Копирующий манипулятор

 

г.

О (72) Авторы изобретения

А.С. Суляев и В. Ф. Филаретов

Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени ....„. политехнический институт им. B. B. Куйбышева (7!) Заявитель (54) КОПИРУЮЩИЙ МАНИПУЛЯТОР

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в копирующих дистанционно управляемых манипуляторах.

Известен копирующий манипулятор, содержащий задающий и исполнительный орган ны, .снабженные подвижнымн губками, управляемыми фиксаторами, датчиками положения и исполнительными приводамн(13.

Недостаток известного манийулятора!

О неадекватность отражения на схвате задающего органа усилий, развиваемых в схвате исполнительного органа.

Цель изобретения — устранение указанных недостатков, т. е. увеличение точt5 ности отражения на задающем схвато усилий, развиваемых на исполнительном схват е.

Указанная цель достигаешься тем, что в копирующий манипулятор, содержащий первые подвижные губки задающего органа, шарнирно установленные на первом корпусе, внутри которого помещено первое телескопическое звено с установленными в

2 нем двусторонним фиксатором и первым реечным штоком, связанным с первыми подвижными губками, а также содержащий первый датчик положения, вторые подвижные губки охвата исполнительного органа, шарнирно установленные на втором корпусе, внутри которого помещено второе телескопическое звено с устано ленными в нем односторонним фиксатором и вторым реечным штоком, связанным со вторыми подвижными губками, второй дагчик положения, первый усилитель и исполнительный привод второго телескопического звена, причем первый корпус снабжен дополнительными рейками, уста новленными внутри этого . корпуса, параллельными первому реечному штоку и направленными своими зубьями к этому штоку, дополнительно введены первая и вто рая пружины, третий и четвертый датчики положений, более чем по одному так-. тильному датчику, которые установлены соответственно на внутренней поверхности левой и правой губок схвата исполнительного, первый и второй логические элементы ИЛИ, логический элемент И, второй усилитель, сумматор и элемент сравнения, при этом концы первой пру жины механически связаны соответственно с первым телескопическим звеном и первым реечным штоком, а концы второй пружины соответственно со вторым телескопическим звеном и со вторым реечным ш током, выходы .тактильтых датчиков левой и правой губок схвата исполнительного органа подключены соответствен но ко входам первого и второго логических элементов ИЛИ, выходы которых подключены соответственно к первому и вто -11 рому входам логического элемента И, выход последнего через второй усилитель подключен к токовым обмоткам первого и второго фиксаторов, выходы первого, третьего и четвертого датчиков положения О подключены соответственно к первому, второму и третьему входам сумма-ора, выход последнего подключен к первому входу элемента сравнения, второй вычитающий вход которого подключен ко второму датчику положения, а выход через первый усилитель — ко входу исполнительного привода второго телескопического звена.

На чертеже приведена принципиальная схема копируюшего манипулятора.

Копируюший манипулятор содержит первые подвижные губки 1 задающего органа, шарнирно установленные на первом корпусе 2, внутри которого помешено первое телескопическое звено 3 с ус.ганов35 ленными в нем двусторонним фиксатором 4 и первым реечным штоком 5, связанным с первыми подвижными губками 1, а также помещен первый датчик 6 положения.

Устройство содержит вторые подвт:жные губки 7, которые принадлежат исполнительному органу, шарнирно установленные соответственно на втором корпусе. Внутри последнего помещено второе телескопичес45 кое звено . с установленными в нем односторонним фиксатором 10 и вторым реечным штоком 11, связанным со вторыми подвижными губками 7, а также помещен второй .датчик 12 положения. Манисд пулятор также содержиг первый усилитель "

1 3 и исполнительный привод второго телескопического звена (не показан). При этом первый корпус 2 снабжен дополнительными рейками 14, установленными внутри этого корпуса (или выполненными за одно целое с ним), которые параллельны первок. реечному штоку 5 и направлены своими зубьями к этому штоку.

8 ф

Кроме того, в задающую и исполнительную части дополнительно введены первая 1 Г и вторая 1 6 пружины, третий 1 7 и соответственно четвертый 1 8 датчики положения, более чем по одному тактильному датчику 19 и 20, которые установлены на внутренних поверхностях соответственно левой (датчики 19) и правой (датчики 20) губок 7 схвата исполнительного органа манипулятора. Устройство содержит также первый 21 и второй 22 логические eIleменты ИЛИ, логический элемент И 23, второй усилитель 24, сумматор 25 и элемент 26 сравнения. При этом концы первой пружины 15 механически связаны соответственно с первым телескопическим звеном 3 и первым реечным штоком

5, а концы второй пружины 16 соответственно со вторым телескопическим звеном О и вторым реечным штоком 11.

ВыХоды тактильных датчиков левой 1 9 и IIpaвой 20 губок исполнительного схвата подключены соответственно ко входам первого 21 и второго 22 логических элементов ИЛИ, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам логического элемента И 23.

Выходь| последнего через второй усилитель 24 подключены (не показано) к то-ковым обмоткам первого 4 и второго 10 фиксаторов. Выходы первого 6, .-ретье.— го 17 и четвертого 18 датчиков положения подключены соответственно к червому, второму и третьему входам сумматора 25.

Выход последнего подключен к первому входу элемента 26 сравнения, вгорой (вы= читающий) вход которого подключен к вы-ходу второго датчика 1 2 положения. а вы=ход через первый усилитель 1 3 — ко вхг ду исполнительного привода второго телескопического звена (не показан). Токовая обмотка одностороннего фиксатора 1 0 в исполнительном звене дополнена возвратной пружиной 27 этого фиксатора.

На чертеже введены следуюшие обоз-. начения: 0„ - сигнал управления приводом второго телескопического звена;

0,1- сигнал управления первого и втс рого иксаторов.

Еабста копирующего манипуля.гора заключается в следуютцем.

До момента захвата объекта губками схвата 7 двусторонний 4 и односторонний 10 фиксаторы жестко фиксируют соответственно первый реечный шток 5 в пе вом телескопическом звене 3 и второй рэечный шток 11 во втором телескопическом звене 9. При этом пружинь. 15 и 16 не деформированы, потенциомет ры

9469 находятся в среднем (нейтральном) положении. Вэтом состоянии прк угловом переMeuleHNH губок 1 (которое вызывает процольное перемещение звена 3 относитель но первого корпуса 2 ) на этот же самый угол перемещаются и губки 7 за счет продольного перемещения звена 9 о носительно второго корпуса 8. Послецнее объясняется тем, что зацающий и исполнительный схваты в ценном случае раба тают в следящем режиме, так как исполнительный привод второго телескопического звена отрабатывает ошибку (разность цвух сигналов, поступающих с первого 6 и второго 12 датчиков положения), формирующуюся на выхоце элемента 26 сравнения.

При касании обеими губками исполнительного схвета 7 схватываемого преамета, т. е. при срабатывании хотя бы по оцному тактильному цатчику из левой 19 и правой 20 групп, на вход второго усилителя 24 поступает сигнал, . который, усилившись, переключает фиксатор 4 в другое положение (происхоцит сцепление фиксатора 4 с дополнительны..и рейками 14) и вывоцит односторонний фиксатор 10 из зацепления со вторым реечным штоком 11. B результате реечные штоки 5 и 11 получают возможное "ь переме30 щаться соответственно в первом 3 и втором 9 телескопических звеньях.

После кас "ия прецмета губками 7 цальнейшее сжатие губок 1 происходит с усилием,пропорциокальным величине це-. формации пружины 15, т.е. пропорциональ

35 но величине линейного перемещения штока

5 относительно звена 3 (звено 3 неподвижно относительно корпуса 2 ). Величину этого линейного перемещения измеряет

40 третий потенциометр 1 7, выходной сигнал которого через сумматор 25 поступает на пегвый вхоц элемента 26 сравкения.

Возникающая на выходе элементе 26 сравнения ошибка отрабатывается исполнителт кым привоцом второго телескопического звена 9 за счет перемещения этого звена относительно корпуса 8 (при несжимаем ом предмете ра ссмот ре н ное перемещение звене 9 происходит в том же направлении и на ry же величину, что и перемещение штока 5 относительно звена 3). Поскольку после отключения фиксатора 1 0 у штока 1 1 появляется возможнос ь продольного перемещения относительно звена

9, то при перемеще 1ии вверх звена 9 и непоцвижкых губках 7 происхоцит деформация (растяжение) пружины 16 с усилием, пропорциональным усилию сжатия пружины 15. В результате схватывеемый прецмет в исполнительном схвете сжат с усилием, точно соответствующим усилию, развиваемому в эацеющем схвате.

Если же схвать1ваемый прецмет поц действием развиваемого усилия поццается деформации, T. е. губки 7 несколько сжимаются, ro цля сохранения величины сжатия прецмета неизменной используется сигнал четвертого датчика 18 положения, который измеряет величину цеформации (сжатия) предмета. Этот дополнительный сигнал через сумматор 25 тоже поступает не элемент 26 сравнения, в результате исполнительный привоц, отработав данный сигнал. перемещает звено 9 относительно корпуса 8 и reM самым комттенсирует умечьшившуюся (зе счет деформаций сжатия предмета) величину растяжения пружины, т. е. сохраняет неизменным усилие сжатия этого преамета.

После резжетия прецмета через неко торое время, необхоцимое цля привецения пружин 15 и 16, а также погенциометров 17 и 18 в нейтральное положение (это время задается линией задержки до и после второго усилителя 24), проис хоц1П переключение фиксаторов 4 и 10 в положение ке шток в те же зубья реек, "-то и цо взятия предмета, T. е. полностью восстекевлттвеется оцнотипность (синхронность) кинематических параметров меж " цу зецеющек и исполнительной сторонами схвете.

После этого губки 1 и 7 сжимаются и резжимеются в слепящем режиме до тех пор, пока не происходит касание цет-чиков 1 9 и 20 исполнительного схвате с новым прецметом.

Кек показывают теоретические расчеты, годовой экономический эффект от замены известного устройстве (базового объекта) предлагаемым зек1екием состав= ляет кес колько сотен рублей в гоц не кежцый эксплуатируемый образец схвате за счет повышения эффективности и прс изводительности ребо-.ы оператора.

Прнмекенис предлагаемого копирующего манипуляторе позволяет повысить эффективность и произвоцительность работы операторе зе сче.- повышения точности отражения ке схвете зецеющего органе усилий, резвивеемь1х Ha cxMTe исполнительного органе.

Формуле изобретения

Копируюиптй менигуля: op, ".onåðæà1nné первые подвижные губки схвета зеце1ь7 94691

mего органа, шарнирно установленные на первом корпусе, внутри которого помещено aepsoe телескопическое звено с установленными в нем двусторонним фиксатор ром, например электромагнитным, и пер- 5 вым реечным штоком, связанным с первыми подвижными губками, а также первый датчик положения вторые подвиясные губки схвата исполнительного органа, шарнирно установленные на втором корпусе, внутри которого помешено второе телескопическое звено с установленными в нем односторонним фиксатором и вторым реечным штоком, связанным с вторыми подвижными губками, второй датчик поло- >5 жения . первый усилитель и исполнительный

Привод второго телескопического звена,. причем первый корпус снабжен дополнитель- ными рейками, установленными внутри этого корпуса, параллельными первому рееч- 20 ному штоку и направленными своими зубьямикэтомуштоку, отлич а юшийс я тем, что, с иелью повышения точности отраженуся на задающем схвате усилий, развиваемых на исполнительном схвате, в него дополнительно введены первая и вторая. пружины, третий и четвертый датчики положений, а также тактильные датчи-. ки, которые установлены на внутренней поверхности губок схвата исполнительного 30 органа, первый и второй логические эле8

8 менты ИЛИ, логический элемент И, втиpoN усилитель, сумматор и элемент сразнеиия, причем конпы второй пружины механически связаны соответственно с первым телескопическим звеном и первым реечным штоком, а конпы второй пружины соответственно со вторым телескопическим звеном,и с вторым реечным штоком, выходы тактильных датчиков левой и правой губок схвата исполнительного органа подключены соответственно к входам первого и второго логических элементов ИЛИ, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам логичес» кого. элемента И, а выход последнего че.рез второй усилитель подключен к токовым обмоткам первого и второго фиксаторов, выходы первого, третьего и четвертого датчиков положения подключены .соответ ственно к первому, второму и третьему входам сумматора, а выход последнего подключен к первому входу элемента сравнения, второй вычитаюший вход которого подключен к второму датчику положения, а выход через первый усилитель — к входу исполнительного привода второго телескопического звена.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельс-.во СССР

Ио 406718, кл, B 25 У 1Э/02, 1971.

Составитель Т. Юдахина

Редактор М. Голаковски Техред С.Мигуыова Корректор Л. Йзятхо

Заказ 5431/26 Тираж 1087 Подписное

Г1НИИПИ rocyllapc: венного комитета СССР по делим изобретений и открытий

1 1З035, Москва, Ж-,35, Раушская наб., д..I /5

Филиал ППП "I Ia T e>.! ", г. Ужгород. уп. Проон н"..я 1