Устройство для имитации модуля поворота Советский патент 1992 года по МПК B25J11/00 B25J19/00 

3

Изобретение относится к олектрсг- i механике и MOXV.T i l.trs ,:юклнм в мамино- и приборостроении при разработке систем упрапгзснмл элоктро- присодов прог Л л лонних роботов.

li-.ш.ю изобретения пвлиотсг; расширение функциональных воэмжио- стсй за счет угг-лпченмя числа модели- руек /х режимов работа.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройств для .итэции модуля попорота, на фиг. 2 - схема, поясняющая принцип денстрня механизма изменении момента инерции инерционного звена.

УСТРОЙСТВО С О; 1C .(.,« И Т ЗЛСКТрОДВИгатсль 1 с датчике -; 2 частоты его сращения, датчике,-; з рюложения его ротора и датчиком его крутящего момента, связанный с валом электродвигателя 1 полнотой редуктор 5 с датчиком 6 его крутя го момента и электромагнитном тормозом 7, установленным на его выходном валу, связанном.с инерционным звеном, имеющим регулятор момента инерции, включающий наборные грузы 8 и упругую штангу 9с наборными грузами 10, при этом на наборных грузах 8 и 10 установлены соответственно датчики 1 и 12 ускорения. Кроме того, устройство содержат механизм изменения момента инерции инерционного звена в функции угла его поворота, включающий ферму 13 с установленным на ней с возможностью регулировочного перемещения наборным грузом 1 i с датчиком 15 ускорения и водило 16, соеди- пенное шарниром 17 с фермой 13 и через жесткую механическую передачу 18 с инерционным звеном, срма 13 через упругую механичсску.-о передачу 19 связана с основанием 20, а инерционное звено снабжено датчиком 21 частоты вращения и датчиком 22 положения. Летчики ( и 6 крутящего момента выполнены в виде упругих элементов, устаноп. к-нных неуд у основанием и корпусг.ми электродвигателя 1 и редуктора 5, и датчиков деформации, закрепленных на этих упругих элементах.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения мл якорную оЬ.чотку элекгродлмгате. ;я 1 он начинает вращаться, пр:ino,r:: ( R ,ri- п,;сние

705П634

моследоиательно соединенные с ним элементы кинематической цепи. Пял исключения неучтенных кинематических погрешностей и зайороо последовательное соединение элементов н установке осуществляв i сг. при ПОМ01ЦИ шарнира Гука. В связи с тем, что волно- пой редуктор 5 характеризуется отЮ i-юсителыю малой жесткостью и люфтом, то можно считать, что между электродвигателем 1 и ннсри.ионным звеном с грузами У находятся расположенные друг- за другом некоторое устройство пониже15 скорости и пружина. Инерционное звено представляет собой набор грузов в виде металлических дисков, причем один оснопиой диск цельный и жестко установлен на выходном валу

20 волнового редуктора 5, наборные диски разрезные, такого же радиуса как и основной диск, устанавливаются на этот же вал при помощи болтового соединения с основным диском. Упругая

25- штанга 9 жестко установлена на основном диске инерционного звена, а наборные грузы 10 устанавливаются на упругой штанге Я при помощи болтового соединения, образуя с грузами 8 регу30 яятор момента инерции этого звена. Колебания упругой штанги 9 с наборными грузами 10 имитируют колебания манипулятора, вызванные наличием из- гибной жидкости. При вращении элек г тродвигателн 1 в конструкции устрой- ства возникают вынужденные механиче- ,/

ские колебания инерционного звена с наборными грузами В и 10, определяемые собственными частотами упругих эле40 ментов. Собственные частоты зависят от следующих факторов: материалов и геометрических размеров гибкого колеса волнового редуктора 5 и упругой штанги Э, а также количества наборных

45 грузов В и грузов 10 инерционного звена. Лля создания статических нагрузок, имитирующих вязкое прение кинематической цепи манипулятора, служит электромагнитный тормоз 7, различаемый

CQ тормозной момент которого создается фрикционными поверхностями рабочих /дисков под действием регулируемых пружин. Пружины сжимаются при подаче напряжения на сооотксогодовый якорь

,,. электромагнита. Конструкция электромагнитного тормоза / оГ;оспе-:ииг.с;т практически постоянство статических нагрузок при изменении хода ил-за изнашимнич Фрикционного диска.

Механизм изменения момента инерции инерционного звена в функции угла его попорота, позволяет исследовать взаимовлияние степеней подвиж- ности манипулятора.

Механизм работает следующим обра- зо -.

Выходной вал волнового редуктора совершает вращательное движение во- круг своей оси 0-0, которое передается на водило 16 при помоги жесткой механической передачи 18. водило 16 совершает вращательное движение вокруг своей оси А-А и при помощи уп- ругой механической передачи 19 заставляет совершать пространственное движение ферму 13 с закрепленным на ней наборным грузом И, имеющим возможность регулировочного перемещения вдоль оси Б-Б. При перемещении шарнира 17 из точки а в точку $ (фиг.2) радиус приведения груза 1 к оси А-А изменяется от R2 максимального значения до R1 минимального значения, создавая эффект взаимовлияния. С помощью датчиков k и 6 крутящих моментов возможно получить информацию о моментах на валу электродвигателя 1 и выходном валу волнового редуктора 5. Латчики 2 и 3 позволяют получить информацию соответственно о скорости и перемещении вала электродвигателя в датчики 2 и 22 дают информацию соответственно о скорости и пере- мепдении наборного инерционного элемента. Для непосредственного измерения вынужденных механических колебаний конструкция устройства предусматривает установку трех датчиков 11, 12 и 15 ускорения, расположенных на наборных грузах 8, 10 и .

Устройство позволяет обеспечить достижение адекватного физического моделирования и комплексного исследования вынужденных механических колебаний, вызванных произвольным движением как одной степени подвижност так и манипулятором промышленного робота в целом, что дает возможност оперативной проверки различных технических решений, способствующих повышению контурной точности и расшир

мию функциональных возможностей проектируемых промышленных роботов.

Формула изобретения

Устройство для имитации модуля поворота, преимущественно промышленного робота, содержащее установленны на основании электродвигатель с датчком частоты его вращения, связанный через понижающую передачу с инерционным звеном, имеющим регулятор момента инерции, а также датчики частоты вращения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей яа счет увеличения числа моделируемых режимов работы, оно снабжено датчиком положения, установленным на валу электродвигателя, тремя датчиками ускорения, двумя датчиками крутящего момента, каждый из которых выполнен в виде упругого элемента с закреп- леннь м на нем датчиком деформации, тормозом, расположенным между понижающей передачей и инерционным звеном, и механизмом изменения момента инерции инерционного звена в функции угла его поворота, выполненным в виде фермы с установленным на ней с возможностью регулировочного перемещения первым наборным грузом, на котором расположен один из датчиков ускорения, а также водила, шарнирно связанного с фермой, и двух механических передач: жесткой, связывающей водило с инерционным звеном и упругой, связывающей ферму с основанием, при этом п -чнижающая передча выполнена в виде волнового редуктора, а инерционное звено - в виде маховика и связанного с ним посредством упругой штпнги второго наборного груза, размещенного но ней с возможностью регулировочного переме- шения, причем второй датчик ускорения установлен на маховике, третий - на втором наборном грузе, а упругие элементы датчиков крутящего момента закреплены: один менду основанием и корпусом электродвигателя, а другой - между основанием и корпусом волнового редуктора.

Изобретение относится к элек- ромеханике и может быть использовао но при разработке систем управления электроприполоо промышленных роботов. Целью изобретения япляется расширение функциональных возможностей за счет увеличения числа моделируемых режимов. Имитация модуля поворота происходит при вращении электродвигателем 1 инерционного звена, включающего наборные грузы 8 и 10, позволяющие регулировать его момент инерции. При этом взаимовлияние степеней подвижности манипулятора обеспечивается механизмом изменения момента инерции инерционного звена в функции угла его поворота, в котором наборный груз И совершает пространственное движение при вращении выходного вала волнового редуктора 5- 2 ил. т v а S С/) С ни н о Сл О С} СО фаг1

ku. 2