Манипулятор Советский патент 1984 года по МПК B25J11/00 

Изобретение относится к манипуляторостроению и может быть использовано в отраслях народного хозяйства, где необходимо манипулирование различными предметами и грузами, в т. ч. при выполнении монтажных работ.

Известен манипулятор, содержащий опорную конструкцию, задающее устройство, исполнительный механизм, выполненный в виде дифференциального механизма с бесконечным тяговым органом, огибающим систему блоков, расположенных в одной плоскости и установленных на опорной конструкции, и рабочий орган с захватом, закрепленный на промежуточном валу, кинематически связанном с системой блоков (1).

Недостатком известного манипулятора является то, что вспомогательная зона, в которой могут находиться узлы и детали ис юлнительного механизма при его работе превыщает зону обслуживания.

Цель изобретения - обеспечение дополнительного рабочего движения и за счет этого расщирение зоны обслуживания без изменения размеров самого манипулятора, а также уменьшение вспомогательных площадей.

Указанная цель достигается тем, что манипулятор, содержащий опорную конструкцию, задающее устройство, исполнительный механизм, выполненный в виде дифференциального механизма с бесконечным тяговым органом, огибающим систему блоков, расположенных в одной плоскости и установленных на опорной конструкции, и рабочий орган с захватом, закрепленный на промежуточном валу, кинематически связанном с системой блоков, снабжен кареткой на которой расположен промежуточный вал и два блока из систе.мы блоков, кинематически связанных с этим валом, при этом валы остальных блоков размещены на опорной конструкции симметрично относительно про.межуточного вала и два из них снабжены приводами.

На фиг. 1 изображен стационарный вариант предлагаемого манипулятора; на фиг. 2 - схема исполнительного механизма и его связи с задающим устройством; на фиг. 3 - вариант манипулятора, навешиваемого на погрузчик.

Предлагаемый манипулятор состоит из задающего устройства 1, рабочего органа 2, выполненного в виде многозвенной шарнирной руки, оснащенной исполнительным механизмом.

Исполнительный механизм выполнен в виде дифференциального механизма с бесконечным тяговым органо.м 3, который огибает с углом охвата 180° niecTb блоков (звездочек) 4-9, расположенных в одной горизонтальной плоскости. В качестве тягового органа могут быть применены лента, трос или ремень. Однако предпочтительпее использовать приводную цепь, исключающую проскальзывание и обеспечивающую более точное позиционирование рабочего органа. Цепь может быть втулочно-роликовой или двуеторонней зубчатой. Четыре периферийных блока 4-7 этой передачи закреплены симметрично на опорной конструкции 10. Последняя может быть выполнена стационарной, например в - изолированной камере 11 (см. фиг. 1), или подвижной, в качестве которой может быть использован погрузчик (фиг. 3). Два центральных блока 8 и 9 размещены на каретке 12, имеющей возможностьвозвратно-поступательных

перемещений на роликах 13 (см. фиг. 1) или на сухарях 14 (см. фиг. 3) по продольным эле.ментам 15. На каретке в подшипниках (не показаны) установлены валы 16 и 17, на которых закреплены блоки 8 и 9, а также щестерни 18 и 19, на каретке в

подшипнике 20 установлены промежуточный вал 21 с зубчатым колесом 22, находящимся в зацеплении с шестернями 18 и 19. Промежуточный вал 21 проходит сквозь направляющий паз 23, выполненный в опорной конст рукции доль продольной оси дифференциальной передачи параллельно элементам 15. К нижнему концу промежуточного вала 21 прикреплена шарнирая рука 2.

Два блока, расположенные на опорной конструкции по разные стороны от продольной осп передачи, например блоки 4 и 5 снабжены приводами. Привод этих блоков может осушествляться от одного дви1ате.1я через управляемую коробку передач, кинематически соединяющую вал двигателя с валами блоков двумя снособа.мп: либо посредством одного, либо посредством двух паразитных колес, соответственно обеспечивая вращение блоков в одинаковом или противоположном направлениях. Эти же блоки могут быть С1габжеиы индивидуальными приводами -двигате.чями 24 и 25. Двигатели могут быть электрическим; гидравлически.ми, пневматическим и др. в зависи.мости от условий эксг луатации манипулятора. Управление этими двигателями, также как и другими, имеющимися в исполнительном механизме, осуществляют зада оЩИМ устройством 1, в котором к 1 аКО 1СМнику 26 прикре 1леиа рукоятка 27. Для управления диффере щиаль к)й передачей наконечник 26 закрепле на ползуне 28. раз мещеином в наг равляющих 29, и, того, имеет возможность поворота вертикальной оси. В задающем устройстве смонтированы также трехпозип, с само.возвратом в нейтралы ое положение переключатели 30 и 31. В варианте мапиг улятора, павешивае.мого на погрузчик, кро.ме того, могут быть предусмотрены траверса 32, рикрепленная к промежуточному валу 21. к которой ларнирно рпсоединен рабочий 2, а также средства навешивания 33 на стрелу или вилы погрузчика и средства

крепления к ним, например кулачковые, винтовые или друсие зажимы 34.

Мапипулятор работает слелуюшим образом.

Усилием руки оператор изменяет взаимное расположение шарнирных звеньев рукоятки 27. В результате вырабатываются сигналы, которые после усиления управляют соответствующими приводами шарнирной руки 2.

При необходимости поворота рабочего органа вокруг вертикальной оси оператор поворачивает в требуемом направлении рукоятку 27. Например, при повороте рукоятки по часовой стрелке (см. фиг. 2) наконечник 26 замыкает: правый контакт переключателя 30, который подает питание на электродвигатель 25, и левый контакт переключателя 31, который подает питание на электродвигатель 24. Электродвигатели начинают вращать блоки 4 и 5 по часовой стрелке с одинаковой частотой вращения. Блоки 6 и 7 также вращаются по часовой стрелке, а блоки 8 и 9 - против часовой стрелки. В результате взаимодействия шестерен 18 и 19 с зубчатым колесом 22 вал 21 поворачивается по часовой стрелке, также как и наконечник задающего устройства. За счет равенства длин сбегающих и набегаюп1их участков тягового органа между периферийными и централып 1ми блоками (как слева, так и справа) производится поворот рабочего органа 2 на месте. При повороте наконечника 26 задающего устройства против часовой стрелки в этом же направлении поворачивается и рабочий орган. Величина углов поворота регулируется временем замыкания соответствующих контактов в переключателях 30 и 31. Поворот рабочего органа может осуществляться на угол ±360°, а при необходимости и более, например, при сборке резьбовых соединений (при установке крышек с резьбой и т. п.). При этом создается круговая зона обслуживания, обозначенная па фиг. 2 контуром «а. В этом случае зона обслуживания .меньше вспомогательной зоны, в которой раз.мещаются органы манипу.лятора.

и S -J к - -5 Г7

и

При необходимости расишрения зоны об служивапия и для обеспечения поступательного движения рабочего органа, например для переноса детали, датчика и пр. вдоль фронта работ или при сборке поступательной -пары, наконечник 26 вместе с ползуном 28 перемеп1,ают поступательно, например влево, в направляющих 29.

В результате замыкания левых контактов в переключате,тях 30 и 31 двигатель 24 вращается по часовой стрелке, а двигатель 25 в противоположном направлении. Вследствие одинакового укорачивания участков тягового органа между блоками 4 и 8 блоками 5 и 8, а также соответствующего одинакового удлпнения участков тягового органа между блоками 6 и 9 и блоками 7 и 9 происходит перемещение каретки 12 влево. При этом блоки 8 и 9, а, следовательно, промежуточный вал 21 и рабочий орган не вращаются, перемещаясь поступательно. Величина поступатеотьных перемещений рабочего органа может регулироваться продолжительностью замыкания контактов в переключателях 30 и 31, а также может быть ограничена концевыми выключателями (не показаны), установленными у крайних положений кареткн. Во всех положениях каретки, в т. ч. и в крайних, рабочий орган может работать с круговой зоной обслуживания. Контуром б на фиг. 2 обозначена полная (расн пренная) зона обслуживания манипулятора,

Пpeдлaгae Пэlй манипулятор обладает дополнительным рабочим движением поступательным nepcMcnieniieM рабочего органа. Палпчие такого движения расн1иряет зону обслуживания. Кроме того, упрощается iip()iiecc управления мапппулятором при выполнении поступательных Hepe ienieний по М11ожсст1 у траекторий, парал.кмьных продольно осп лнффсрепщьч. передачи. Hei)rp;iHiiiciiHbni угол поворота рабочего о.ргапа. наряду с ротапней захвата, распшряет тс.хнологпческне возможности манипулятора, нанример, при сборке резьбовых соедипений.

//-./

МАНИПУЛЯТОР, содержащий опорную конструкцию, задающее устройство, исполнительный механизм, выполненный в виде дифференциального механизма с бесконечным тяговым органом, огибающим систему блоков, расположенных в одной плоскости и установленных на опорной конструкции, и рабочий орган с захватом, закрепленный на промежуточном валу, кинематически связанном с системой блоков, отличающийся тем, что, с целью расщирения зоны обслуживания, он снабжён кареткой, на которой расположен про.межуточный вал и два блока из системы блоков, кинематически связанных с этим валом, при этом валы остальных блоков размещены на опорной конструкции симметрично относительно промежуточного вала и два из них снабжены приводами.