Манипулятор Советский патент 1987 года по МПК B25J11/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, в частности, в шарнирных манипуляторах.

Цель изобретения - упрощение конструкции и уменьшение габаритов за счет использования для уравновешивания стрелы манипулятора силового цилиндра с изменяющимся в процессе перемещения поршня рабочим усилием.

На фиг. 1 изображен манипулятор, общий вид; на фиг. 2 - схема уравновешивающего цилиндра на фиг. 3 - манипулятор со встроенным в силовой цилиндр поворота стрелы силовым цилиндром уравновешивания.

Манипулятор содержит стрелу 1 с механизмом ее уравновешивания в виде силового цилиндра 2 и силовой цилиндр 3 поворота стрелы. Стрела 1 манипулятора нагружена статическим моментом М от веса стрелы G и приведенной силы от полезной нагрузки и сил тяжести звеньев, кинематически предшествующих стреле 1 (не показаны).

При неравномерном перемещении полезного груза на стреле 1 помимо необходимо уравновесить и динамический момент Мд от сил инерции. Пол- ньй момент на стреле 1 равен

м м,,+

н.

Статический момент Мот воспринимает цилиндр 2, а динамический - уравновешивается цилиндром 3. Уравновешивающий цилиндр 2 состоит из корпуса 4, штока 5 переменного сечения, уплотнительного элемента 6 штока на участке переменного сечения , уплотнения 7 цилиндрической части штока. В совмещенном варианте уравновешивающего и управляющего цилиндров,представленном на фиг. 3, шток 5 уравновешивающего цилиндра является одновременно корпусом управляющего цилиндра -3. Шток 8 управляющего цилиндра жестко связан с корпусом 4 уравновешивающего цилиндра 2.

Давление энергоносителя в уравновешивающем цилиндре 2 Рур постоянно для каждого конкретного груза и поддерживается специальным устройством. Поскольку Р постоянно, а полезная площадь меняется на штоке в зависимости от его положения относительно уплотнительного элемента 6, меняетo

5

0

ся и усилие на штоке, а следовательно , меняется уравновешивающий момент Mjp . При перемещении на некоторый угол ioi статический момент на звене 1 меняется на величину &М,., в результате изменения плеч действия полезной нагрузки и сил веса звеньев манипулятора. Усилие на штоке 5 уравнЪ- вешивающего цилиндра 2 определяется формулой

F,, 0,25:0- (D2-d2) .

Диаметр штока (ot) меняется так, чтобы компенсировать изменение MCT и закономерное изменение параметров механизма уравновешивания, например изменение давления в уравновешивающем цилиндре. При повороте звена 1 на угол uot меняется также плечо действия силы Fyp , что также учитьюает- ся при профилировании штока. При этом в любом положении стрелы 1

М,р

м.

Перемещение и фиксация звена 1 производится управляющим цилиндром 3.

Формула изобретения

1.. Манипулятор, содержащий основание, установленную на нем с возможностью поворота в вертикальной плоскости стрелу, привод ее поворота и механизм уравновешивания стрелы, включающий в себя силовой цилиндр, установленный на основании и кинематически связанный со стрелой, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, поршень силового цилиндра механизма уравновешивания выполнен в виде плунжера с переменным по длине сечением, закон изменения которого соответствует закону изменения момента сил на стреле манипулятора от нагрузки.

2. Манипулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, привод поворота стрелы выполнен в виде силового цилиндра, размещенного внутри плунжера, шток которого жестко связан с корпусом силового цилиндра механизма уравновешивания, при этом плунжер шарнирно связан со стрелой, а корпус силового цилиндра механизма уравновешивания - с основанием.

ГСХ,;-..Т77Г

« 7 --фиг 1

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в шарнирных манипуляторах.Цель изобретения - упрощение конструкций и уменьшение габаритов за счет ис- пользования для уравновешивания стрелы манипулятора силового цилиндра с изменяющимся в процессе перемещения поршня рабочим усилием. Это достигается тем, что поршень 5 силового ци- диндра уравновешивания выполнен в виде плунжера с переменным сечением по длине. Профилирование штока про-- изводится с учетом закона изменения момента сил на стреле манипулятора от нагрузки. 1. з.п. ф-лы, 3 нл. Рур (Л с и J ///////// /////Jry///// // /A 7 7 го со о:) о о ff cf3uff.2 ff

574

срие.З