ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПАТРОН Российский патент 2012 года по МПК G01B5/25 

Изобретение относится к станкостроительной области, в частности к робототехнике, и может быть использовано для настройки механического нулевого положения осей кисти манипулятора.

Известно «Устройство для воспроизводимого соединения двух механических элементов» по заявке WO №2005032772, МПК B25J 19/00, G01B 5/00, B23Q 16/06, состоящее из корпуса, внутри которого установлен щуп, имеющий возможность взаимодействия сдатчиком положения с одной стороны и, при установке на вал, поперечным пазом, выполненным в валу оси манипулятора, с другой стороны.

К недостаткам известного измерительного патрона можно отнести низкую надежность и неудобство использования, так как предложенная конструкция предусматривает вращение вала при настройке только в одном направлении, даже случайное движение в противоположном направлении приводит к поломке щупа. При небольшом перемещении вала происходит незначительное перемещение щупа, которое невозможно зафиксировать, что снижает точность настройки.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению является техническое решение по патенту US №4419831, МПК B25J 9/10, G01B 5/24, G01B 5/25, B23Q 16/06, «Способ и устройство для воспроизводимого соединения двух механических элементов, которые подвижны относительно друг друга», в котором устройство состоит из корпуса, внутри которого установлен подпружиненный щуп, взаимодействующий с измерительным механизмом с одной стороны и имеющий возможность контактирования с выполненным в валу оси манипулятора пазом с другой стороны.

Недостатком данного технического решения является низкая точность настройки механического нулевого положения осей кисти манипулятора, обусловленная низкой точностью самого измерительного механизма и его передаточного звена, а также несовпадение размеров контактной части щупа с размерами паза вала при изготовлении приводит к погрешности замеров. Визуальный контроль требует большего времени для настройки.

Создание данного изобретения направлено на повышение точности и сокращение времени настройки. Для этого измерительный патрон, содержащий корпус с крышкой, внутри которого расположен щуп, пружина и измерительный механизм снабжен источником питания и токопроводящей пластиной. Щуп выполнен в виде металлического стержня, расположенного в изоляционной втулке, на которой концентрично установлена токопроводящая гильза, при этом токопроводящая пластина установлена в верхней части изоляционной втулки с возможностью взаимодействия со стержнем щупа. На токопроводящей пластине установлен источник питания, зафиксированный с помощью шайбы и стопорного кольца относительно изоляционной втулки, а пружина размещена между источником питания и крышкой корпуса. Измерительный механизм выполнен в виде индикатора, установленного в крышке корпуса и электрически связанного с токопроводящей пластиной и корпусом измерительного патрона. Измерительный патрон имеет съемный защитный кожух, который устанавливается на корпусе измерительного патрона с открытой стороны щупа и предохраняет его от повреждений хранении.

На фиг.1 представлен общий вид измерительного патрона в разрезе, при хранении; на фиг.2 - общий вид измерительного патрона в разрезе, в процессе работы.

Измерительный патрон содержит корпус 1 с крышкой 2 и измерительный механизм 3. Внутри корпуса 1 установлены пружина 4 и щуп, состоящий из металлического стержня 5, расположенного в изоляционной втулке 6, на которой концентрично установлена токопроводящая гильза 7. В верхней части изоляционной втулки 6 установлена токопроводящая пластина 8 с возможностью взаимодействия со стержнем 5 щупа. На токопроводящей пластине 8 установлен источник питания 9, зафиксированный с помощью шайбы 10 и стопорного кольца 11 относительно изоляционной втулки 6. Пружина 4 размещена между источником питания 9 и крышкой 2 корпуса 1. Измерительный механизм 3 выполнен в виде индикатора 12, установленного в крышке 2 корпуса 1 и электрически соединенного с токопроводящей пластиной 8 и корпусом 1. Измерительный патрон снабжен съемным защитным кожухом 13, который устанавливается на корпусе 1 измерительного патрона с открытой стороны стержня 5 щупа и предохраняет его от повреждения при хранении.

Измерительный патрон работает следующим образом.

Перед началом использования снимается защитный кожух 13 и измерительный патрон устанавливается известным способом на корпус вала (см. фиг.2) оси кисти манипулятора, требующего настройки. При этом, если щуп не совпадает с пазом вала, то он находится в верхнем не рабочем положении, при этом пружина 4 сжата, а электрическая цепь: стержень 5 - гильза 7 - пластина 8 - источник питания 9 - индикатор 12, разомкнута (см. фиг.1). Для настройки механического нулевого положения оси вала кисти манипулятора вал вращают в ту или иную сторону до попадания щупа в паз вала, при этом пружина 4 распрямляется, щуп опускается в паз вала до момента наступления контакта его стержня 5 и гильзы 8 с плоскостями паза. В этом случае происходит замыкание через вал электрической цепи: стержень 5 - гильза 7 - пластина 8 - источник питания 9 - индикатор 12, и индикатор 12 загорается. При этом роль заземления выполняет связанный с индикатором 12 корпус 1 измерительного патрона, а изоляционная втулка 6 изолирует токопроводящие элементы, такие как стержень 5, гильза 7 и пластина 8, друг от друга. После этого настройка заканчивается, а механическое нулевое положение оси вала кисти манипулятора считается выставленным.

Таким образом, предлагаемая конструкция измерительного патрона позволяет повысить точность и сократить время настройки механического нулевого положения оси вала кисти манипулятора, так как малейшее смещение вала или неправильное расположение щупа в его пазу приводит к разрыву электрической цепи, о чем мгновенно сигнализирует индикатор. Кроме того, данный измерительный патрон прост и удобен в эксплуатации.

Изобретение относится к станкостроительной области, в частности к робототехнике, и может быть использовано для настройки механического нулевого положения осей кисти манипулятора. Сущность: измерительный патрон содержит корпус 1 с крышкой 2 и измерительный механизм 3. Внутри корпуса 1 установлены пружина 4 и щуп, состоящий из металлического стержня 5, расположенного в изоляционной втулке 6, на которой концентрично установлена токопроводящая гильза 7. В верхней части изоляционной втулки 6 установлена токопроводящая пластина 8 с возможностью взаимодействия со стержнем 5 щупа. На токопроводящей пластине 8 установлен источник питания 9, зафиксированный с помощью шайбы 10 и стопорного кольца 11 относительно изоляционной втулки 6. Пружина 4 размещена между источником питания 9 и крышкой 2 корпуса 1. Измерительный механизм 3 выполнен в виде индикатора 12, установленного в крышке 2 корпуса 1 и электрически соединенного с токопроводящей пластиной 8 и корпусом 1. Измерительный патрон снабжен съемным защитным кожухом 13, который устанавливается на корпусе 1 измерительного патрона с открытой стороны стержня 5 щупа и предохраняет его от повреждения при хранении. Технический результат: повышение точности и сокращение времени настройки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Измерительный патрон, содержащий корпус с крышкой, внутри которого расположены щуп и пружина, и измерительный механизм, отличающийся тем, что он снабжен источником питания и токопроводящей пластиной, щуп выполнен в виде металлического стержня, расположенного в изоляционной втулке, на которой концентрично установлена токопроводящая гильза, при этом токопроводящая пластина установлена в верхней части изоляционной втулки с возможностью взаимодействия со стержнем щупа, на токопроводящей пластине установлен источник питания, зафиксированный с помощью шайбы и стопорного кольца относительно изоляционной втулки, а пружина размещена между источником питания и крышкой корпуса, причем измерительный механизм выполнен в виде индикатора, установленного в крышке корпуса и электрически связанного с токопроводящей пластиной и корпусом измерительного патрона.

2. Измерительный патрон по п.1, отличающийся тем, что он снабжен съемным защитным кожухом, предохраняющим повреждения измерительного щупа при его хранении, устанавливаемым на корпусе измерительного патрона с открытой стороны щупа.