Манипулятор Советский патент 1988 года по МПК B25J11/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в промышленных роботах и манипуляторах,

Цель изобретения - повышение производительности манипулятора за счет совмещения за один ход привода горизонтального и вертикального перемещений схвата.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема предлагаемого манипулятора; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1.

Манипулятор содержит основание 1 установленный на нем привод 2 и многозвенный исполнительный орган, звенья 3 и 4 которого последовательно шарнирно соединены между собой и кинематически связаны гибкой пере- дачей. На последнем звене 4 закреплена кисть 5 со схватом 6. Первое звено 3 многозвенного исполнительного органа шарнирно установлено на основании 1 и жестко связано с вы- ходным валом привода, на котором устновлен блок 7. Блок 7 жестко связан со звеном 3 и гибкой связью, например тросом 8, связан с блоком 9, шарнирно установленным на звене 3, образуя гибкую передачу. При этом блок-9 жестко связан со звеном 4. Диаметр блока 7 в два раза больще диаметра блока 9, а длины звеньев 3 и 4 равны между собой,

Кисть 5 снабжена транслятором, т.е. механизмом для обеспечения постоянного по отношению к горизонтали углового положения кисти, содержащим неподвижно установленный на оси блока 7 блок 10, шарнирно смонтированный н-а оси блока 9 блок 11 , огибающую блоки 10 и 11 гибкую связь например трос 12, закрепленный на оси блока 11 блок 13, и шарнирно установленный на оси поворота кисти 5 и жестко связанный с ней блок 14. Блоки 13 и 14 огибаются тросом 15, причем блоки 13 и 14 и блоки 10 и 11 имеют равные диаметры.

Манипулятор также содержит установленные на блоке 7 упоры 16 с регулируемыми координат ами (в зависимости от требуемой величины горизонтального перемещения детали).

Кроме того, манипулятор содержит муфту предельного крутящего момента, выполненную, например, в виде закрепленных на основании 1 Ha-

правляющих 17, в которых установлена призма 18, прижимаемая с помощью пружины 19 к ролику 20, закрепленному на блоке 7, Для остановки поворачиващегося блока 7 при выполнении вертикального перемещения на нем установлены упоры 21, взаимодействующие с неподвижным упором 22 основания 1. Эту же остановку возможно обеспечить и непосредственно приводом 2 через командоаппарат (не показан).

Манипулятор работает следующим образом.

При включении привода 2 звено 3 поворачивается на угол Lf При этом совершается планетарное движение, в результате чего кисть 5 со схватом 6 описывают прямолинейную, строго горизонтальную траекторию, лежащую в плоскости горизонтальной оси блока 7 Угол ср определяется, исходя из заданной величины горизонтального перемещения .

Блок 7, будучи жестко связанным с роликом 20, являющимся полумуфтой муфты предельного крутящего момента, при горизонтальном перемещении остается неподвижным, поскольку усилие пружины 19 рассчитано таким образом, чтобы оно было достаточно для жесткого прижатия приз1 1 18 к ролику 20 и закрепления его в одном положении при возникновении на нем момента, обусловленного силами звеньев 3 и 4 и инерционными силами их масс при воздействии привода 2 на звено 3. При необходимости выполнения без остановки последнего горизонтального, а затем вертикального перемещения (в случае, например, межоперационного переноса детали и установки ее в рабочую зону пресса, для чего ее нужно ввести в последнюю и опустить на небольшую высоту) привод 2 продолжает воздействовать на звено 3, в результате чего звено 3, встречая упор 16, взаимодействует через него с блоком 7 и выводит его из неподвижного состояния, образуя единую жесткую систему: блок 7 - звено 3 звено 4 - кисть 5 - схват 6. Поворот блока 7 обеспечивается, во-первых, непосредственным воздействием звена 3 и, во-вторых, тем, что крутящий момент на блоке 7 при этом превышает крутящий момент, предельно допустимый для муфты. При этом ролик

13991

20, перекатываясь по наклонной поверхности приз(иы 18 и воздействуя на нее, сжимает пружину 19, которая аккумулирует энергию крутящего момента.

Вся система поворачивается на , вокруг центральной оси О, а наличие транслятора кисти 5 удерживает ее в постоянном по отношениюю к горизонтали угловом положении и обеспечивает плоско параллельное движение кисти 5. Вертикальная составляющая S этого движения равна

ei

вб

S 2rsincf sin--- Rsin---,

а горизонтальная составляющая этого движения равна

. . .. 2d „ . oi

incf s in-r- 2 rs in-T-,

где r - длина звена 3.

Отношение горизонтальной h и вер- тикальной S составляюпих, равное

h ot --- tg---, показывает, что при малых

вертикальных перемещениях (достаточ- ных, например, при установке детали в рабочую зону штампа) оно незначиг тельно, т.е. опускание практически вертикально.

После опускания исполнительного органа на заданную величину h осуществляется его остановка или посредством взаимодействия упоров 21 и 22, или непосредственно приводом 2 (после поступления сигнала с ко- мандоаппарата).

Возврат исполнительного органа в исходное положение выполняется приводом 2, который поворачивает звено 3 в противоположном направле- НИИ сначала на угол с/ , а затем посредством муфты предельного крутя

5

0

5

0

0

5

5

щего момента, призма 18 которой под действием аккумулированной при прямом ходе блока 7 энерг-ии пружины 19 вновь возвращает ролик 20 и блок 7 в исходное положение, также на угол об , после чего блок 7 устанавливается неподвижным: и при дальнейшем воздействии привода 2 на звено 3 осуществляется горизонтальное перемещение кисти 5.

Формула изобретения

I: Манипулятор, содержащий основание, многозвенный исполнительный орган, звенья которого последовательно шарнирно соединены между собой и кинематически связаны гибкой передачей, блоки которых расположены иа осях шарниров,, причем первое звено жестко связано с выходным валом привода, установленного на основании, а последнее звено снабжено схватом, отличающийся тем, что, с целью повыщения производительности за счет совмещения за один ход привода горизонтального и вертикального перемещений схвата, он снабжен муфтой предельного крутящего момента, расположенной между основанием и блоком гибкой передачи, установленным на выходном валу привода, причем этот блок имеет по меньшей мере один регулируеьый упор, предназначенный для взаимодействия с первым звеном.

2. Манипулятор по п. 1, о т л и - чающийся тем, что муфта предельного крутящего момента выполнена в виде направляющей, закрепленной на основании, призмы, установленной в этой направляющей подпружиненно и взаимодействующей с дополнительно введенным роликом, жестко связанным с блоком гибкой передачи, установленным на выходном валу привода.

Г 2в

.У-////

.--..-ai , /jl/ /

;/ / /

I i / TQyue.2

//

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в промышленных роботах и манипуляторах. Целью изобретения является nojait- шение производительности за счет сов- мещени: за один ход привода горизонтального и вертикального перемещений схвата. Манипулятор содержит основание I , установленный на нем привод 2 и многозвенный исполнительный орган. Звенья 3 и 4 многозвенного исполнительного органа последовательно шарУб 7 0 нирно соединены между собой и кинематически связаны гибкой передачей. Первое звено 3 шарнирно установлено на основании и жестко связано с выходным валом привода, на котором установлен блок 7, жестко связанный со звеном 3 и гибкой связью, например, тросом 8, - с блоком 9, шарнирно установленным на звене 3, образуя гибкую передачу. Блок 9 жестко связан со звеном 4. Манипулятор имеет муфту предельного крутящего момента, вь полненную в виде закрепленных на основании I направляющих 17, в кото- рык установлена призма 18, прижимаемая с помощью пружины 19 к ролику 20, закрепленному на блоке 7. Для остановки поворачивающегося блока 7 при выполнении вертикального перемещения на нем установлены упоры 21, взаимодействующие с неподвижным упором 22 основания 1. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с в (Л 7 / 20 IS П CPU21