управления по сигналу с приемника 11. Зафиксировав положения частей 3 и 4. манипулятор поднимает предмет. После перемещения предмета в требуемую точку захват 9'отпускает предмет и манипулятор готов к выполнению нового цикла работы. 3 ил.л^~f+S^^ >&^^ff" s-3'to-8'€zоCA:СлЗN4 >&

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

gsi)s В 25 J 11/00, 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И.ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4602655/08 (22) 09.11,88 (46) 07.02.92. Бюл. ЬЬ 5 (71) Белорусский политехнический институт (72) К, В, Плюгачев (53) 621-229.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1207759, кл. В 25 J 15/00, 1986, (54) МАНИПУЛЯТОР (57) Изобретение относится к машиностроению и предназначено для использования в робототехнических комплексах. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Верхняя часть 3 . последнеГо звена манипулятора выполнена в форме полого цилиндра с направляющей

5 в виде спирали и снабжена фиксатором 6

„„5U„) 1710337 А1 с приводом 7. Нижняя часть 4 последнего звена контактирует с направляющей 5 посредством ролика 8. Последнее звено снабжено датчиком относительного положения частей 3 и 4, состоящим из источника излучения 10 и приемника 11. При опускании части 3 на поверхность захватываемого предмета ролик 8 движется по направляющей 5, часть 4 осуществляет вращательное движение относительно части 3. Ориентацию захвата 9 и момент захвата определяет блок управления по сигналу с приемника 11.

Зафиксировав положения частей 3 и 4, манипулятор поднимает предмет. После перемещения предмета в требуемую точку захват

9 отпускает предмет и манипулятор готов к выполнению нового цикла работы. 3 ил.

1710337

Изобретение-относится к машиностроению, а более конкретно к конструкциям манипуляторов.

Целью изобретения является расширеwe функциональных возможностей.

На фиг. 1 показаны последнее и предпоследнее звенья манипулятора; на фиг. 2— взаимные положения губок захвата и детали; на фиг. 3 — то же, после ориентации.

Манипулятор содержит предпоследнее звено 1, связанное посредством шарнира 2 с последним звеном, состоящим из верхней

3 и нижней 4 частей. Верхняя часть выполнена в виде полого цилиндра со спиральной направляющей 5, ось которой совпадает с осью последнего звена. Верхняя часть 3 снабжена также фиксатором 6 взаимного положения частей 3 и 4 последнего звена и приводом 7 фиксатора, например электромагнитным. Привод 7 фиксатора 6 соединен с блоком управления (не показан) манипулятора. Часть 4 последнего звена связана с направляющей 5 посредством ролика 8. Нз части 4 закреплен механический захват 9 с датчиком расстояния (не показан) между губками, связанным с блоком управления.

Для уменьшения силы трения вращения при упоре в захватываемую деталь или другую поверхность захват может быть снабжен, например, роликами. Последнее звено снабжено датчиком расстояния между частями 3 и 4, который содержит источник 10 излучения, закрепленный на торцовой поверхности части 4, и приемник 11 излучения, закрепленный на части 3 и соединенный с блоком управления. Захват 9 содержит губки 12. Длинномерная массивная деталь 13 известной заранее толщины а расположена на горизонтальной базовой поверхности, положение которой также известно заранбе;

Манипулятор работает следующим образом.

В исходном состЬянии фиксатор 6 манипулятора разблокирован и нижняя часть 4 последнего звена под действием собственной силы тяжести находится в крайнем нижнем положении. Манипулятор опускает последнее звено вертикально вниз доупора захвата 9 в верхнюю поверхность захватываемой длинномерной детали. При дальнейшем опускании части 3 последнего звена ролик 8 движется по направляющей 5 верхней части 3 и, таким образбм, часть 4 движется относительно части 3 по спирали, а захват 9 вращается с упором в плоскую верхнюю поверхность детали 13. При этом уменьшается длина последнего звена, что фиксируется датчиком расстояния между частями 3 и 4. Если первоначальная длина Ы =а/К, мм., При дальнейшем движении захвата вниз происходит упор в базовую поверхность, после чего сигнал на выходе приемника 11 вновь начинает изменяться. С этого

55 последнего звена составляет L1, а первоначальное расстояние между источником 10 и приемником 11 излучения F1, а текущее F2, то текущая длина L2 последнего звена со5 ставляет

L2 1-1 F> + F2

Угол поворота у части 4 относительно части 3 пропорционален изменению длины последнего звена

10 P = K (L) - L2), Коэффициент пропорциональности К определяется параметрами спиральной направляющей. Так, если шзг спирали (фиг. 1) соответствует повороту на 360О, то коэффи15 циент составляет

К - 360 /f, град/мм.

Направление поворота определяется тем, какая — левая или правая — выполнена спираль. При перемещении последнего зве20 на до упора в верхнюю поверхность детали

13 расстояние между источником 10 и приемником 11 излучения, а следовательно. и сигнал с приемника 11 постоянны. При упоре захвата 9 в верхнюю поверхность детали

25 13 сигнал с приемника 11 начинает изменяться, при этом происходит вращение захвата 9 относительно детали 13. В некоторый момент захват ориентируется относительно детали 13 так, как показано на

30 фиг. 2. При.движении части 3 после этого момента, т.е. после того, как захват перестал упираться в деталь 13, захват опускается без взаимного перемещения частей 3 и 4.

Сигнал на выходе приемника 11 перестает

35 изменяться и по прекращению изменения сигнала блок управления определяет момент прекращения упора захвата 9 в деталь

13. Далее подается сигнал на смыкание губок захвата и свободная губка перемещает40 cs в положение, упора в деталь 13 (фиг, 2, штриховая линия); В таком положении величина угла между направлением смыкания губок захвата и перпендикуляром к оси детали связана с известной заранее толщиной

45 детали з и шириной губок Ь, а также измеряемым датчиком расстоянием между губками S соотношением

s-bhaga

50 решение которого дает значение угла а, на которое необходимо довернуть захват 9, чтобы его губки были параллельны детали

13. Такому повороту соответствует изменение длины последнего звена на величину

1710337 момента по сигналу иэ блока управления манипулятор опускает предпоследнее звено на расстояние Л L и останавливается, в результате чего захват ориентируется относительно детали 13 так, как показано на фиг. 3, далее происходит захват детали.

Первоначальная ориентация детали определяется на основе приведенных формул по ориентации губок захвата. После захвата детали 13 фиксатор 6 фиксирует взаимное положение частей 3 и 4 последнего звена, манипулятор поднимает деталь-. При необ.ходимости изменения ориентации детали фиксатор 6 расфиксирует взаимное положение частей 3 и 4 и под действием силы тяжести часть 4 с захватом 9 перемещается по спиральной направляющей 5, ориентация детали 13 при этом контролируется блоком управления по сигналу с приемника 11. При достижении схватом требуемой ориентации или требуемой длины последнего звена взаимное положение частей 3 и 4 вновь фиксируется фиксатором 6. После перемещения в требуемую точку позиционирования захват

9 отпускает деталь и манипулятор готов к выполнению нового цикла работы.

Манипулятор способен осуществлять . захват произвольно расположенных на плоскости длинномерных деталей с определением первоначальной ориентации, а также

5 придавать последнему звену необходимую длину и изменять ориентацию детали.

Формула изобретения

Манипулятор, содержащий блок управления, причем на последнем звене манипу10 лятора установлен захват. при этом последнее звено выполнено из двух частей, причем часть, на которой закреплен захват, имеет возможность перемещения вдоль другой части по спиральной направляющей, 15 отличающийся тем, что. с целью расаирения функциональных возможностей, он снабжен датчиком относительного положения частей последнего звена и фиксатором положения одной части последнего

20 звена относительно другой, при этом захват выполнен механическим,. губки которого имеют возможность плоскопараллельного перемещения, причем захват снабжен датчиком расстояния между губками, кроме то25 го, фиксатор закреплен на одной из частей последнего звена и снабжен приводом, который вместе с упомянутыми датчиками со.единен с блоком управления.

1710337

Составитель С.Грибов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Черни

Редактор И.Дербак

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

Заказ 300 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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