Запястье манипулятора

 

Использование: робототехника, в частности устройства соединения руки манипулятора с захватным устройством, промышленные работы, предназначенные для перегрузки и транспортирования изделий. Сущность: запястье содержит фланец 1 крепления руки и манипулятору и фланец 2 крепления захватного устройства к фланцу 1 посредством тяг 3, установленных между фланцами 1 и 2 и препятствующих их сближению . Упругие шарниры 5, соединяющие концы тяг 3 с фланцами 1 и 2, обеспечивают компенсацию угловых смещений фланцев и динамических нагрузок на объект манипулирования . 5 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Ы„, 1754440 Al

yi>s В 25 J 15/00, 19/06, 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ФИ%И". Ы3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 1 ч ),, 1 г ф 1 1 Я,">

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4886504/08 (22) 27.11.90 (46) 15.08.92. Бюл. М 30 (71) Научно-исследовательский проектноконструкторский институт "Терминал" (72) М.В.Маликов и В.H.Óñïåíñêèé (56) Авторское свидетельство СССР

Я 358122, кл. В 23 Р 19/04, 1970.

Заявка ФРГ гв 3620391, кл. В 25 J 15/00, опублик. 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 1371901, кл. В 25 J 11/00, 1986. (54) ЗАПЯСТЬЕ МАНИПУЛЯТОРА (57) Использование; робототехника, в частности устройства соединения руки манипуУ

2 лятора с захватным устройством, промыш-;и.: ленные работы, предйаэначенные для пере- грузки и транспортирования изделий.

Сущность: запястье содержит фланец 1 крепления руки и манипулятору и фланец 2 крепления захватного устройства к фланцу

1 посредством тяг 3, установленных между фланцами 1 и 2 и препятствующих их сближению. Упругие шарниры 5, соединяющиеь концы тяг 3 с фланцами 1 и 2, обеспечивают " компенсацию угловых смещений фланцев и динамических нагрузок на объект манипулирования. 5 ил.

1754440

15

40

С

Изобретение относится к робототехнике, в частности к устройствам соединения руки манипулятора с захватным устройством, и может использоваться в промышленных роботах, предназначенных для перегрузки и транспортировки иэделий, Известны конструкции запястья манипулятора, содержащие корпус руки, платформу с захватом, связанные между собой шарнирно одним центральным стержнем и по крайней мере тремя вспомогательными стержнями, причем центральный стержень шарнирно связан с тягами силовых устройств, которые закреплены на корпусе руки.

Недостатки указанных конструкций— отсутствие податливости платформы и корпуса при их относительных угловых смещениях, а также ограниченные функциональные воэможности.

Известны конструкции запястья манипулятора, предназначенные для извлечения изделий из технологических участков, в котором траверса с захватными лапами соединена с рукой манипулятора Г-образными пружинами, работающими в горизонтальной плоскости.

Недостатки таких конструкций — ограничение податливости в вертикальном направлении, а также и при относительных угловых перемещениях траверсы и руки манипулятора. Это приводит к ограничению функциональных возможностей запястья манипулятора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является упругое запястье робота, содержащее фланцы для крепления захватного устройства и руки манипулятора, связанные между собой упругими элементами в аиде стержней одинаковой длины и центральнОй тягой со сферическими шарнирами и пружиной сжатия.

Недостатком этой конструкции является отсутствие податливости в направлении 45

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, а также повышение быстродействий за счет снижения динамических нагрузок на объект манипулирования только при подъеме, но и при 8f о транспортировании путем повышения податливости запястья манипулятора.

Указанная цель достигается тем. что запястье манипулятора, содержащее фланцы крепления захватного устройства и руки манипулятора, упругие элементы и тягу, установленные между этими фланцами, снабжено дополнительными тягами. выполненными вместе с названной тягой в виде стержней одинаковой длины, и упругими шарнирами, соединяющими эти тяги с названными фланцами, причем укаэанные упругие элементы выполнены в виде пружин сжатия, установленных соосно с тягами.

На фиг,1 представлена конструктивная схема запястья манипулятора; на фиг.2— аид А на фиг,1; на фиг.3.4,5 — схема взаимного положения изделия, фланцев крепления, руки манипулятора и захватного устройства при различных видах нагрузки, . Запястье манипулятора содержит (фиг.1,2) фланец 1 крепления руки манипулятора, фланец 2 крепления захватного устройства, тяги 3, установленные между фланцами 1 и 2, упругие элементы 4, установленные между фланцами 1 и 2 и препятствующие их сближению, упругие шарниры

5, соединяющие концы тяг 3 с фланцами 1 и

2. корпуса 6, предназначенные для закрепления упругих шарниров 5, выполненных, например. в виде резиновых втулок, установленных в корпусе 6 без зазоров.

При взаимодействии с объектом манипулирования запястье манипулятора дает возможность самьустановки захватного устройства относительно объекта манипулирования на горизонтальной поверхности при наличии погрешности позиционирования д(фиг.3).

55 тяги, что приводит к возникновению значительных динамических нагрузок. Это происходит как при подъеме изделия в момент выборки зазоров в приводе (ударная нагрузка), так и при транспортировке, например, из-эа неровностей пути (вибрация), что приводит к снйжению скорости перемещения, а следовательно, и быстродействия манипулятора (робота).

Кроме того, наличие значительных динамических нагрузок на объект манипулирования снижает функциональНые возможности манипулятора иэ-эа ограничения нагрузок, допустимых для объекта манипулированйя при транспортировке.

При этом фланцы 1 и 2 под действием внешней силы Р перемещаются в параллельных плоскостях друг относительно друга, что сопровождается поворотом тяг 3 и .: деформацией шарниров 5.

Кроме того имеется возможность компенсйровать взаимные угловые а, Р (фиг.4) и линейные перемещения как при сближении фланцев 1 и 2, под действием внешней силы F, когда деформируются упругие элементы 4 и упругие шарниры 5, так и при удалении фланцев 1 и 2 (фиг.5) под действием внешних сил F> и F2, когда деформируются шарниры 5.

1754440

Применение изобретения эа счет введения податливости в направлении осей тяг позволяет снизить величину динамических нагрузок как при подъеме объекта манипулирования (инерционные и ударные нагрузки в момент разгона), так и при транспортировке (инерционные силы при вибрации в результате неровностей пути), Снижение динамических нагрузок в момент разгона позволяет увеличить скорость подъема объекта манипулирования за счет увеличения предварительных, пониженных моментов (скоростей) двигателя, которые не ускоряют весь привод, а лишь выбирают зазоры между его элементами, приводя их в соприкосновение(чтобы снизить или даже исключить ударные нагрузки при пуске).

Снижение динамических нагрузок при транспортировке позволит увеличить скорость горизонтального перемещения, а значит быстродействие устройства.

8 связи с ограничением допустимых нагрузок на иэделия при их транспортировке сйижение динамических нагрузок на объект

:МанипулирОвания расширяет область ис- пользования (в качестве объекта манипули "рования можно применять больше видов "изрелий), а следовательно. и функциональ"йые возможности манипулятора.

"" " П.рименение изобретения позволяет

" также. упростить конструкцию запястья ма нипулятора и сделать ее компактной за счет отказа от упругих элементов, деформирующихся сложным образом, а также сферических шарниров, так как функции этих элементов выполняют в предложенной кон5 струкции упругие шарниры.

Кроме того. замейа трения скольжения в сферическом корпусе на упругую деформацию в упругом шарнире позволяет исключить источник пылегенерации, что делает

10 возможным применение предлагаемой конструкции в роботах, предназначенных для работы в помещениях с требованиями к электронной гигиене (так называемых "чистых производственных помещениях").

Формула изобретения

Запястье манипулятора, содержащее фланцы крепления захватного устройства и

20 руки манипулятора, основную тягу и упругие " элементы, установленные между этими фланцами, о т л и ч а ю щ е е с. я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей. а также повышения быстродей25 ствия, оно снабжено дополнительными тягами, выполненными вместе с основной . тягой в виде стержней одинаковой длины, а также упругими шарнирами, соединяющими зти тяги с фланцами, причем упругие

30 элементы выполнены в виде пружин сжатия и установлены соосно с тягами, 1754440 ф8бГ. 5

Составитель М,Маликов

Техред М.Моргентал : Корректор О.Густи

Редактор М.Бандура

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

Ззказ. 2853: Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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