Захватное устройство Советский патент 1986 года по МПК B25J15/00 

Изрбретение относится к робототех нике, а именно к захватньм устройствам, предназначенным для захвата неориентированных, деталей типа валов из навала. Целью изобретения является повыше ние производительности путем обес:печения захвата неориентированных дета лей типа валов и их ориентации относительно захватного устройства. На фиг.1 изображено захватное устройство, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - вид В на фиг.1; на фиг.5 - схемы расчета геометрических зависимостей в захвате дпя вьшолнения условия непопадания (детали) вала одновременно на два пальца, расположенных на разных каретках; на фиг.6 - возможные схемы охвата вала; на фиг.7 ,- возможные схемы зажима вала при условии охвата вала двумя пальцами. Захватное устройство содержит кор пус 1, имеющий три направляющие, рас положенные под углом 120° одна относительно другой, и цапфу (не показана) , с помощью которой захватное уст ройство устанавливается в руке промьшшенного робота с возможностью вра щения. В направляющих корпуса 1 расположены зажимные узлы, имеющие каретки 2, кинематически связанные с соответствующими индивидуальными .приводами 3 и установленные с возмож ностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси захватного уст ройства. Каждый зажимной узел вьтолнен ввиде установленной в торцовой части каретки 2 планки 4, кинематически связанной с последней посредством кинематической вращательной пары. При этом на оси 5 этой пары в нижне ее части установлена планка 4. В каждой планке 4 вьшолнена направляющая, в которой установлены дв ползуна 6, связанные с дополнительными индивидуальными приводами 7. Ползуны 6 установлены в направляющи с возможностью перемещения в налрав лении, перпендикулярном перемещению каретки 2. Между ползунами 6 расположен упор 8, установленный в пазу планки 4 и закрепленный в каретке 2 Упор 8 выполнен например, в виде стержня, а паз в планке 5 - в виде части окружности. В каждом ползуне 6 выполнены напавляюпдие, в которых подпружинено, апример пружинами сжатия 9, установлены зажимные элементы 10. Зажимные элементы 10 установлены без возожности вращения относительно своей оси. Так чтобы исключить возможность вращения зажимных элементов 10, они имеют шпоночный паз и связанну-ю с ним шпонку 1 1 , размещенную в ползуне 6. Кроме того, каждый зажимной элемент 10 имеет наклонньй паз, с которым взаимодействует подвижная часть чувствительного элемента 12, а его неподвижная часть закреплена на ползуне 6. Зажимные элементы ГО каждого зажимного узла в сведенном состоянии образуют в нижней части цилиндр, ось которого расположена на окружности, центр которой совпадает с центром захватного устройства и с осью кинематической вращательной пары. Чувствительные элементы 12 электрически связаны с системой управления (не показана) захватного устройства и с распределительньм устройством дополнительных индивидуальных приводов 7 на одной из соседних кареток 2 и индивидуальных приводов 3 той каретки 2, которой принадлежит чувствительный элемент 12. Для обеспечения возможности захвата детали необходимо, чтобы деталь бьша схвачена, как минимум, двумя из трех зажимных элементов 10. Для этого необходимо вьтолнение условия, заключающееся в том, чтобы диаметр окружности, на котором расположены нижние части зажимных элементов 10, был неменее двух сумм диаметра зажимного элемента 10 и захватываемой детали (вала). Дпя обоснования этой зависимости рассмотрим возможные положения вала в захватном устройстве. Для .определенности и удобства вьтода зависимости рассмотрим случай, когда ось вала проходит через ось захватного устройства. Для определенности возьмем за исходноеположение детали в захватном устройстве такое, при котором ось детали совпадает с осью зажимного элемента 10. Так как конструкция захватного устройства симметрична, то при изменении положения детали через каждые 60 деталь будет занимать относительно захватного устройства положение, равносильное начальному, т.е. ось детали будет проходить через ось зажимного элемента 10. Поэтому для рассмотрения всех возможных положений детали типа вал относительно захватного, устройства достаточно рассмотреть все возможные положения детали в диапазоне (в секторе) 60°. Рассмотрим исходное положение детали в захватном устройстве, изображенном на фиг. 5а, где ОС - радиус окружности, на котором расположены центры пальцев в Нижней их части; АВ - радиус вала; ВС - радиус пальца - угол между осью вала и радиусом ОС. Из треугольника АОС имеем АВ + ВС ОС- sinM. Рассмотрим промежуточное положени вала в захватном устройстве, изображенном на фиг. 55. Также из треуголь ника АОС имеем « АВ + ВС OC-sinvp. Так как диаметр, на котором распо ложены зажимные элементы 10, не изме нился, не изменяется также диаметр зажимного элемента, то для вьтолнел 1/2 d окружности центро зажимных элементо Захватное устройство работает еледующим образом. При подводе захватного устройства к неориентированному валу возможны (как показано из рассмотрения фигур 5С1,5,Ь) два варианта охвата вала: тремя зажимными элементами 10 (фиг.7а). Рассмотрим случай, изображенный на фиг. 76. После подвода и ох вата зажиьшыми элементами 10 вала включаются индивидуальные приводы 3 и вал автоматически зажимается. При. зажиме вала либо он изменяет свое положение относительно захватного устройства, либо захватное устройство вращается относительно своей оси в руке промьшленного робота (не показана). Если необходимо определить ось вала относительно захватного уст ройства, то после подвода захватного устройства включаются не все приводы 3, а только постоянно один привод 3, и деталь (вал) прижимается к двум ба

зирутощим зажимным элементам 10.

Если при подводе захватного.устройства один из зажимных элементов

щаться, когда ползуны 6 установлены рядом. Когда ползуны б раздвинуты в противоположные стороны, планка 5 НИН условия непопадания одновременно вала на два зажимных элемента 10 его диаметр должен уменьшаться. Минимального значения диаметр вала достигает в положении, изображенном на фиг.ЗЬ. При этом и меньшем диаметре вала для любого из положений (при условии совпадения его оси и оси захвата) исключается попадание вала на два зажимных элемента 10 одновременно Минимальный диаметр вала определим из треугольника АОС, где угол 4 30° АВ + ВС OC«sin4 ; АВ + ВС ОС-1/2, тогда d детали + d зажимного элемента 1/2d окружности центров зажимных элементов, т.е. 2d детали + 2d зажимного элемента d окружности центров зажимных элементов. Как видно из фиг.5Ь, при условии, что диаметр вала или зажимного элемента будут меньше критических значений (при которых левая часть уравнения равна правой), то рассмотренное условие не попадания пальца одновременно будет вьтолняться и при смещении оси вала от оси захватного устройства на величину, равную Д , где зажимного элемента -d детали 10 попадает на вал (фиг.бЕ), то его чувствительный элемент 12 отключает соответствующий индивидуальньш привод 3 той каретки 2, которой принад-. лежит этот чувствительный элемент, и включает дополнительные индивидуальные приводы 7 одной из соседних кареток 2. После срабатывания дополнительных индивидуальных приводов 7 и раздвижения ползунов 6 включаются индивидуальные приводы 3 двух кареток 2. При этом, если планка 5 установлена с возможностью вращения, то будет реализована схема зажима, изображенная на фиг.7а. Если планка 5 установлена на каретке 2 неподвижно, то будет реализована схема зажима, изображенная на фиг. 76. В том и другом случае положение детали определено относительно захватного устройства. Упор 8, установленный между ползунами 6, не позволяет планке 5 враполучает дополнительную степень свободы.

Предоагаемое захватное устройство, используя наиболее удобные, не требующие настройки захватные элементы, простейшую систему управления, реализованную на конечных выключателях, и крайне простые приемы, позволяет осуществить статически опреде тенную систему базирования при захвате неориентированного вала, увеличить производительность работы и расширить функциональные возможности.

ЗАХВАТНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус с направляюгцими в которых расположены зажимные узлы, имеющие каретки, кинематически связанные с соответствующими индивидуальными приводами и установленные с возможностью перемещения в направле-. НИИ, перпендикулярном оси захватного устройства, отличающееся тем, что, с целью повьппения производительности путем обеспечения захвата неориентированных деталей типа валов и их ориентации относительно захватного устройства, оно снабжено системой управления, злектрически связанной с чувствительными элементами, каждый зажимной узел вьтолнен в виде планки, связанной посредством кинематической вращательной пары с кареткой, имеющий упор, в планке вьтолнена направляющая, в которой симметрично относительно зтого упора установлены два ползуна, связанные с дополнительными индивидуальными приводами, а чувствительные элементы закреплены на ползунах, снабженных направляющими, в которых подпружиненно установлены зажимные элементы, имеющие на внешней поверхности наклонные пазы для взаимодействия с соответствующиi ми чувствительными элементами, при(Л чем зажимные элементы каждого зажимного узла в сведенном состоянии образуют в нижней части цилиндр, ось которого расположена на окружности, центр которой совпадает с центром захватного устройства и с осью кинематической вращательной пары, а каретки зажимных узлов расположены под углом 120 одна относительно другой.

В W

Вид В