Модуль манипулятора Советский патент 1985 года по МПК B25J9/08 B25J18/06 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к манипуляторам и предназначено для обслуживания процессов перемещения объектов в пространстве.

Цель изобретения - упрощение монтажа путем автономности модуля.

На фиг. 1 схематически изображен модуль манипулятора, в разрезе, общий вид; на фиг. 2 и 3 - компоновка манипулятора из модулей в различные моменты работы.

Модуль манипулятора состоит из первого опорного элемента 1, второго опорного элемента 2 и сильфонов 3. Первый опорный элемент выполнен с полостью в виде камеры 4 с заливной пробкой 5, через которую заливается рабочая среда 6. Между полостью 4 и сильфонами 3 размещены пористая перегородка 7 и сетчатые электроды 8, соединяемые токопроводами 9, размещенными в каналах 10. Между модулями .имеется полость 11. Модуль размещен между соседними модулями 12 и 13.

Манипулятор составляется из одинаковых унифицированных модулей и снабжается схватом.

В модуле к торцам круглых цилиндрических первого 1 и второго 2 опорных элементов прочно присоединены своими концами по периметру полые цилиндрические сильфоны 3, которые между собой взаи У1освязаны. Центральный сильфон соединен боковыми стенками с расположенными симметрично вокруг него периферийными сильфонами.

Первый опорный элемент 1 выполнен в виде полого цилиндра. Полость представляет собой общую камеру 4. Боковая камера общей камеры 4 снабжена заливным отверстием, герметически закрываемым пробкой 5. Торец камеры 4 со стороны сильфонов выполнен с круглыми отверстиями, расположенными соосно с присоединенными к торцу сильфонами. Общая камера 4 и сильфоны 3 заполнены рабочей средой 6, которая введена через отверстие с пробкой 5. Общая камера 4 и сильфоны 3 составляют взаимосообщающуюся систему для среды 6. Круглые отверстия торца камеры 4 со стороны сильфонов имеют меньший, чем сильфоны, диаметр. В отверстия вмонтированы пористые перегородки 7. С обеих сторон пористых перегородок 7 (со стороны общей камеры 4 и со стороны сильфонов 3) закреплены сетчатые электроды 8. В боковой стенке первого опорного элемента 1 проделаны каналы 10. Через каналы 10 наружу, к второму торцу первого опорного элемента 1, выведены электроизолированные провода от электродов 8. Взаимосообщающаяся система для рабочей среды 6 из камеры 4 и сильфонов 3 герметична и отделена от внемодульной среды. Второй торец опорного элемента 1 выполнен с буртиком. Буртик и торец вместе образуют первую часть межмодульной полости 11. Второй опорный элемент 2 выполнен в виде цилиндра, к одному торцу которого прочно по всему периметру, присоединены концами сильфоны. Другой конец опорного элемента 2 выполнен с буртиком, образующим вместе с ним вторую часть межмодульной полости 11. Межмодульная полость 11 создана введением конца одного модуля в конец другого модуля (предыдущего либо последующего) при сборке манипулятора из модулей. В межмодульной полости 11 располагаются элементы коммутации и схем управления. Для соединения модулей на буртилах наружных торцов несущих платформ, предусмотрена резьба, и стыковка модулей производится простым ввинчиванием конца одного модуля в конец другого. Первый модуль первым опорным элементом прикрепляется неподвижно к основанию.

Первый и второй опорные элементы выполнены из электроизоляционного материала. Сильфоны выполнены либо из электроизоляционного, инертного, упругого, гибкого материала, либо материала, покрытого инертной электроизоляцией (например, полиэтилен, полипропилен). Рабочая среда и пористые перегородки подобраны так, чтобы иметь оптимальную электрокинематическую пару, при этом материал электродов обязательно должен быть инертным к рабочей среде, например, ацетонитрил (среда) - фарфор (перегородка) - алюминий, серебро (электроды).

Работа манипулятора заключается в управляемом перемещении конца со схватом (с полезным грузом или без него) относитель но другого, неподвижно закрепленного, конца манипулятора. Это перемещение является суммарным, состоящим из отдельных перемещений каждого модуля. В работе предыдущий модуль является ведущим относительно последующего, ведомого, модуля. Перемещение в модуле - это изменение взаиморасположения первого и второго опорных элементов один относительно другого. Оно является результатом растяжения либо сжатия центрального и периферийных сильфонов 3. Растяжение либо сжатие возникают от появления разницы, в давлениях между отдельными сильфонами 3. Разница в давлениях возникает при перераспределении количества рабочей среды в полости и сильфонах 3. Перераспределение рабочей среды 6 происходит за счет управляемого перетекания рабочей среды через пористые перегородки 7. Для перетекания рабочей среды 6 через пористые перегородки 7 к расположенным у перегородок 7 электродам 8 подводится электроэнергия. Подача электрической энергии на электроды 8 вызывает движенне рабочей среды 6 через поры перегородок 7. Происходящее можно сравнить с работой насоса, перекачивающего жидкость из одной полости в другую. Перемена знака подаваемой электроэнергии изменяет направление перекачивания.

Так как сильфоны и общая камера взаимосвязаны между собой через пористые перегородки, управляемое перераспределение количества рабочей среды приводит к управляемому перемещению опорных элементов, являющихся опорами подвижного

соединения сильфонов, за счет возникновения силовых плеч платформы - сильфоны.

Преимуществом данного модуля является автономность, что позволяет упростить монтаж и управление.

МОДУЛЬ МАНИПУЛЯТОРА, содержащий центральиый гибкий элемент с размещенными вокруг него сильфонамц расположенными между двумя опорными элементами и заполненными рабочей средой, отличающийся тем, что, с целью упрощения монтажа, он снабжен пористой перегородкой и сетчатыми электродами, в одном из опорных элементов выполнена полость, заполненная рабочей средой, а пористая перегородка и сетчатые электроды размещены между сильфонами и полостью опорного элемента. О) 00 00

фиг. 2 О Риг. 3