Манипулятор Советский патент 1987 года по МПК B25J18/00 

113

Изобретение относится к роботам и манипуляторам, предназначенным для работы в труднодоступных местах.

Целью изобретения является снижение металлоемкости манипулятора за счет выполнения силовых элементов в виде биметаллических пластин.

На фиг. 1 изображена схема манипулятора; на фиг. 2 - шарнирное соединение звеньев при их относительном прямолинейном положении; на фиг. 3 - то же, при их взаимном угловом смещении; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 5 - биметаллическая пластина, шарнирно закрепленная на звеньях манипулятора, продольный разрез.

Манипулятор содержит смонтированные на основании 1 звенья 2, последовательно соединенные между собой посредством сферических шарниров 3. На конце манипулятора обычным образом смонтирован рабочий орган 4, например схват. Боковые стороны каждой смежной пары звеньев 2 соединены между собой силовыми элементами 5, выполненными в виде биметаллических пластин, концы которых закреплены на звеньях 2 сферическими шарнирами 6. Биметаллические пластины 5 составлены из двух слоев соединенных между собой пластин: пластины 7 с большим коэффициентом линейного теплового расширения и пластины 8 с малым коэф фициентом линейного теплового расширения (фиг. 5), причем поверхность пластины 8 направлена в сторону звеньев 2, что обеспечивает изгиб биметаллической пластины 5 при нагреве в сторону, противоположную звеньям 2 во избежание упора в эти звенья. На биметаллической пластине 5 закреплены нагревательные элементы 9, например электрические спирали с тепловой изоляцией. Середины биметаллических пластин 5 каждой соседней пар звеньев 2 соединены между собой дополнительно жестким кольцом 10, установленным концентрично шарниру 3 сочленения смежных звеньев 2. Биметалические пластины 5 расположены по образующей цилиндрической поверхност описанной вокруг каждого звена 2 (фиг. 2 и 4), в паре смежных звеньев

Манипулятор работает следуюш|1м образом.

В нерабочем положении звенья 2 манипулятора располагаются вдоль

0

5

0

5

25А

35 55

2

продольной оси, а биметаллические пластины 5 - прямолинейны (фиг. 2). При подаче электрического тока к определенным нагревательным элементам 9, например расположенным слева от звеньев 2 (на фиг. 3), происходит изгиб выпуклостью наружу соответствующей биметаллической пластины 5. Жесткое кольцо 10 обеспечивает одновременный изгиб других биметаллических пластин 5 в том же направлении, что исключает хаотичную потерю ими продольной устойчивости, которая может привести к нарушению работоспособности манипулятора. В результате изгиба биметаллических пластин 5 происходит угловое перемещение звеньев 2 относительно друг друга вокруг сферического шарнира 3 на угол Х- (фиг. 3). Обеспечивая подачу электрического тока различной силы к на- грева тельным элементам 9 биметаллических пластин 5 одной пары звеньев 2, а также различных пар звеньев 2, можно производить пространственный многократный изгиб манипулятора в различных направлениях.

Нагревательные элементы 9 могут 0 быть соединены с источником электрического тока посредством коммутирующего устройства (не показано). Используя принцип коммутации, можно обеспечить согласованную подачу электрического тока различной силы к разным нагревательным элементам 9, что повышает надежность конструкции и увеличивает точность позиционирования манипулятора.

Использование изобретения обеспечивает уменьшение габаритных размеров манипулятора в поперечном сечении, повышает его гибкость, уменьшает

материалоемкость вследствие использования силовых элементов в виде биметаллических пластин, а также позволяет упростить систему управления и повысить точность позиционирования манипулятора. Некоторое снижение скорости действия манипулятора может быть нивелировано правильным выбором поперечного сечения и длины биметаллических пластин и мощности нагревательных элементов.

Формула изобретения

Манипулятор, содержащий звенья, последовательно соединенные между

0

45

50

с соседними звеньями, отличающийся тем, что, с целью снижения металлоемкости, силовые элементы выполнень в виде биметаллических пластин с нагревательными элементами, установленных по образующей цюшндрической поверхности.

причем слой пластины с меньшим коэффициентом линейного расширения обращен в сторону указанных звеньев, а их середины соединены между собой дополнительно введенным жестким кольцом, установленным концетрично оси шарнира сочленения смежных звеньев .

Изобретение относится к области роботов и манипуляторов, предназначенных для работы в труднодоступных местах. Целью изобретения является снижение металлоемкости манипулятора, за счет выполнения силовых элементов в виде биметаллических пластин. Для этого в манипуляторе, содержащем смонтированные на основании звенья 2, последовательно соединенные между собой посредством сферических шарниров 3, силовые элементы 5 выполнены в виде биметиллических пластин и их концы шарнирно закреплены на смежных звеньях. Биметаллические пластины 5 составлены из двух слоев соединенных между собой пластин: пластин с большим коэффициентом линейного теплового расширения и пластин с малым коэффициентом линейного теплового расширения, причем последние направлены в сторону звеньев 2. Кроме того, на биметиллической пластине 5 закреплены нагревательные элементы. Середины пластин 5 каждой смежной пары звеньев 2 соединены между собой дополнительно введенным жестким кольцом 10. При подаче электрического тока к определенным нагревательным элементам происходит изгиб выпуклостью наружу соответствующей биметаллической пластины 5. Жесткое кольцо 10 обеспечивает одновременный изгиб других пластин 5 Б том же направлении. 5 ил. § (Л со 00 ел

gjug.l

iO

Фчг,

Фи1

/

Редактор Л. Веселовская

Составитель И. Бакулина Техред М.Днцык

Заказ 4083/15

Тираж 951

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Произнодственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

аг/

Корректор А. Обручар

Подписное