Стержневой манипулятор Советский патент 1991 года по МПК B25J1/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для транспортировки малогабаритных изделий.

Целью изобретения является расширение зоны обслуживания манипулятора.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема манипулятора; на фиг 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Манипулятор содержит корпус 1, в котором свободно вращается вал 2. Вал 2 жестко связан с втулкой 3. Во втулке 3 вставлен кривошип 4, который крепится винтом 5. Двуплечее коромысло 6 шарнирно установлено на корпусе 1.

Одно плечо коромысла 6 шарнирно связано с кривошипом 4 с помощью шатуна 7. Каждое плечо коромысла 6 состоит из втулки 8 и стержня 9, имеющего ось 10. На осях 10 свободно для вращения сидят жестко связанные друг с другом фрикционное 11 и зубчатое 12 колеса. Фрикционные колеса 11 сцеплены с секторами 13, жестко связанными с корпусом 1 и расположенными с двух сторон относительно общей оси втулок 10

коромысла 6, а оси секторов 13 совмещены с осью 14 коромысла 6.

Во втулках коромысла 6 свободно для поступательного перемещения сидит полый стержень 15, на цилиндрической поверхности которого с обеих его сторон жестко закреплены рейки 16 и 17, Зубчатые колеса 12 находятся в постоянном зацеплении с рейками 16 и 17.

Втулка 18 размещена в стержне 15 и благодаря выступу 19 образуете ним вращательную кинематическую пару. На наружной цилиндрической поверхности втулки 18 жестко установлено зубчатое колесо 20. На каждом торце втулки 18 размещен схват 21, подвижная губка 22 которого подпружинена на смыкание схвата пружиной 23.

Гидроподушка 24 привода схвата 21 гибким шлангом 25 связана с силовым цилиндром 26, поршень 27 которого с помощью серьги 28 связан с рукояткой 29. Гидроподушка 24, шланг 25 и силовой цилиндр 26 заполнены маслом. Рукоятка 29 свободно сидит на неподвижной оси 30 и упирается в ограничитель 31.

у

Ё

О

(Ј о ел

Для вывода шланга 25 наружу из внутренней области во втулке 18 и в полом стержне 15 имеются прорези 32 и 33.

Рейка 34, которая сцеплена с зубчатым колесом 20 втулки 18, расположена по оси 14 качения коромысла 6. Рейка 34 с рычагом 35 связана с помощью серьги 36, Рычаг 35 шарнирно установлен на неподвижной оси 37 и подпружинен пружиной 38 к ограничителю 39.

На валу 2 жестко закреплен фрикционный диск 40, а также шарнирно установлен фрикционный диск 41 и пружина 42. Конический фрикционнный диск 41 имеет цилиндрический паз 43, в котором свободно вставлен ролик 44. Ролик 44 и прижимная лапка 45 через тягу 46 связаны с рычагом 47, имеющим рукоятку 48 и шарнир 49. Тяга 46 перемещается в горизонтальном направлении в корпусе 1 вдоль вала 2. Конический фрикционный диск 41 одновременно представляет зубчатое колесо, которое сцеплено с зубчатым колесом 50 электродвигателя 51.

Манипулятор работает следующим образом.

При вращении кривошипа 4 по часовой стрелке с помощью шатуна 7 двуплечее коромысло 6 совершает качательное движение вокруг оси 14 на угол а . При перемещении коромысла 6 из точки В в точку В0 правое фрикционное колесо 11, сцепляясь с неподвижным фрикционным сектором 13, вращается по часовой стрелке, следовательно вращается зубчатое колесо 12, которое с помощью рейки 16 вызывает поступательное перемещение стержня 15. Губки схвата 21 одновременно перемещаются по траектории CCi, При перемещении коромысла 6 вниз из точки В0 в точку Bi правое зубчатое колесо 12, поворачиваясь против часовой стрелки, перемещает полый стержень 15 влево, а связанный с ним схват 21 перемещается по траектории CiC.

При дальнейшем повороте кривошипа 4 коромысло 6 поднимается в точку Вт, тогда правое фрикционное колесо 11 выходит из зацепления с сектором 13, а левое фрикционное колесо 11 входит в зацепление с левым сектором 13, что вызывает вращение левого зубчатого колеса 12 против часовой стрелки, которое с помощью рейки 17 перемещает полый стержень 15 вдоль оси втулок 8 коромысла 6 вправо. При этом схват 21 перемещается по траектории СС2.

Раскрытие губок схвата 21 производится рукояткой 29 в любой момент времени и не зависит от траектории его движения, При действии силы на рукоятку 29 поршень 27

перемещается влево, в связи с этим повышается давление в гидроподушке 24. Увеличение объема гидроподушки 24 вызывает поворот губки 22 и раскрытие схвата. При

отпускании рукоятки 29 пружина 23 смыкает губку 22 схвата. а рукоятка 29 доходит до ограничителя 31.

При действии силы на рычаг 35 пружина 38 растягивается и серьгой 36 рейка 34 перемещается влево, что вызывает ротацию втулки 18 и вместе с ней схвата 21.

Для остановки полого стержня 15 и связанного с ним схвата 21 в нужном положении, необходимо размыкание фрикционных

дисков 40 и 41, которые через зубчатое колесо 50 связаны с постоянно включенным двигателем 51. Размыкание фрикционных дисков 40 и 41 осуществляется рычагом 47. Нажимая на рычаг 47, ролик 44 давит на

цилиндрическую поверхность паза 43 диска 41, пружина 42 сжимается. Фрикционные диски 40 и 41 разводятся, и муфта выключается.

Одновременно прижимная лампа 45

прижимается к поверхности фрикционного диска 40 и с помощью сил трения мгновенно останавливает его и с ним кинематически связанную механическую руку в нужном положении.

Регулированием длины кривошипа 4, которое осуществляется винтом 5, можно изменить угол а качения коромысла 6 и форму траектории схвата 21.

Формула изобретения

Стержневой манипулятор, содержащий корпус, стержень со схватом, механизм ротации схвата, кинематические поступательные пары, зубчатые и фрикционные колеса

и кривошипно-шатунный механизм, отличающийся тем, что, с целью расширения зоны обслуживания, он снабжен установленным на корпусе с возможностью колебательного движения коромыслом, рычаги

которого с помощью кинематических поступательных пар связаны со стержнем, и двумя неподвижно установленными на корпусе друг с другом симметрично относительно оси стержня секторами, соосными с коромыслом, причем на плечах коромысла шарнирно установлены жестко связанные между собой зубчатые и фрикционные колеса, первые из которых находятся в зацеплении с соответствующими зубчатыми

рейками, дополнительно выполненными на стержне, а вторые - с соответствующими секторами, при этом одно из плеч коромысла шарнирно связано с кривошипно-шатун- ным механизмом.

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к устройствам для транспортировки малогабаритных изделий. Целью изобретения является расширение зоны обслуживания манипулятора. При вращении кривошипа 4 с помощью шатуна 7 двуплечее коромысло 6 совершает качатель- ное движение вокруг оси 14. Одновременно соответствующее фрикционное колесо 11, сцепляясь с сектором 13, вращается. Вместе с ним вращается зубчатое колесо 12, которое с помощью рейки 16 или 17 вызывает поступательное перемещение стержня. При этом схват 21 перемещается по соответствующей траектории ССт или СС2. 2 ил.

JsPJWf