Манипулятор Советский патент 1992 года по МПК B25J11/00 

1

(21)4846066/08

(22) 02.07.90

(46) 23.09.92. Бюл. № 35

(71)Ереванский политехнический институт им. К.Маркса

(72)А.В.Кочикян и А.Л.Акопян

(56)Авторское свидетельство СССР № 781049, кл. В 25 J3/00, 1979. (54) МАНИПУЛЯТОР

(57)Использование: при автоматизации контрольно-измерительных и технологических процессов в системах точного позиционирования. Сущность: манипулятор получает от дополнительного привода 5 дополнительную степень подвижности исполнительного органа 1, что позволяет ему перемещаться в трех взаимно-перпендикулярных плоскостях и тем самым расширить кинематические возможности. Дополнительный привод 5 исполнительного органа расположен на сновании перпендикулярно двум основным приводам.

Изобретение относится к машиностроению, а именно, к системам точного позиционирования, и может быть использовано при автоматизации контрольно-измерительных и технологических процессов.

Известны манипуляторы, содержащие основание, исполнительный орган, перпендикулярные друг относительно друга два привода и две каретки, кинематически связанные между собой и с соответствующими приводами. Один из приводов установлен на основании, а дугой - на одной из кареток.

Недостаток этих манипуляторов заключается в том, что они имеют низкие динамические характеристики, обусловленные тем, что привод по одной из координат установлен на одной из кареток, что приводит к увеличению масс подвижных частей. Кроме этого деформации коммуникации при подвижном приводе снижают надежность работы манипуляторов.

Наиболее близким потехнической сущности является манипулятор, содержащий основание с расположенными на нем двумя перпендикулярными друг относительно

друга приводами, две перпендикулярные друг относительно друга каретки, кинематически связанные между собой и с соответствующими приводами, а также платформу с исполнительным органом.

Манипулятор отличается высокими динамическими характеристиками и надежностью, однако имеет ограниченную зону обслуживания из-за наличия только двух степеней подвижности исполнительного органа, что существенно сужает его функциональные возможности.

Целью изобретения является расширение зоны обслуживания при одновременном сохранении его надежности и высоких динамических характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в известном манипуляторе, содержащем основание с расположенными на нем двумя основными, перпендикулярными друг относительно друга приводами, две основные, перпендикулярные друг относительно друга каретки, кинематически связанные между собой и соответствующими приводами, а также платформу с исполнительным орга(Л

С

IVI

О

СО

V4 Ю

ном, согласно изобретению он снабжен установленным также на основании дополнительным приводом, перпендикулярным к двум основным, и дополнительной кареткой, перпендикулярной к двум основным и кинематически связанной с первой основной кареткой и с дополнительным приводом, при этом исполнительный орган расположен на второй основной каретке, а платформа кинематически связана с последней и с соответствующим ей приводом,

На фиг. 1 изображен один из возможных вариантов конструктивного исполнения предлагаемого манипулятора, вид сверху; на фиг. 2 и 3 - то же, разрезы А-А и Б-Б на фиг. 1 соответственно.

Манипулятор содержит исполнительный орган 1, включающий упоры и упругий прижим, основание 2 с распложенными на нем двумя основными, перпендикулярными друг относительно друга приводами 3, 4 и дополнительным приводом 5, перпендикулярным к двум основным приводам 3,4. Манипулятор содержит также две основные, перпендикулярные друг относительно друга каретки 6,7, а также платформу 8. Кроме того манипулятор снабжен дополнительной кареткой 9, перпендикулярной к двум основным кареткам 6,7. Основные каретки 6 и 7 образуют кинематическую пару 10, обеспечивающую перемещение второй основной каретки относительно пер вой основной каретки б по координатной оси У. Первая основная каретка 6 и дополнительная каретка 9 образуют кинематическую пару 11, обеспечивающую перемещение первой основной каретки 6 относительно дополнительной каретки 9 по координатной оси X. Дополнительная каретка 9 и основание 2 образуют кинематическую пару 12, обеспечивающую перемещение дополнительной каретки 9 относительно основания 2 по координатной оси Z. Вторая основная каретка 7 и платформа 8 образуют кинематическую пару 13 обеспечивающую перемещение второй основной каретки 7 относительно платформы 8 по координатной оси X. Первая основная каретка 6 и основной привод 3, платформа 8 и основной привод 4 образуют соответственно кинематические пары 14 и 15, обеспечивающие перемещения основных кареток 6,7 и платформы 8 относительно основных приводов 3,4 по координатной оси Z. На первой основной каретке 6 посредством кинематической пары 10 установлена вторая основная каретка 7, которая связана с основным приводом 4 через платформу 8 и две кинематические пары 13,15. На дополнительной каретке 9 посредством кинематической пары 11 установлена первая основная каретка 6, которая связана через кинематическую пару 14 с основным приводом 3. На основании 2 посредством кинематической пары 12

установлена дополнительная каретка 9, ко-. торая связана непосредственное дополнительным приводом 5. На второй основной каретке 7 закреплен исполнительный орган 1.

Манипулятор работает следующим образом.

При работе основного привода 3 развиваемое им усилие через кинематическую пару 14 сообщает движение первой основной

каретке 6. При этом первая основная каретка 6 и вместе с ней вторая основная каретка 7 с исполнительным органом 1 совершает поступательное движение вдоль координатной оси X.

При работе основного привода 4 развиваемое им усилие через платформу 8 и кинематические пары 13,15 сообщает движение второй основной каретке 7, При этом вторая основная каретка 7 с исполнительным органом 1 совершает поступательное движение вдоль координатной оси У.

При работе дополнительного привода 5 развиваемое им усилие сообщает движение непосредственно дополнительной каретке

При совместной работе приводов 3,4,5

исполнительный орган 1 совершает поступательное движение по заданной пространственной траектории.

Дополнительная степень подвижности

исполнительного органа 1 позволяет расширить зону обслуживания манипулятора, так как обеспечивает координатные перемещения исполнительного органа в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Кроме того,

предложенная структурная схема конструкции манипулятора позволяет установить дополнительный привод также на основании, что обеспечивает сохранить высокие динамические характеристики и надежность манипулятора.

Формула изобретения Манипулятор, содержащий основание с расположенными на нем двумя основными, перпендикулярными друг относительно

друга приводами,две основные,перпендикулярные друг относительно друга каретки, кинематически связанные между собой и с соответствующими приводами, а также платформу с исполнительным органом, о тл ичающийся тем, что, с целью расширения зоны обслуживания при одновремен- номсохранении надежности и высокихоптималь- ных динамических характеристик, он снабжен установленным также на основании дополнительным приводом, перпендикулярным к двум основным,и дополнительной кареткой, перпендикулярной к двум основным и кинеГ

СГ5

матически связанной с первой основной кареткой и с дополнительным приводом, при этом исполнительный орган расположен на второй основной каретке, а платформа кинематически связана с последней и с соответствующим ей приводом.

Й23

Б-Б

Фиг.З