Манипулятор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 781О52

Союз Советски к

Соцмалистмческик

Реслублмк (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.0 1. 79 (2! ) 2713348/25-08 с присоединением заявки М— (51)М. Кл, В 25:т ll 00

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет— ао делам нэобрвтеннй и вткрмтнй (53) УДК 62-229..72 (088. 8) Опубликовано 23.11.80. Бюллетень Рй 43

Дата опубликования описания 26.11.80

Б. И. Говэман, Л. М. Корнев, А. М. Новик, В. Г. Пруцков, В. Г. Пентегов и А. Ф. Сидоров (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) МА НИ ПУЛЯТОР

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к манипуляторам, используемым для операций загрузкиразгруэки станков, прессов и другого технологи ческо го оборудов ани я.

Известей манипулятор, содержащий

5 руку с захватом, уравновешивающую ее рычажную систему с противовесом и систему компенсации веса захватываемого объекта, состоящую иэ датчика веIQ са объекта, установленного с воэможностью взаимодействия с захватом и свя» занного с системой питания силового пневмоцилнндра, причем последний кинематически связан с рычажной системой 11 .

К недостаткам известной конструкции !

5 относятся относительная сложность, связанная с необходимостъю установки специального датчика веса объекта и части сная неуравновешенность конструкции

20 при изменении угла наклона руки.

Цель изобретения — упрощение конст-. рукции и увеличение надежности манипулятрра.

Для достижения поставленной цели он снабжен ьарнирно закрепленным на руке пвуплечнм рычагом, расположенным в плоскости качания руки, причем одно его плечо кинематически связано с захватом, а другое — с датчиком веса объекта, причем пневматический регулятор давления и захват установлены с возможностью перемещения по плечам двуплечего рычага.

На фиг. l изображен манипулятор, общий вид, (фронтальная проекция); на фиг. 2 — то же, вид в плане иа фиг. 3схема действия сил груза на регулятор давления при различных положениях руки манипулятора; на фиг. 4 — принципиальная пневмосхема манипулятора.

Манипулятор (см. фиг. 1 и 2) состоит из неподвижной стойки l, подшипникового поворотного узла 2, рамы 3, шарнирно укрепленный на раме 3 серьги 4, шар-. нирно связанных с серьгой 4 балок 5 и 6, руки 7, пластины 8, укрепленной неподвижно на руке 7, пневматического

3 . 78105 регулятора 9 давления, установленного на пластине 8, и выполняющего роль датчика веса двуплечего рычага 10, шарнирного устройства 11 для установки захвата, пневмоцилиндра 12; установленно- го шарнирно на раме 3 и шарнирно свя5 занного с балкой 5.

Двуплечнй рычаг 10 шарнирно закреплен на руке 7 и расположен в плоскости наклона руки, соответствующей плоскости чертежа (см. фиг. 1 и фиг. 2).

При вертикальном положении руки с грузом (см. фиг. 3-б), двуплечий рычаг 10 расположен под углом 06 к горизонтальной плоскости, который соот-; ветствует максимальному углу отклонения руки 7 вправо и влево от вертика. ли (см. фиг. 3 а и фиг. 3 в).

Пневматический регулятор 9 давления связан с системой питания силового го пнев моцилин цр а 12, который кинематически связан с рычажной системой (см, фиг. 1) и образует с пневмоцилинцром

l2 систему управновешивания груза.

Пневматический регулятор 9 давления через свой шток " L " и двуплечий рычаг 10, шарнирно закрепленный на руке, взаимодействует с закрепленным на рычаге 10 шарнирным устройством 11 цля установки захвата (на чертеже условно не показан).

Система питания силового пневмоцилиндра 12 (см. фиг. 4) содержит поцвод 13, маслораспылитель 14, фильтр

15, обратный клапан 16 и регулятор 9 . давления со штоком, "К ".

Работает манипулятор следующим образом.

Подвешиваемый к захвату груз (см. фиг. 1) через двуплечий рычаг Ю воздействует через шток на пружину регулятора 9 давления, при атом происхоцит открытие щели регулятора 9 давления, пропорциональное весу груза. Поэтому давление воздуха, поступающего от ре», 45 гулятора 9 к пневмоцилиндру 12 возрастает, что создает усилие. в пневмоцилиндре, уравновешивающее рычажную систему с грузом. Поатому для перемещения груза достаточно . приложить небольшое усилие (поряцка 1-3 кГс), чтобы переместить груз в любую точку пространства, находацуюся в сфере обслуживания манипулятора.

При отклонении руки от вертикали, например в сторону от стойки,.момент

55 силы из-за увеличения расстояния от оси стойки до груза возрастает. Одновременно возрастает и момент со2 ф противления, создаваемый поршнем пневмоцнлиндра 12, так как плечо приложения силы от силового пиевмоцилинцра 12 к балке 5 в увеличивается за счет выдвижения вперед балки 5. Однако приращение момента сопротивления нещропорционально приращению момента силы,. так как обычная кинематическая связь через серьгу 4 (при реальных конструктивных соотношениях рычажного параллелограмма) .не позволяет осуществить пропорциональное моменту силы увеличение момента сопротивления.

Однако ввиду того, что пластина 8 в исходном вертикальном положении руки 7 прикреплена к ней (см. фиг. 2 и

3) под углом д к горизонтальной плос. кости, равном максимальному углу отклонения руки 7 от вертикали, цостигается компенсация недостающего момента сопротивления. При вертикальном положении руки соотношение плеч и ср. рычага 10 выбрано таким образом, чтобы уравновесить подвешиваемый к захвату груз. При отклонении руки 7 от вертикали в сторону от стойки l (влево, фиг. 3), длина плеча приложения силы со стороны груза азсср увеличивается цоЕп ><. Соответственно увеличивается сила, открывающая щель регулятора 9 давления (так как плечо P q не изменяет своего значения), давление в пневмоцилиндре 12 и, в конечном итоге, момент сопротивления нагрузке. При этом компенсируется приращение момента силы со стороны груза из-за увеличения расстояния от оси стойки 1 цо груза.

При отклонении руки 7 от вертикали в сторону стойки 1 (вправо по чертежу фиг. 3) сила со стороны груза уменьшается из-за перемещения центра тяжести груза, захвата и рычажной сис темы в сторону стойки 1.

При этом плечо приложения силы (ср ) со стороны груза уменьшается цо 6 < q . Соответственно уменьшается сила, открывающая регулятор 9 давления, следовательно, уменьшается давление в пневмоцилинцре 12 и, в итоге, момент сопротивления нагрузке. Это компенсирует уменьшение момента силы со стороны груза из-за уменьшения плеча .силы. Таким образом, прецложенный майипулятор с пневмоцилиидром и ручным управлением позволяет получить полностью уравновешенную конструкцию только за счет предварительного перекоса цвуплеNего рычага 10 и регулятора 9 цавления., 78

Следует отметить, что за счет такой конструкции и применения обычного (серийного) регулятора давления значительно снижается сложность и стоимость цзгОтовления манипулятора, повышается его. надежность и улучшаются условия аксплуатаци и.

Формула изобретения

1. Манипулятор, содержащий руку с захватом, уравновешивакяцую ее рычажную систему с противовесом и систему компенсации веса захватываемого объекта, состоицую из датчика веса объекта, например, в вице пневматического регулятора давления, установленного с возможностью взаимодействия с захватом и связанного с системой питания силового пневмоцилиндра, причем последний кинемаLO52 6 тически связан с рычажной системой, I отличающийся тем, что„с целью упрощения конструкции и увеличения надежности манипулятора, он снабжен шарнирно закрепленным на руке цвуплечим рычагом, расположенным в плоскости качания руки, причем одно его плечо кинематически связано с захватом, а другое — с датчиком веса о, объекта.

2. Манипулятор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что пневматический регулятор давления и захват установлены с возможностью перемеще15 ния по плечам двуплечего рычага.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Манипулятор ИП-63, проспект научно-производственного объединения щ Комплекс, Волгоград, 1977.