Губка схвата манипулятора Советский патент 1993 года по МПК B25J15/00 

И

ел

С

Изобретение относится к робототехнике, а точнее к исполнительном органам роботов и манипуляторов. . Целью изобретения является повышение надежности.

Изобретение поясняется чертежом.

Устройство состоит из пары рычагов 1, каждый из которых снабжен полостью 2, внутри которой располагается трубка 3 из неферромагнитного материала, снабженная электромагнитными обмотками 4 и 5, причем внутри трубки 3 располагается ферромагнитный поршень 6. Нижний конец трубки 3 герметично соединен с полостью, образованной гибкими оболочками 7 и 8. Оболочка 8 металлизирована с внутренней стороны и снабжена выступами 9, выполненными из электретного материала. Полость между оболочками 7 м 8 также герметично соединена через электромагнитный затвор 10 с сильфоном 11. Полость 2, сильфон 11 и полость между оболочками 7 м 8 заполнены диэлектрический жидкостью. Оболочка 7 снабжена с внутренней стороны металлизацией и имеет пористый слой 12, пропитанный элект-рореологиче- ской суспензией..

Устройство работает следующим образом,

Перед захватом детали устройство приводится в положение, изображенное на фиг.: поршень 6 опущен, электромагнитный затвор 10 открыт. Для ззхвата детали сближают рычаги 1. Оболочка 7 деформируется, повторяя форму детали, а жидкость из полости между оболочками 7 и 8 вытесняется в сильфон 11, растягивая его. Деталь оказывается охваченной губками схвата. После этого электромагнитный затвор 10 закрывают. Для закрепления детали отключают электромагнитную оболочку 5 и включают обмотку 4. Ферромагнитный поршень 6 втягивается в обмотку 4, отсасывая жидкость из полости между оболочками 7 и 8 и перекачивая ее в полость 2, При этом оболочка 8 сближается с оболочкой 7, а электретные выступы 9 входят в контакт с пористым слоем 12, пропитанным электрореологической суспензией. Жесткость захвата увеличивается в результате большого увеличения вязкости электрореологической жидкости в поле электретных выступов 9. Металлизированные поверхности оболочек 7 и 8 создают конденсатор, что способствует концентрации электрических силовых линий. Происходит фиксация детали. Деталь может быть поднята и перенесена в нужное место. Для освобождения детали необходимо развести рычаги 1 захвата, Для восстановления формы губок необходимо перекрыть электромагнитный затвор 10, отключить электрообмотку 4 и включить обмотку 5.

Поршень 6 втягивается в обмотку 5 и опускается по трубке 3, оказывая воздействие на жидкость в полости между оболочками 7 и 8. Под давлением жидкости происходит отрыв электретных выступов от поверхности пористого слоя 12. Губка приходит в первоначальное состояние. Захват

готов к захвату следующей детали,

При удаленности электретных выступов 9 от поверхности пористого слоя 12, электрическое поле в пористом слое 12 небольшое, Следовательно вязкость электррреологической суспензии мала. Губка легко деформируется. При соприкосновении электретных выступов 9 с пористым слоем 12 резко возрастают действующие на элек- трореологическую суспензию поле. При

этом вязкость ее сильно возрастает, вплоть

до твердения. Пористый слой с электретными выступами образует жесткий каркас.

Жесткость губки при этом максимальна.

При использовании освоенных промышленностью электретных материалов можно достигать напряженности электрического поля 100-200 В/мм при размере пористого слоя 45 мм. Следует учитывать, что пористый слой деформируется при контакте

с электретными выступами, а также то, что полного затвердевания электрореологической жидкости, которая достигается напряженности электрического поля, достигать не следует (достаточно напряженности

электрического поля порядка 30 В на мм). Следовательно можно добиться высокой грузоподъемности предлагаемого устройства (можно использовать пористые слои до 3-4 см). При увеличении вязкости электро-.

реологической жидкости в пористом веществе губка теряет возможность деформироваться (пористое вещество и электретные выступы создают прочный каркас) и сохраняют форму детали. Деталь может быть поднята с минимальными нагрузками на ее поверхность и перенесена.

Если выполнить поршень 6 из магнитно- жесткого материала (в виде керамического

магнита и т.д.), то возможен иной режим работы устройства. В этом случае для опускания поршня 6 электромагнитная обмотка 4 переключает полярность, что вызывает выталкивание поршня 6 из нее, а обмотка 5

включается на втягивание. При этом достижимы большие усилия для отрыва оболочек (электромагнитный затвор 10 при этом закрыт).

Таким образом, по сравнению с прототипом использование указанной совокупности признаков позволяет увеличить надежность работы устройства, значительно упростить его, а также повысить грузоподъемность устройства и обеспечить безопасность работы.

Формул а изобретения Губка схвата манипулятора, содержащая корпус с установленными на нем силь- фоном и эластичным баллоном, стенка которого заполнена пористым материалом, пропитанным электрореолргической суспензией, причем полости баллона и сильфо- на связаны между собой, отличающая0

с я тем, что, с целью повышения надежности, в корпусе установлены силовой цилиндр, стенки которого выполнены из немагнитного материала, и гибкая оболочка с расположенными на нем электретами, при этом на корпусе цилиндра установлены соответствующие электромагнитные обмотки, а его поршень выполнен в виде сердечника, при этом оболочка образует в полости дополнительную полость, соединенную с одной из полостей цилиндра, а полость баллона соединена с другой полостью цилиндра.

Использование: машиностроение, в захватных органах роботов и манипуляторов. Сущность изобретения: губка содержит корпус 1 с установленными на нем сильфоном 11 и эластичным баллоном 7. Стенка баллона 7 заполнена пористым материалом 12, пропитанным электрореологической суспензией. В корпусе 1 установлены силовой цмлиндр 3 и гибкая оболочка 8. На корпусе цилиндра 3 установлены электромагнитные обмотки 4 и 5, а его поршень 6 выполнен в виде сердечника, На гибкой оболочке 8 расположены электрет-ы 9. Гибкая оболочка образует дополнительную полость, соединенную с одной из полостей цилиндра 3. При этом,полость баллона 7 соединена с другой полостью цилиндра 3 и полостью сильфона 11. Для закрепления детали включают обмотку 4, поршень 6 втягивается в обмотку 4. Оболочка 8 сближается с оболочкой 7. Электрореологическая суспензия попадает в поле электретов 9. При этом за счет увеличения вязкости суспензии увеличивается жесткость захвата. 1 ил.