МАНИПУЛЯТОР Российский патент 2019 года по МПК B25J3/00 B25J1/00 B25J21/00 

Предлагаемый манипулятор предназначен для работы в лабораторных и производственных шкафах, защитных боксах и за защитными экранами различного назначения, в частности, в ядерной, а также в биологической технике и является приспособлением для работы с радиоактивными и биологическими веществами, исключающими непосредственный контакт человека с этими веществами.

Известны манипуляторы, предназначенные для дистанционного проведения простых вспомогательных лабораторных и производственных работ (перенос предметов, долговременное держание предметов), в лабораторных шкафах и защитных боксах (с шаровой опорой).

Также известны волновые передачи, осуществляющие движение в герметизированное пространство (передача через герметическую эластичную перегородку) (см. а.с. №170254 кл. 47, 430г, 47 701).

Известны также конструкции манипуляторов, состоящих из длинной трубы (шпаги), на одном конце которой имеется специальное устройство для крепления сменных захватов, на другом - устройство для управления манипулятором, состоящее из ручки или штурвала, маховичка поворота и гайки.

Внутри трубы шпаги манипулятора проходит шток с крупной резьбой на конце. При повороте маховичка шток ввертывается в гайку и подается вперед, в результате чего происходит сжатие губок инструмента, труба шпаги манипулятора установлена в шаровой опоре, закрепленную в стене бокса, позволяет выполнять операции возвратно-поступательного движения в защитном герметичном боксе или шкафу (см. каталог-справочник «Манипуляторы» Ленинград 1968 г. стр. 16-40).

Известны манипуляторы на шаровой опоре, в которой совершает возвратно-поступательное движение шпага, несущая внутри себя шток привода захвата, которые снабжены с целью герметичности движения зазоров между трубой и шаровой опорой, штоком и трубой, они снабжены разнообразными уплотнениями (набивками, втулками, сальниками и сильфонами, а также резьбовыми соединениями).

Однако, это не дает полной герметичности, плавности, точности и долговечности работы.

Целью изобретения является достижение полной герметичности, плавности, точности и долговечности привода штанги в возвратно-поступательном движении в герметизированное пространство (в лабораторные и производственные защитные шкафы и боксы).

Для достижения этой цели в известных манипуляторах манипулирование (движение) трубы шпаги относительно шара (опоры), а также привода штока (захвата штанги) в возвратно-поступательном движении относительно трубы шпаги снабжены разнообразными уплотнениями (втулками, сальниками и сильфонами) для достижения герметичности движения.

В качестве привода трубы шпаги в перемещении относительно шара (опоры), а также штока в перемещении относительно трубы шпаги может быть использована волновая передача (винт-гайка) (передача через гибкую эластичную перегородку) при помощи генератора волн.

Кроме того, конструкция генератора волн обеспечивает плавную и одновременную регулировку как самого генератора, так и передвижение трубы шпаги и штока штанги захвата относительно своих опор.

На фиг. 1 изображен общий вид манипулятора. На фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. На фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Манипулятор с приводом шпаги через герметическую эластичную перегородку от волновой передачи содержит шаровую опору 1 типа ОШ, несущую на себе шпагу 2, которая состоит из длинной трубы 3, на одном конце которой имеется специальное устройство 4 для крепления сменных захватов 5, на другом - два волновых привода, содержащих волнообразователи (генераторы) 6 и 7.

Последний выполнен из двух половин, скрепленных шарнирно между собой при помощи штифтои и специальных смежных винтов (см. а.с. №170254 кл. 47, 430г; 47; 701).

В каждой половине генератора расположены шариковые подшипники, посредством которых генераторы сдавливают гибкие элементы (стаканы) 6 и 7 манипулятора в радиальном направлении.

Для самоцентрирования генератора подшипники сдвоены и расположены в шахматном порядке, что сближает точки приложения усилий со стороны генератора на гибкие элементы (стаканы) 8 и 9 манипулятора.

Это необходимо, так как генератор выполнен двухволновым.

Манипулятор работает следующим образом.

Гибкие элементы предварительно сдеформированы стяжным винтом генератора, затем при вращении рукояток (маховиков), установленных на генераторах 6 и 7. Генераторы передают деформации радиальных усилий на гибкие элементы (стаканы) 8 и 9, придавая им форму эллипса. В зонах малой оси эллипса кольцевые канавки, нарезанные на внутренней поверхности гибких элементов (стаканов) 5 и 6, входят в зацепления с резьбой трубы 3 и резьбой штока 10, при вращении генераторов вызывают осевое перемещение (возвратно-поступательное движение трубы шпаги относительно шаровой опоры и штока захвата относительно трубы шпаги).

Для быстроты манипулирования движения генератора 5 трубы шпаги рекомендуется осуществлять от индивидуального электропривода с различным приводом передач (зубчатым, цепным, ременным и пр.).

Остальные движения (манипулирования) манипулятора несет на себе шаровая опора, которая встроена в стену камеры, бокса, шкафа подвижно.

Предлагаемый манипулятор с герметичным приводом шпаги через герметическую эластичную перегородку от валовой передачи по сравнению с известными приводами шпаг манипуляторов, служащими для манипулирования в герметичных шкафах, боксах и пр., обладает полной герметичностью привода передачи движения шпаги относительно шаровой опоры, а также плавностью, точностью и долговечностью работы.

Испытания предложенного привода шпаги манипулятора показали, что привод является абсолютно герметичным, обладает плавностью, точностью и долговечностью работы по сравнению с известными приводами шпаг манипуляторов.

Экономический эффект от внедрения предложенного герметичного привода шпаги манипулятора по предварительным подсчетам в масштабе предприятия составил 100 тысяч рублей.

Изобретение относится к области ядерной и биологической техники и может быть использовано при производстве манипуляторов для работы с радиоактивными и биологическими веществами. Манипулятор содержит шаровую опору, несущую шпагу в виде трубы, и шток захвата. На одном конце шпаги расположено устройство для крепления сменных захватов, а на другом - два волновых привода в виде генераторов волн для передачи возвратно-поступательного движения соответственно трубе шпаги относительно шаровой опоры и штоку захвата относительно трубы шпаги с помощью герметичных гибких стаканов, в которых установлены упомянутые труба шпаги и шток захвата. Герметичные гибкие стаканы выполнены с кольцевыми канавками на их внутренней поверхности, входящими в зацепление с резьбой на трубе шпаги и штоке захвата с возможностью регулирования величины радиальных усилий на герметичные гибкие стаканы со стороны генераторов с обеспечением их самоцентрирования относительно оси гибких стаканов. В результате повышаются герметичность, плавность, точность и долговечность работы манипулятора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Манипулятор, содержащий шаровую опору, несущую шпагу в виде трубы, на одном конце которой расположено устройство для крепления сменных захватов, и шток захвата, отличающийся тем, что он снабжен двумя расположенными на другом конце шпаги волновыми приводами в виде генераторов волн, предназначенных для передачи возвратно-поступательного движения соответственно трубе шпаги относительно шаровой опоры и штоку захвата относительно трубы шпаги с помощью герметичных гибких стаканов, в которых установлены упомянутые труба шпаги и шток захвата, при этом герметичные гибкие стаканы выполнены с кольцевыми канавками на их внутренней поверхности, входящими в зацепление соответственно с выполненной на трубе шпаги и штоке захвата резьбой с возможностью регулирования величины радиальных усилий на герметичные гибкие стаканы со стороны генераторов с обеспечением их самоцентрирования относительно оси гибких стаканов.

2. Манипулятор по п.1, отличающийся тем, что каждый из генераторов состоит из двух шарнирно связанных между собой посредством штифтов половин, стянутых винтом, и выполнен с двумя рядами шариковых подшипников для передачи давления на гибкие стаканы.