Способ перемещения резонансного манипулятора и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B25J9/00 

О5 О N5 ГС

Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано для автоматизации основных и вспомогательных операций в машинострои- 5 тельном производстве„

Цель изобретения - повышение производительности за счет более высокого быстродействия и уменьшения времени успокоения манипулятора при его фик- 10 сации в крайних положениях.

На фиг. 1 изображен вариант устройства для реализации способа с линейным перемещением; на фиг. 2 - вариант устПотенциальная энергия упругих элементов и импульс реактивной силы преобразуются в кинетическую энергию подвижной части манипулятора.

После прохода среднего положения кинетическая энергия подвижной части |манипулятора преобразуется в потенциальную энергию упругих элементов, вследствие чего звено 1, механическая рука 2 и исполнительный орган 3 затор маживаются, а упругий элемент 8 сжима ется. Вблизи крайнего положения распределитель может кратковременным им

ройства для реализации способа с фик- 15 пульсом подать рабочую среду в сопло

10 где она ускоряется и истекает и сопла 10 в атмосферу. Под действием реактивной силы исполнительный орган 3 тормозится синхронно с подвижным

сацией механической руки в крайних положениях; на фиг, 3 - вариант устройства для реализации способа с вращательным перемещениемо

10 где она ускоряется и истекает из сопла 10 в атмосферу. Под действием реактивной силы исполнительный орган 3 тормозится синхронно с подвижным

Устройство, реализующее данный спо-20 звеном 1, что исключает колебание его

соб, содержит подвижное звено 1 с мег ханической рукой 2 и с исполнительным органом 3. Звено 1 перемещается относительно основ-ания и фиксируется в крайних положениях фиксаторами 5 и 6, установленными На основании п С основанием 4 звено 1 связано системой упругих элементов 7 и 8. На механической руке 2 могут быть закреплены размещенные в горизонтальной плоское ти и направленные в противоположные стороны сопла 9 и 10, которые соединены с источником рабочей среды через cootвeтcтвyющий распределитель (не показан) Расположение сопел 9 и 10 вблизи исполнительного органа 3 обеспечивает достижение наилучших результатов

Устройство для осуществления предлагаемого способа работает следующим ббразоМс

25

30

при торможении звена 1 и механической руки 2, Пружина 8 сжимается звеном 1 до предела и фиксатор 6 фиксирует подвижное звено 1 в крайнем правом положении. Импульсы реактивных сил уско- , рения и торможения исключают существенные колебания исполнительного органа в крайних положениях, а разница импульса сил ускорения и торможения определяет величину энергии, передаваемой в колебательную систему для восполнения потерь. Далее, после того как фиксатор 6 освобождает звено 1, исполнительный орган 3 совместно с механи- 35 ческой рукой 2 и звеном 1 аналогично перемещается влево. Длительность и величина импульса реактивной силы оп- .ределяется наличием или отсутствием объекта манипулирования в исполнитель- ном органе 3. а также конструктивными параметрами манипулятора.

В другом варианте устройства, реализующего данный способ, механическая рука 2 фиксируется в крайних положениях фиксаторами, выполненными в виде пневмоструйных схватов, неподвижно закрепленных на основании о

40

В исходном положении подвижное звено 1 зафиксировано в одном из крайних положений, например, фиксатором 5. Подвижное звено 1 начинает движение после того, как фиксатор 5 освобождает его. Под действием упругих элементов 7 и 8 звено 1 с механической рукой 2 перемещается вправо Одновременно распределитель кратковременным импульсом подает рабочую среду в сопло 9; где она ускоряется и истекает из сопла 9 в атмосферу. Под действием реактивной силы исполнительный орган 3 ускоряется синхронно с подвижным звеном 1, что исключает колебания его при разгоне звена 1 и механической руки 2

9 .

Потенциальная энергия упругих элементов и импульс реактивной силы преобразуются в кинетическую энергию подвижной части манипулятора.

После прохода среднего положения кинетическая энергия подвижной части |манипулятора преобразуется в потенциальную энергию упругих элементов, вследствие чего звено 1, механическая рука 2 и исполнительный орган 3 затормаживаются, а упругий элемент 8 сжимается. Вблизи крайнего положения распределитель может кратковременным импульсом подать рабочую среду в сопло

10 где она ускоряется и истекает из сопла 10 в атмосферу. Под действием реактивной силы исполнительный орган 3 тормозится синхронно с подвижным

20 звеном 1, что исключает колебание его

25

30

Д5

при торможении звена 1 и механической руки 2, Пружина 8 сжимается звеном 1 до предела и фиксатор 6 фиксирует подвижное звено 1 в крайнем правом положении. Импульсы реактивных сил уско- , рения и торможения исключают существенные колебания исполнительного органа в крайних положениях, а разница импульса сил ускорения и торможения определяет величину энергии, передаваемой в колебательную систему для восполнения потерь. Далее, после того как фиксатор 6 освобождает звено 1, исполнительный орган 3 совместно с механи- 35 ческой рукой 2 и звеном 1 аналогично перемещается влево. Длительность и величина импульса реактивной силы оп- .ределяется наличием или отсутствием объекта манипулирования в исполнитель- ном органе 3. а также конструктивными параметрами манипулятора.

В другом варианте устройства, реализующего данный способ, механическая рука 2 фиксируется в крайних положениях фиксаторами, выполненными в виде пневмоструйных схватов, неподвижно закрепленных на основании о

40

Пневмоструйные схваты соединены с источником рабочей среды через распределитель (не показан) и расположены таким образом, что фиксацию механической руки 2 осуществляют как можно ближе к исполнительному органу 3, Это обеспечивает высокую точность по- зиционирования и исключает колебание исполнительного органа 3 в крайних положениях.

1

В исходном положении механическай рука 2 зафиксирована в крайнем положнии, например слева, посредством пненмоструйного схвата, в который по дается рабочая среда. Упругий элемен 7 сжат. После прекращения подачи рабчей среды в схват упругие элементы разгоняют механическую руку 2, затем упругий элемент 8 начинает сжиматься тормозя тем самым механическую руку 2 и преобразуя кинематическую энергию подвижной части манипулятора а потенциальную энергию упругих элементов. При появлении механической руки 2 в крайней правой зоне распределитель подает рабочую среду в пневмоструйный cxBaTj, который притягивает механическую руку 2 и прижимает ее к себе,

- - .,

фиксируя тем самым. Таким образом вое

полняются потери энергии в подвижной части манипулятора. Начальный момент включения пневмоструйного схвата, длительность включения его и величину силы притяжения можно регулировать учитывая уровень потерь в подвижной части, массу и инерцию подвижной част при перемещении объекта манипулирования, а также конструктивные параметры манипулятора о

Для движения механической руки 2 в противоположном направлении необходимо прекратить подачу рабочей среды в пневмоструйный схват„ Далее работа устройства осуществляется аналогичным образом.

У

,о 15Ф

ормула изобретения

,о 15

l-IIUUOUa П

20 ленное на

1 о Способ перемещения резонансного манипулятора, заключающийся в том, что из одного крайнего фиксированного положения в другое подвижное звено манипулятора перемещают с помощью упругих элементов, а непосредственно к подвижному звену подводят дополнительную энергию в процессе его фиксации в крайних положениях, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, дополнительную энергию подводят с помощью потока рабочей среды соответствующего направления „

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее установосновании подвижное звено

25

с исполнительным органом, систему упругих элементов, связывающих подвижное звено с основанием, и фиксаторы крайних положений подвижного звена, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, упомянутые фиксаторы выполнены в виде пневматически захватных элементов. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что пневматичес- кие захватные элементы установлены на основании с возможностью взаимодействия с подвижным звеном в непосредственной близости от исполнительного ор- .; гана.

0

Изобретение относится к робото- ний руки 2 2 технике. Цель повышение про ремещении мех лятора из одн ного положени и1ествляется с 7,8, связываю А, к подвижно водят дополни сирующую поте теме, с помощ соответствующ рабочую среду установленных пневмоструйны ленных на осн также роль фи ний руки 2 2 технике. Целью изобретения является повышение производительности. При перемещении механической руки 2 манипу- лятора из одного крайнего фиксированного положения в другое, которое осу- и1ествляется системой упругих элементов 7,8, связывающих руку 2 с основанием А, к подвижной части манипулятора под- водят дополнительную энергию, компенсирующую потери в колебательной системе, с помощью потока рабочей среды соответствующего направления. Подводят рабочую среду либо с помощью сопел, установленных на руке, либо с помощью пневмоструйных схватов 5 и 6, установленных на основании 4 и выполняющих а также роль фиксаторов крайних положес„ и 1 з„п, ф-лы, 3 ил. (Л

хАу

Х/уУ//////////

f

hWWK

/7/

-НЛЛЛДг

/ /// ////////////////// /

v и.г.г

М

/ / Х/У/Х///; ; хх

-НЛЛЛДг

//////////// /

//M /////f////////// Фиг.З

Редактор О, Юркова

1ехред Л.Олейник

Заказ 13184 иражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Корректор X, Зрдейи