Манипулятор Советский патент 1984 года по МПК B25J1/02 

Изобретение относится к машинестроению и может быть использовано в различных устройствах и технологических процессах, предусматриваю щих применение манипуляторов, осуществляющих передачу движения из одной среды в другую через гибкую перегородку. Такие манипуляторы им ют корпус, передающий механизм и выходное звено. Известен манипулятор, содержащий основание, закрепленный на гиб кой перегородке корпус, размещенный в нем механизм передачи управляющего движения и вьвдвижной управ ляющий шток одного звена, связанны с выходным звеном 1. Недостатком известного манипуля ра является низкая точность позици нирования , обусловленнаясмещениями (колебаниями) корпуса манипулятора вызываемыми, например, изменяющейс стрелой прогиба перегородки в мест (установки манипулятора под действи ем переменного давления. Цель изобретения - повышение точ ности позиционирования. Цель достигается тем, что манипулятор, содержащий основание, закрепленный на гибкой перегородке ко пус, размещенный в нем механизм передачи управляющего движения и выдвижной управляющий шток одного зве на, связанный с выходным звеном, снабжен рычагом и коромыслом, шарнирно связанными одними концами соответственно с выдвижным управляю щим штоком и с корпусом, а другими концами - между собой, при этом ось качания коромысла жестко связана с основанием, а ось качания рычага со динена с выходным звеном, и отношение длин плеч рычага равно отноше нию длин плеч коромысла. На фиг. 1 изображен манипулятор общий вид; на фиг. 2 - положение звеньев механизма манипулятора при передаче-им перемещений; на фиг.З то же, при компенсации прогиба перегородки; на фиг. 4 - кинематическая схема упрслценного варианта меха низма компенсации манипулятора. Манипулятор состоит из корпуса 1 с механизмом передачи управляквдего движения и выдвижного управлякицего штока 2, шарнирно соединенного с ко цом рычага 3, который другим концом шарнирно соединен в одной точке с концом коромысла 4 и направляющим стержнем 5, другой конец коромысла шарнирно соединен с опорой 6, установленной на корпусе манипулятора 1 Коромысло 4 в средней точке на оси качания опорой 7 связано с неподвиж ным основанием 8, несущим объект позиционирования (не показан), а 3 шарнирно соединен с выходным звеном 9. Точка соединения, т.е ось качания О выходного звена 9 с рычагом 3, и точка опоры, т.е. ось качания 02 коромысла 4, делят длину плеч соответственно рычага и коромысла в одном выбранном отношении (например 1:1 или 1:2 и т.д.). Шарнирное соединение по концам рычага и коромысла в точках К, например, выполнено в виде сочленения продольного паза со стержнем и позволяет изменять в процессе работы длину звеньев механизма, сохраняя при этом выбранные передаточные отношения. Выходное звено 9 и стержень 5 установлены в неподвижных относительно основания 8 опорах с возможностью в.озвратно-поступательного движения параллельно направлению перемещения выходного штока, при этом точки шарнирных соединений К, перемещаются по взаимно параллельным прямым линиям а , S. и с . Корпус 1 манипулятора размещен на перегородке 10, нагрууенной например, наружным изменяющимся давлением Р. Рычаг 3 и коромысло 4 в исходном положении, например, сложены параллельно друг другу и могут быть в процессе работы манипулятора раздвинуты на некоторый угол . Манипулятор работает следующим образом. Рычаг 3 и коромысло 4 :(фиг. 2) находятся в исходном положении и угол между ними, например, равен нулю. При передаче перемещения манипулятором выдвижение штока 2 на величину л вызывает поворот рычага 3 относительно коромысла 4, в результате чего выходное звено 9 перемещается на величину dg , пропорциональную выбранному передаточному отношению рычага Шр: Л д Д Ш Ш , - 1ед причем m - IP где 2р - длина рычага 3 между точками Kj и У.2 его соедине- . ния с выходным штоком 2 и коромыслом 4; 1р - длина плеча рычага 3 между, точками О и К2 его соединения с выходным звеном 9 и коромыслом 4. В случае же прогиба перегородки 10 (фиг.З) на величину f под действием давления Р происходит совместное смещение концов коромысла 4 и рычага 3 относительно неподвижного основания 8 на одну и ту же величину f, вследствие чего рычаг 3 и коромысло 4 совместно поворачиваются на некоторый угол вокруг общей точки О, а именно точки соединения выходного звена 9 с рачагом 3, в результате передачи прогиба стенки f через ме ханизм не происходит. Если же рычаг и коромысло раздви нуты на некоторый угол d- (фиг.1), смещение концов коромысла 4 и {ялчага 3 на в.еличину прогиба f вызывает поворот коромысла 4 вокруг непрдвижной точки О2 оси качания его соединения с основанием 8 и смещения точки соединения с рычагом К н величину 4 ,.пропорциональную пере даточному отношению коромысла m : iK-i причем , где 2 - длина коромысла 4 между точками К и Kj его соеди нения с корпусом 1 манипулятора и рычагом 3; 1 - длина плеча коромысла 4 между точками О, и К его соединения с основанием 8 и рычагом 3. Вследствие того, что передаточны отношения рычага тр и коромысла т в процессе работы механизма остаютс одинаковыми, остается постоянным и расстояние между прямыми линиями с(, S и с , по которым перемещаются точки шарнирных соединений .. и рычага 3 и коромысла 4 с другими звеньями механизма, если во врегЯ смещения манипулятора под действием прогиба перегородки расстояние между К и К шарнирных соединений 1Ж1чага 3 и коромысла 4 тоже сохраняется постоянным, то и расстояние между точками О и О2 остается постоянным, т.е. рычаг 3 выполняет разворот вокруг неподвижной точки О. Вследствие этого выходэное звено 9 манипулятора не испытывает перемещения от прогиба перегородки 10. В тех случаях, когда величина смещения корпуса манипулятора относительно мала, можно упростить конструкцию механизма компенсации, заменив скользящие шарниры вращения на более простые шарнирные соединения. Наличие механизма компенсации перемещения у манипулятора (фиг. 4) устраняет снижение точности позицио нирования, возникающее в результате различных относительных перемещений корпуса манипулятора в процессе работы системы. Повышение точности позиционирования позволит оптимизировать различные технологические процессы.

МАНИПУЛЯТОР, содержащий основание, закрепленный на гибкой пе регородке корпус, размещенный в нем механизм передачи управляющего движения и выдвижной управляющий шток одного звена, связанный с выходным звеном, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования, он снабжен рычагом и коромыслом, шарнирно связанными одними концами соответственно с выдвижным управляющим штоком и с корпусом, а другими концами - между собой, при этом ось качания коромысла жестко связана с основанием, а ось качания рычага соединена с выходным звеном и отношение длин плеч рычага равно отношению длин плеч коромысла.

///////////////////////////У//////////////////////////////////////.

Фиг.З

/