Предохранительное устройство для выключения привода манипулятора при столкновении с объектами Советский патент 1988 года по МПК B25J19/06 

4

о со

го

4:

Сг

Изобретение относится к машиностроению, а именно к предохранительным устройствам манипуляторов, в частности к предохранительному устройству для выключения привода манипулятора при столкновении с объектами.

Цель изобретения - повьшение надежности работы предохранительного устройства за счет возможности его реагирования при столкновении с объектами независимо от направления, из которого воздействуют силовые импульсы.

На Ч)иг.1 изображено предохранительное устройство, вид спереди; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Предохранительное устройство для выключения привода манипулятора при столкновении с объектами содержит два стыковочных узла 1 и 2. При этом стыковочный узел 1 предназначен для соединения с инструментом 3, а стыковочный узел 2 соединен с последней побочной осью 4 стрелы манипулятора. Оба стыковочных узла 1 и 2 неподвижно соединены друг с другом в нормальном рабочем положении. Однако в случае столкновения с объектами, например при столкновении инструмента с каким-либо предметом, такое соединение обоих стыковочных узлов 1 и 2 является не жестким, а изменяющимся. Относительное движение стыковочных узлов, и 2 дает управляющий импульс используемый для выключения привода манипулятора. Согласно изображенному на фиг.2 примеру выполнения стыковочный узел 1 закреплен на ннструйен те 3 через фланец 5 посредством винта 6.

Стыковочные узлы 1 и 2 установлены концентригчно, при этом на ступичном участке стыковочный узел 1 охватывается стыковочным узлом 2, причем на ступице стыковочного узла 1 по периферии выполнена выпуклая поверхность 7, чтобы стыковочный узел 2 мог осуществлять сферическое (шарикр образное) движение вокруг стыковочного узла 1. Между стыковочными узлами и 2 в различных местах, предпочтительно в трех, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга, предусмотрены центрирующие шарики 8, которые обеспечивают силовое замыкание (соединение) стыковочных узлов 1 и 2. Наружный стыковочный узел 2

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

имеет сквозные радиальные отверстия, доступные снаружи камеры 9. Каясдый центрирующий шарик 8 расположен с возможностью радиального перемещения в направляющей 10. На наружной стороне центрирующий шарик 8 снабжен пакетом пружин 11, размещенным в на- садочном корпусе 12. Эти пружины предварительно натягиваются желаемым образом при помощи соответствующего приспособления 13, которое снаружи доступно, и таким образом обеспечивается регулирование предохранительного устройства без демонтажа отдельных узлов.

На внутренней стороне центрирующего щарика 8 находится полусферическая направляющая 14, предусмотренная в качестве вставки во внутреннем стыковочном узле 1. Все указанные элементы входят в средство для силового замыкания стыковочных узлов. Направляющая 14 перекрывает радиальное отверстие 15 во внутреннем стыковочном узле 1, причем в отверстие 15 направлены два 16 и 17. Шарик 16 выполнен в качестве распорного элемента средства силового замыкания стыковочных узлов, а шарик 17 - в качестве соединительного элемента. Эти шарики 16 и 17 взаимодействуют с центрующим шариком 8, а именно в радиальной плоскости. Таким образом, смещение центрирующего шарика 8 в любом направлении приводит к перемещению шариков 16 и 17.

Распорный шарик 16 взаимодействует со скосами 18 двух расположенных на расстоянии друг от друга рабочих органов 19 и 20, которые предпочтительно выполнены в виде диска. Рабочие органы 19 и 20 расположены коак- сиально и параллельно и соединены друг с другом резьбовыми винтами (болтами) 21. Винт 21 входит резьбовой в рабочий орган 20. Между другим рабочим органом 19 и головкой болта 21 установлена нажимная пружина 22, прижимающая друг к другу оба рабочих органа 19 и 20. На рабочем органе 20 расположен переключатель 23 приближения, имеющий задачу следить за расстоянием между рабочими органами 19 и 20. Если уменьшение расстояния превышается на определенную величину, то переключатель 23 приближения далее передает такое изменение расстояния, служащее для выключения привода. Для

этой цели в рабочем органе 19 черег резьбу расположен регулнровочньш винт 24, имеющий переключатель 25, образующий с ним регулируемый упор и взаимодействующий с переключателем 23 приближения. Положение винта 24 можно фиксировать контргайкой 26, Во время нормальной работы через силу пакета пружин I1 центрирующий шарик 8 воздействует радиально вовнутрь на шарики 16 и 17, причем распорный шарик 16 обеспечивает то, что оба рабочих органа 19 и 20 расположены на заданном расстоянии друг от друга. Вращательное движение рабочих органов 19 и 20 предотвращается по меньшей мере одним штифтом 27, входящим в шлиц 28 рабочего органа 19, что обеспечивает возможность их осевого перемещения. При помощи резьбовых болтов 21 силу предварительного натяжения между рабочими органами 19 и 20 можно регулировать посредством нажимной пружины 22. Нажимная пружина 22 и регулируемь й упор, образованный регулировочным винтом 24 и пере- .ключателем 25, входят в средство для силового замыкания рабочих органов. Если относительное движение между стыковочными узлами I и 2 приводит к изменению положения центрирующих шариков 8 относительно их направляющих 14, то вследствие изме нения расстояния рабочих органов 19 и 20 переключатель 23 выключает привод. Дпя предотвращения перемещения стыковочных узлов I и 2 из их заданного положения предусмотрен один или несколько стопорных болтов 29, входящих в вьтолненную с большим зазором выемку 30 другого узла, благодаря чему предотвращается разъединение обоих стыковочных узлов 1 и 2.

На фиг.1 изображены винтовые соединения 31 для соединения наружного, стыковочного узла 2 с последней побочной осью 4 стрелы манипулятора, а также винтовые соединения для соединения внутреннего стыковочного узла 1 с инструментом 3.

Однако согласно примеру вьтолне- ния отдельные насадочные корпус.ы 12 наружного стыковочного узла 2 выполнены так, что, с одной стороны, они допускают смещение приспособлений 13 для предварительного натяжения, а с другой стороны, фиксируют эти приспособления в установленном положе0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

НИИ. Для этой цели отлельный корпус 12 выполнен с зазором 32. При помшич винтового соединения 33 становится возможным натяжение корпуса 12 относительно приспособления 13 и таким образом фиксация его положения.

Предохранительное устройство работает следующим образом.

Устройство направлено на внезапное прекращение автоматически управляемого движения манипулятора в том случае, если один узел манипулятора неожиданно сталкивается с каким-нибудь объектом. В большинстве случаев инструмент 3 манипулятора сталкивается с частью обрабатываемой заготовки. Прекращение работы должно служить для избежания повреждений.

Предлагаемое предохранительное устройство расположено на конце стрелы манипулятора в месте примыкания последней побочной оси 4 к инструменту 3. В обоих случаях соединенные друг с другом узлы расположены в направляющей, снабженной силовым элементом. Создаваемое одной или несколькими пружинами силовое замыкание выбирают так, что узлы соединены друг с другом во время нормальной работы относительно неподвижно. Но если инструмент или другая часть манипулятора неожиданно сталкивается с каким-нибудь предметом, то силовое соединение узлов прекращается, причем относительное движение опознается срабатывающим переключателем и используется для выключения привода.

Предохранительное устройство выполнено так, что оно может реагировать на трехразмерное изменение их силового центрованного положения. Это достигается в том случае, если оба узла приближаются друг к другу в коаксиальном направлении или если их разворачивают относительно друг друга в окружном направлении, а также независимо от направления, из которого воздействуют силовые импульсы, что чаще всего происходит на практике. Как конструкцию рабочих органов, так и конструкцию распорных элементов и переключателя можно изменять самым различным образом. Фо рмула изобретения

1. Предохранительное устройство для выключения привода манипулятора

51Д

при столкновении с объектами, содержащее два стыковочных узла, средство их силового замыкания, переключатель, предназначенный для выключения привода, причем переключатель реагирует на пространственное отклонение узлов по трем координатам, о т- личающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено двумя рабочими органами, расположенными на расстоянии друг от друга, и средством для силового замыкания этих рабочих органов.

2.Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что каждый рабочий орган вьтолнен в виде диска, причем диски расположены коаксиально

а средство для силового замыкания рабочих органов выполнено в виде пружи- ны, прижимающей диски, и регулируемого упора, причем между дисками по периферии установлены дополнительно введенные распорные элементы средства для силового замыкания стыковоч- ных узлов.

3.Устройство по п.2, отличающееся тем, что на обращенных одна к другой поверхностях дисков выполнены скосы.

4.Устройство по п.1, отличающееся тем, что на одном из дисков закреплен указанный въте переключатель, а на другом - регулируемый упор, средства для силового

замыкания рабочих органов, предназ- наченьгые для вза;1модействия с переключателем.

5.Устройство по nn.i-A, о т л и- чающееся тем, что диски установлены посредством распорных элементов в одном из стыковочных узлов с возможностью осевого перемещения.

6.Устройство по пп.1-5, о т л и- чающееся тем, что стыковочные узлы установлены концентрично и имеют радиальные отверстия, а средст для силового замыкания этих узлов снабжено полусферическими направляю- цими, установленными в радиальных отверстиях внутреннего стыковочного узла, и подпружиненными центрирующими шариками, размещенными г радиальных отверстиях наружного узла и в полусферических направляющих внутреннего стыковочного узла.

I

7.Устройство по пп.1-6, отличающееся тем, что распорные элементы выполнены в виде щариков, прилегающих друг к другу в радиальных отверстиях полусферической направляющей внутреннего узла и центрирующими щариками подпружиненно при- жа.тьгх к рабочим органам.

8.Устройство по пп.1-7, о т л и чающееся тем, что средство для силового замыкания стыковочных узлов снабжено дополнительными направляющими под центрирующие шарики, установленные в радиальных отверстиях наружного узла, и пакетами пружин с индивидуальными приспособлениями их предварительного натяжения, установленными в этих же отверстиях.

12

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к предохра- нительньп устройствам манипуляторов, в частности к предохранительному устройству для выключения привода манипулятора при столкновении с объектами. Целью изобретения является повышение надежности работы предохранительного устройства за счет возможности его регулирования при столкновении с объектами независимо от направления, из которого воздействуют силовые импульсы. Для этого предохра HHTejTbHoe устройство содержит переключатель для выключения привода манипулятора. Переключатель реагирует ,на трехразмерное отклонение стыкопоч ных узлов 1 и 2, соединенных между собой средством их силового замыкания. YcTpoficTBo также имеет два рабо чих органа, расположенных на расптоя НИИ друг от друга и соединенных друг с другом средством их силового замыкания. 7 з.п. ф-лы, 2 ил. S сл

фиг.1