Захват манипулятора

 

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (51)5 В 25 J 15/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР. (ГоспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

" : чйЦ ; 1 А

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4734973/08 (22) 05.09.89 (46) 15.06,93. Бюл. М 22 (71),Бишкекский политехнический институт (72) B,Ä,Äàðîeñêèõ . (56) Авторское свидетельство СССР .М 1779581, кл. В 25 3 15/00, 1989. (54) 3АХ8АТ МАНИПУЛЯТОРА ,(57), Изобретение относится к робототехнике, в частности к средствам точного захвата и удержания деталей. Захват манипулятора содержит поршневые приводы зажимов 2, 3 . и 36, смонтированных на опоре 1, причем приводы 2 и 3 имеют возможность углового

„„53J 1821357 А1 перемещения. Кроме этого на опоре 1 посредством направляющих 27, 28, фиксаторов 25, 26 и демпферов 29, 20 смонтированы зубчатые рейки 19, представлявщие собой, совместно с тягами 10, 11 узел поворота приводов 2 и 3. Пркчем тяги 10 и 11 одним концом через шестерни связаны с рейками

19, а другйм концом через ползуны 8 и 9 — с приводами 2 и 3. Зажимные элементы, связанные с приводами 2 и 3, образуют в совокупности призматическую губку с изменяемым углом призм@, что позволяет центрировать захват при работе с различного типоразмера деталями. 4 ил, 1

1821357

Изобретение относится к промышленной робототехнйке, в частности к средствам точного захвата и удержания деталей.

Целью изобретения является стабилизация точности работы захвата, На фиг.1 показана кинематическая схема захвата манипулятора; на фиг,2 приведен вид А на фиг.1; на фиг.3- вид Б на фиг.1; на фиг,4 — сечение В-В на фиг. 1. . Захват содержит опору 1, которая жестко соединена с рукой манипулятора (не показана). На опоре 1 с возможностью вращения закреплены корпусы 2 и 3 поршневых приводов зажима, Шток-поршни 4 и

5 данных приводов выполнены полыми и в них размещены подпружиненные тяги 6 и 7.

Последние посредством ползунов 8 и 9 кинематически взаимосвязаны соответственно с тягами 10 и 11. Противоположные концы тяг 6 и 7 выполнены с буртиками 12 и

: 13, которые подпружинены относительно шток-поршней 4 и 5 пружинами сжатия 14 и

15. Тяги 10 и 11 кинематически соединены с за>кимными элементами 16, смещенными вдоль оси руки манипулятора относительно тяг 10 и 11 посредством стоек 17, Кроме того, тяги 10 и 11 несут на себе корпуса 18 узлов поворота. Каждый узел имеет зубчатую рейку 19, изогнутую, например, по эвольвенте, зацепленное с рейкой зубчатое колесо 20 и прижимной ролик 21, взаимодействующий с противоположной зубчатой поверхностью рейки l9, Ось 22 ролика 21 и вал 23 зубчатого колеса 20смонтированы в корпусе 18, а кроме того, вал 23 зубчатого колеса 20 жестко соединен с выходным валом двигателя 24, неподви>кно смонтированным на корпусе 18.

Рейка 19,каждого узла обкатки захвата соединена посредством электромеханических фиксаторов 25 и 26 с направляющими

27 и 28 через упругие демпферы, Причем непосредственно рейка 19 каждым своим концом жестко прикреплена к корпусам 29, 30 демпферов, а электромеханические фиксаторы 25, 26 соединены с тягами 31, 32, которые подпружинены относительно корпусов 29, 30 пружинами ЗЗ, 34 сжатия. Направляющие 27 и 28 взаимно перпендикулярны и жестко соединены с опорой 1 захвата.

На вертикальной стойке 35, смонтированной на опоре 1, неподвижно установлен корпус 36 поршневого привода вертикальной фиксации детали, свободный конец шток-поршня 37 которого выполнен с возможностью контактировать с деталью 38, являющейся объектом захвата, Ось штокпоршня 37, а также зажимные элементы 16 установлены в единой вертикальной плоскости, ориентированной перпендикулярно оси детали 38, Кроме того, на свободном конце каждого шток-поршня 4 и 5 смонтированы соосно тягам 6 и 7 электромеханичесепе фиксаторы 39 и 40, по конструкции не

5 отличающиеся от электромеханических фиксаторов 25 и 26. Электромеханический фиксатор состоит из корпуса 41 с размещенными в нем цангой 42, выполненной с возможностью взаимодействия на направ10 ляющую 27; 28, а также тягу 6, 7, якорем 43, втулкой 44, обмоткой электромагнита 45, пружиной 46, определяющей расположение якоря 43 относительно цанги 42. Корпус 41 прикреплен к тягам 31, 32 и шток-поршню 4, 15 5. Цанга 42 выполнена с наружным конусом, а якорь 43 содержит внутренний конус, ко- торые выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом. Цанга 42 образует поступательную кинематическую пару с

20 якорем 43, а последний образует поступательную кинематическую парус направляющей 27, 28 и тягой 6, 7.

Работа захвата протекает следующим образом.

Рука манипулятора выносит захват s зону его взаимодействия с деталью 38. При этом зажимные элементы 16 и шток-поршень 37 размещены в радиальном направлении относительно центра захвата, что

30 гарантирует беспрепятственное его наведение на деталь. При выполнении операции за>кима первоначально срабатывают штокпоршни 4, 5 поршневых приводов зажима, которые через подпружиненные тяги 6, 7 и

35 ползуны 8, 9, а также стойки 17 приводят . эажимные элементы 16 во взаимодействие с наружной поверхностью детали 38. Требу. емое усилие зэжймэ достигается соответствующими жесткостью и деформацией

40 пружин 14, 15. Наличие гибкой связи между шток-поршнем 4 (5) и тягой 6 (7) позволяет захвату беспрепятственно взаимодействовать с деталями, имеющими различные диаметры, или меняющими их при ведении

45 технологического процесса.

Исключение влияния погрешности по зиционирования захвата относительно де:тали по горизонтали, равно как и перепада диаметров детали, связанного с особенно50 стямй технологии, достигается введенными кинематическими парами 2Б, 26, выполнен.ными в виде электромеханических фиксаторов и упругими демпферэми, связывающими рейки 19 с направляющими 27, 28. Погреш55 ность позиционирования захвата относительно детали по вертикали не влияет на работоспособность конструкции .из-за тех же демпферов и кинематических пар в электромеханических фиксаторах 25, 26, через которые взаимосвязаны зубчатые рейки 19

1821357 и направляющие 27, 28, а также из-за имеющегося по длине запаса у зажимных элементов 16, Далее в работу включаются двигатели

24, которые вращают валы 23 с жестко с ними связанными зубчатыми колесами 20.

Последние движутся по зацепленным с ними рейками 19, увлекая за собой корпусы 18 и установленные в них на осях 22 ролики 21.

Совместно с корпусами 18 движутся по эвольвентному профилю реек 19 тяги 10, 11 и связанные с ними стойками 17 зажимные элементы 16. Причем зажимные элементы

16 обкатываются без проскальзывания по наружной поверхности детали 38. При этом зажимные элементы 16 образуют призму, угол которой задается автоматически после расчета погрешности базирования, исходя иэ размера конкретной детали, Замер детали выполняется на позиции контроля. После затормаживания двигателя 24 обеспечена двухсторонняя координатная фиксация детали 38 зажимными элементами 16, Окончательный прижим детали 38 к зажимным элементам 16 выполняется шток-поршнем

37 корпуса 36 при срабатывании данного поршневого привода. Изменением угла расположения осей поршневых приводов зажима, достигаемое автоматическим управлением двигателя 24, обеспечивается требуемая точность расположения центра захвата относительно центрадетали, При меняющихся в процессе работы захвата позициях зажимных элементов 16 (их разведение, зажим с ошибкой или за разные диаметры) приводы зажима через ползуны 8 и 9, тяги 10 и 11, механизмы обкатки перемещают рейки по направляющим 27. В результате этого корпусы 30 сжимают пружины 34 на тягах 32, После снятия возмущающего воздействия на тяги 10, 11 пружины

34 возвращают корпусы 30 демпферов, а вместе с ними и рейки 19 в исходное rionoжение. Наличие демпферов исключает жесткую взаимосвязь захвата с деталью.

Работа захвата манипулятора на описанном выше этапе протекает при обесточенных обмотках 45 всех электромеханических фиксаторов, когда якорь 43 пружиной 46 сдвинут в крайнее положение, в результате чего исключен контакт конусных поверхностей цанги 42 и якоря 43 и лепестки цанги 42

5 разведены. Это обеспечивает свободное перемещение электромеханических фиксаторов 25, 26 относительно направляющих 27, 28 и также тяг 6, 7 относительно электромеханических фиксаторов 39, 40.

10 При необходимости запоминания координатных погрешностей после завершения процесса зажима детали 38 подается нап ряжение на обмотки 45 всех электрамеханических фиксаторов 25, 26, 39, 40, При этом

15 якорь 43 под действием электромагнитных сил смещается, преодолевая усилие пружины 46, на конус цанги 42, Лепестки цанги 42 . обжимают наружную поверхность направляющих 27, 28 и тяг 6, 7, исключая возмож20 ность их линейного перемещения.

Для разжима детали достаточно обеспечить реверс шток-поршню 37, 4 и 5 и все звенья, контактирующие с деталью отходят, Двигатель 24 обеспечивает установку за25 жимных элементов вертикально, что соответствует исходной позиции.

Формула изобретения

Захват манипулятора, содержащий кор30 пус, смонтированный на руке манипулятора, по крайней мере с тремя зажимными элементами, имеющими самостоятельные приводы, причем два из НМх имеют возможность углового перемещения относительно

35 продольной оси руки манипулятора, о т л и- ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности работы, он снабжен узлом поворота захватных элементов, содержащим тяги с шестернями и рейки, выполненные по проф40 илю обката наружной поверхности детали, связанные между собой посредством дополнительно введенных демпферов и злектромеханических фиксаторов, расположенных на направляющих, жестко смонтированных на

45 руке манипулятора, а каждая тяга одним концом имеет возможность взаимодействия с рейкой посредством шестерни, а другим связана с приводом зажимных элементов.

1821357

1821357

Составитель В. Даровских

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М. Петрова.

Редактор

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

Заказ 2085 Т-ираж Подпйсное

ВНЙИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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