Манипулятор Советский патент 1986 года по МПК B25J9/00 

1278201

лярной продольной оси многократного пантографного механизма, и связывают между собой боковые и1арниры 7 четных замкнутых контуров, а пружины 12 сжатия установлены в нечетных замкнутых контурах и связывают ширниры 6 и 8,

1

Изобретение относится к роботостроению и может быть использовано в промышленных роботах.

Цель изобретения - уменьшение энергоемкости за счет уменьшения мощности привода при том же номинальном его усилии путем введения пружинного компенсатора усилия.

На фиг.1 представлен манипулятор, общий вид; на фиг.2 - расчетная схема усилий в пантографном механизме; на фиг.З - график совмещенных нагрузочных характеристик уравновешивающих пружин и равнодействующих усилий в шарнирах звеньев пантографного механизма.

Манипулятор содержит основание 1 с установленньтм на нем исполнительным

.органом, на конечном звене которого смонтирован рабочий орган 2. Исполнительный орган выполнен в виде . звеньев 3-5, шарнирно соединенных между собой цилиндрическими шарнирами 6-9 и образующих многократный пан- тографный механизм, включающий замкнутые контуры. При этом боковые шарниры 7 четного замкнутого контура многократного пантографного механизма связаны пружиной 10 растяжения, расположенной в плоскости, перпендикулярной оси многократного пантографного механизма, а шарниры 6, 8 и 9, расположенные по оси многократного пантографного механизма, связаны соответственно первый шарнир 6 с основанием 1, второй шарнир В с выходным элементом 1I привода исполнительного органа, а конечный шарнир 9 - с рабо,чим органом 2. Привод исполнительного органа может быть выполнен в виде силового цилиндра со штоком. Между первым 6 и вторым В шарнирами нечетного замкнутого контура многократнорасположенные rio оси многократного пантографного механизма. Привод исполнительного органа установлен на основании 1, а его выходной элемент связан с вторым шарниром 8, расположенным на оси, 3 ил.

го пантографного механизма установлена пружина 12 сжатия.

На фиг.2 и 3 приняты условные обозначения: N - дополнительное продольное усилие, создаваемое пружинами v. сжатия 12 и растяжения 10; F, - продольное усилие от пружины 10 растяже- лия; - усилие, создаваемое пружиной 12 сжатия; Fp необходимое рабочее усилие для перемещения рабочего органа; F - усилие, создаваемое силовым цилиндром (единица измерения этих усилий - ньютон).

Манипулятор работает следующим образом.

Для обеспечения перемещения рабочего органа 2 включается силовой цилиндр и его шток 11„ вьщвигаясь, перемещает связанный с ним шарнир 8, ; который, перемещаясь, задает движение звеньям 3-5 многократного пантографного механизма. При движении звеньев 3-5 пантографного механизма изменяется расстояние между парой щарниров 7 и шарнирами 6 и 8, расположенными вдоль оси пантографного механизма. При этом пружина 12 слсатия растягивается, а пружина 10 растяжения сжимается, обеспечивая механизм дополни- тельным продольным усилием N, величина которого может быть определена следующим выражением:

35

,к cosci- -KjO-cosof-) ,

где L - длина звена 3 (5 или половина звена 4);

К, и Kj - коэффициенты жесткости пружин соответственно растяжения 40 и сжатия;

oil - угол между продольной осью пантографногс1 механизма и звеном 3 (4, 5).

При условии одинаковой жесткости пружин дополнительное продольное усилие N будет постоянным при любом угле раздвига звеньев и равно

N. 2L-k const.

образом, при выдвижении штока силового цилиндра усилие, создаваемое приводом Гц, и дополнительное продольное усилие пружинного компенсатора N складьгоаются, а при условии обратного хода штока усилие от силового цилиндра направлено на преодоление дополнительного продольного усилия N.

Величина этого дополнительного продольного усиления N выбирается равной половине необходимого усилия для перемещения рабочего органа этого манипулятора F и равна усилию, создаваемому проводом мани- , пулятора Рц.

Следовательно, уменьшая мощность привода манипулятора в два раза FU Fp/2, обеспечивается работа привода как в рабочий полупериод цикла, так и в полупериод обратного возврата.

Формула-изобретения

1.Манипулятор, содержащий основание с установленным на нем исполнительным органом, выполненным в виде звеньев шарнирйо соединенных между собой и образующих многократный пан- тографньй механизм, включающий замкнутые контуры, боковые шарниры которого расположены в плоскости, перпендикулярной оси многократного панто- графного механизма, и связаны пружинами растяжения, привод, установленный на основании, и рабочий орган,

отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергоемкости, он снабжен пружинами сжатия, при этом шарниры, расположенные по оси многократного пантографного механизма,

связаны соответственно первый с основанием, второй - с выходным элементом привода и между собой пружиной сжатия, а на конечном шарнире установлен рабочий орган, причем в нечетных

замкнутых контурах многократного пантографного Механизма установлены пружины сжатия, а в четных - пружины растяжения.

2,Манипулятор по п., о т л ичающийся тем, что пружины сжатия и растяжения выполнены с одинаковыми коэффициентами жесткости.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в промьшшенных роботах. Целью изобретения является уменьшение энергоемкости за счет уменьшения мощности привода при этом же номинальном усилии. Манипулятор содержит основание 1 с установленным на нем исполнительным органом, выполненном в виде звеньев 3, 4 и 5, шарнирно связанных между собой и образующих многократный пантограф- ный механизм, имеющий замкнутые контуры. Каждый из замкнутых контуров снабжен пружиной растяжения или сжатия, причем пружины 10 растяжения расположены в плоскости, перпендику(Л

Фид.г

Редактор Е, Папп

Составитель И. Бакулина Техред В.Кадар

6796/15

Тираж 1031Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

(ри.з

Корректор-М, Пароши