Захватное устройство Советский патент 1986 года по МПК B25J15/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к захватным устройствам манипуляторов, используемых для захвата и транспортировки различных по весу И форме деталей при работе в различных средах.

Целью изобретения является повышение надежности захвата путем направленной деформации эластичных зажимных элементов.

На фиг. 1 схематически изображено захватное устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - возможные основные угловые положения захватного устройства относительно руки манипулятора; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - захватное устройство с телескопическими рычагами.

Предлагаемое захватное устройство состоит из корпуса 1, в нижней части которого установлены пальцы 2 с зажимными элементами в виде эластичных втулок 3 (резина, полиуретан и т. п.) и нажимными элементами 4, а на верхней - силовой привод зажимных элементов, выполненный в виде цилиндра 5 одностороннего действия.

Поршень 6 цилиндра 5 сверху вниз нагружен силовой возвратной пружиной 7 до контакта с торцовым регулируемым винтовым упором 8 с образованием при этом в цилиндре 5 рабочей полости 9, в которую по каналу 10, выполненному в корпусе 1, осуществляется подача под давлением рабочего тела, например сжатого воздуха.

На конце штока 11 поршня 6 закреплена траверса 12, через которую проходят расположенные параллельно штоку 11 пальцы 2, и обеспечивается передача силового воздействия пружины 7 на эластичные втулки 3 в сторону зажима детали 13. Для обеспечения радиальной перестановки пальцев 2 на заданные наружные и внутренние размеры деталей в корпусе 1 и траверсе 12 выполнены радиальные пазы: соответственно Т-образные 14 и сквозные 15.

Захватное устройство соединено с рукой 16 манипулятора посредством средств шарнирного закрепления, выполненных с возможностью жесткой угловой установки корпуса I с пальцами 2 относительно руки 16 манипулятора (фиг. 2), для чего на торцовой поверхности проушины 17 схвата выполнены равномерно расположенные углубления 18 под фиксатор 19 руки 16 манипулятора (фиг. 3).

Для предотвращения радиального отгиба пальца 2 траверса 12 имеет дисковый фиксатор 20, имеющий радиальные пазы 21 с односторонней зубчатой геребен- кой, между впадинами которой проходит палец 2 (фиг. 4).

Захватное устройство может быть выполнено с обеспечением захвата деталей 13 пальцами 2 без дополнительного перемещения захватного устройства. В этой структурной

схеме пальцы 2 выполнены составными, нижний стержень 22 телескопически связан верхним стержнем 23 пальца 2 посредством упругого элемента, например пружины 24 растяжения, с возможностью ограниченного осевого возвратно-поступательного перемещения (фиг. 5).

Кроме того, для более плотного зажима деталей опорный буртик 25 пальцев 2 спрофилирован конусно или сферически. При

этом обеспечивается последовательный снизу вверх плотный зажим детали 13 эластичными втулками 3.

Захватное устройство работает следующим образом.

Рабочее тело подают в полость 9 по команде от системы управления и поршень 6 со штоком 11 и траверсой 12 перемещается по направлению к руке 16 манипулятора, сжимая при этом пружину 7. Эластичные втулки 3, ранее объемно сформо0 ванные силовым воздействием пружины 7, за счет энергии упругих деформаций восстанавливают свою первоначальную форму, образуя между собой щель для захватываемой детали 13. После этого подается команда от системы управления на перемещение руки 16 захватным устройством на позицию захвата, где полость 9 цилиндра 5 автоматически соединяется со сливом. При этом сжатая пружина 7 перемещает поршень 6 со штоком 11 и траверсой 12 (на зажим

0 детали 13) в направлении от руки манипулятора. Траверса 12 через нажимные элементы 4 осуществляет объемное деформирование эластичных втулок 3, материал которых, плотно прижимаясь радиально к поверхности детали 13, заполняет все ее

неровности. Вследствие этого захваченная деталь надежно удерживается эластичными втулками не только за счет сил трения, но и за счет сил сцепления материала втулок с не ровностями поверхности детали. Степень деформации материала эластичных втулок и зажима детали регулируют винтовым упором 8, ограничивая при этом силовое воздействие пружины 7, которая выполняет роль возвратной пружины и механизма блокировки зажима детали в рабочем положении.

5 Управляя перемещением зажимных эластичных втулок, а именно направленной деформацией их материала, можно обеспечить надежный захват, зажим и удержание различных по форме и весу деталей за наружные и внутренние поверхности.

0

После зажима детали 13 эластичными втулками подается команда перемещения руки 16 на позицию разгрузки.

Для разгрузки детали 13 в полость 9 цилиндра 5 по команде от системы управ5 ления подается рабочее тело и поршень 6 перемещается в направлении к руке 16 манипулятора, сжимая при этом пружину 7. Эластичные втулки 3 примимают свою первоначальную форму, деталь под собственным весом выгружается на позицию разгрузки, цикл закончен.

Аналогично работает схват, выполненный по фиг. 5, у которого пальцы 2 составные. В этом случае нижние стержни 22 пальцев 2 совершают ограниченное осевое возвратно-поступательное перемещение, удлиняясь при захвате детали (рабочее положение) и укорачиваясь после разгрузки детали (исходное положение).

При зажиме детали стержни 22 пальцев 2 перемещаются в направлении от руки манипулятора под воздействием траверсы 12, так как последняя толкает нажимные элементы 4, которые воздействуют на втулки 3, последние перемещают стержни 22, растягивая (сжимая) при этом пружину 24. После выбора свободного хода стержней 22

происходит деформация втулок 3 на зажим детали 13.

При этом, если опорный буртик 25 пальцев 2 спрофилирован конусно или сферически, то зажим детали 13 втулками 3 происходит снизу вверх по высоте втулок 3. Это позволяет лучше управлять деформацией материала втулок 3 путем обтекания детали снизу и тем самым дополнительно повысить надежность зажима и удержания различных по форме и весу деталей. При разгрузке детали 13 нижние стержни 22 пальцев 2 перемещаются в направлении к руке 16 манипулятора под воздействием пружин 24, так как силового воздействия пружины 7 нет, и втулки 3 восстанавливают свою первоначальную форму. Предлагаемое захватное устройство позволяет повысить надежность работы.

Фиг.2

4

/ / / //// /// //////7/

А-А

5-Б

17

15

12

2f

20

(рце.З

фиг. 4

72

23

2

15

(pus. 5