Головка манипулятора Советский патент 1993 года по МПК B25J15/06 

Изобретение относится к машиностронию, в частности к робототехнике, и может ыть использовано для оснащения рук проышленных роботов.

Целью изобретения является расширеие технологических возможностей.

На фиг. 1 схематически изображена гоовка манипулятора; на фиг, 2 - то же, варинт исполнения; на фиг. 3 - планка с продольными и поперечными пазами; на фиг. 4 - конструкция схвата в разрезе и его взаимодействие с датчиком положения.

Головка манипулятора (фиг. 1, 2 и 4) содержит корпус 1, выполненный в виде пластины, схваты 2 (обведен пунктиром) с рабочими присосками 3, устройство крепления (обведено пунктиром) 4 схватов 2, оно выполнено в виде присосок 5, что обеспечивает индивидуальное гибкое крепление каждого схвата. Присоски 5 изготовлены из эластичного, упругого материала (например, резины) и подключены к источнику вакуума (на чертеже не показано) посредством штуцера б (фиг. 1) или как вариант исполнения - посредством каналов 7, выполненных в корпусе 1. Устройство крепления 4 снабжено датчиком положения 8 (например, индуктивным преобразователем с пальцевым якорем, обеспечивающим контроль перемещения 10 ... 15 мм, см. книгу М.П.Рашкович, П.М.Рашкович, Б.И.Шкловский. Индуктивные преобразователи для автоматизации металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1969, с. 52-53, рис. 16). Причем конструкция позволяет применение нескольких датчиков 8 для повышения надежности. Датчик 8 закреплен на корпусе 1 и связан с системой управления робота (на чертеже не показано). Кроме того, оно снабжено планкой 9 поджатой посредством пружины 10 к присоскам 5. Планка 9 имеет возможность перемещаться вдоль оси схватов 2, для этого в ней выполнены направляющие отверстия 11. Каждая присоска 5 устройства крепления 4 смонтирована на схвате 2 зеркально его рабочей присоске 3 и может взаимодействовать через подпружиненную планку 9 с датчиком положения 8. При этом каждый схват может быть установлен, практически в любом месте корпуса 1, имеющим форму пластины (фиг. 1). Вариант исполнения каналов 7 в корпусе упрощает конструкцию, однако в этом случае схваты устанавливаются на эти каналы (фиг, 2), не занятые схватами каналы глушатся (на чертеже не показано). На фиг. 3 приведен вариант выполнения планки 9 с продольными и поперечными пазами 12, сообщенными между собой, что позволяет при перенастройке легко перемещать схваты 2 на корпусе 1 не производя смены планки 9 и демонтажа схватов 2. В корпусе 1 выполнены пазы 13, размер которых соответствует размеру присоски 5. Кроме того, как вариант исполнения, диаметр присоски 5 больше диаметра рабочей присоски 3, Это позволяет перемещать головку манипулятора под определенным углом наклона и хранить ее в нерабочем состоянии перевернутой на

180°, т.е. схватами вверх, отключенной от источника вакуума. Штоки 14, на которых закреплены соответствующие присоски 3 и 5, соединены между собой посредством муфты 15 и фиксируются винтами 16. Это

обеспечивает плавную регулировку схватов по высоте, например, за счет резьбового соединения штоков 14 и муфты 15 (фиг. 4).

Головка манипулятора работает следующим образом. Перед.началом работы на корпус 1 (фиг. 1 и 2) устанавливается и фиксируется посредством устройства крепления 4 требуемое количество схватов 2, располагаемых на корпусе 1 в соответствии

с конфигурацией изделия, с которым необходимо манипулировать. Количество схватов определяется в зависимости от массы и габаритов изделия. После подключения присосок 5 к независимому источнику вакуума посредством штуцеров 6 или каналов 7 схват 2 окажется закрепленным на корпусе 1. Если все схваты 2 закреплены надежно, то планка 9, поджатая пружиной 10 к присоскам 5 находится в верхнем положении (фиг.

4) и не вызывает срабатывания датчика 8. В случае недостаточного уплотнения какой- либо присоски 5 и вследствие этого, слабого разрежения в них, или при захвате изделия с массой превышающей расчетную, одна

или несколько присосок 5 удлиняются (показано пунктиром), т.е. стремятся оторваться от корпуса. При этом планка 9 перемещается вниз под действием всех присосок 5 или хотя бы одной присоски 5 по штоку 14 посредством направляющих отверстий 11. Это перемещение планки 9 вызывает срабаты- вание датчика 8, сигнал от которого передается в систему управления роботом. Для захвата изделия головка манипулятора прижимается к нему рабочими присосками 3, в которых создается разрежение (одним из известных способов), обеспечивающее взятие изделия. Для разгрузки изделия разрежение в рабочих присосках снимается.

Переналадка схватов 2 на ступенчатую деталь (фиг. 2 и 4) осуществляется посредством перемещения штоков 14 в муфте 15 с последующей их фиксацией винтами 16. Переналадка головки манипулятора на новую конфигурацию изделия осуществляется поеле отключения схватов 2 от источника вакуума перемещением в пазах 12 планки 9 (фиг. 3), Если же планка выполнена без пазов, а с отверстиями 11, то при переналадке следует подбирать соответствующую планку или из- готавливать в ней необходимые отверстия 11.

По сравнению с прототипом и аналогами предлагаемая головка манипулятора об- ладает гибкостью при переналадке на любую форму плоских деталей или имеющих хотя бы одну плоскую поверхность. Сохраняя от прототипа свойство переналадки по высоте схватов (для ступенчатых деталей), она, благодаря конструкциям корпуса, выполненного в виде пластины и устройства крепления схватов, обеспечивает устсшовку любого их количества и любое их расположение на корпусе. При этом обеспечивается контроль надежности крепления схватов за счет применения датчика положения, с которым присоски устройства крепления взаимодействуют через подпружиненную планку. Дополнительно подпружиненная планка, объединяющая все схваты, повыша- ет жесткость их крепления в целом, а наличие пазов в планке позволяет легко перемещать схваты при переналадке, Головка манипулятора конструктивно проста за счет того, что схваты выполнены универ- сальными, взаимозаменяемыми с возможностью подвода вакуума через каналы, выполненные в корпусе, т.е. без внешней пневматической арматуры. Головку манипулятора можно хранить в перевернутом со- стоянии, отключенной от вакуума, благодаря пазам, выполненным в корпусе и соизмеримым с размером присоски устройства крепления. Эти лазы, а также размеры присоски большие размера рабочей присо- ски позволяют повысить надежность крепления схватов, особенно при перемещении головки с наклоном.

Все выше перечисленное обеспечивает широкий диапазон применения головки манипулятора, расширяя тем самым ее технологические возможности при простой конструкции и надежном, гибком креплении схватов,

Использование предлагаемой конструкции головки манипулятора наиболее эффективно в промышленных роботах и манипуляторах, автооператорах и других транспортно-загрузочных устройствах, которые осуществляют транспортировку, укладку, загрузку, ориентирование, сортировку или сборку изделий, имеющих хотя бы одну плоскую или близкую к плоской поверхность, при этом требузтся быстрая переналадка на различную конфигурацию изделий.

Формула изобретения

1. Головка манипулятора, содержащая корпус с плоской рабочей поверхностью, на котором установлены с возможностью перемещения по его рабочей поверхности рабочие присоски, каждая из которых содержит средство крепления к корпусу и соединена с источником вакуума, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных и технологических возможностей, средство крепления каждой рабочей присоски выполнено в виде дополнительно введенной присоски, соединенной с источником вакуума, при этом каждая рабочая и дополнительная присоски соосно соединены друг с другом и имеют возможность перемещения по продольной оси относительно друг друга с последующей фиксацией, причем каждая пара присосок установлена на планке и подпружинена относительно нее, а на корпусе закреплен датчик положения планки, подвижная часть которого имеет возможность взаимодействия с планкой,

2. Головка манипулятора по п, отличающаяся тем, что каждая дополнительная присоска имеет возможность соедине- ния с источником вакуума посредством каналов, выполненных в корпусе.

3. Головка манипулятора по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что каждая пара присосок установлена на планке с возможностью переустановки посредством пазов, выполненных в планке.

4. Головка манипулятора по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что на рабочей поверхности корпуса выполнены пазы, ширина которых соответствует диаметру дополнительных присосок.

Использование: машиностроение, в захватных органах промышленных роботов. Сущность изобретения: головка содержит корпус 1, рабочие присоски 3 с их средством крепления к корпусу. Средство крепления выполнено в виде дополнительной присоски 5. Присоски 3 и 5 соосно соединены друг с другом и установлены с возможностью перемещения по продольной оси относительно друг друга. Каждая пара присосок 3 и5установлёна на планке 9 и подпружинена относительно нее. На корпусе 1 закреплен датчик 8 положения планки 9. Присоски 3 располагаются на корпусе 1 в соответствии с конфигурацией захватываемого изделия, Количество присосок определяется в зависимости от массы и габаритов изделия, При ненадежном закреплении изделия с датчика 8 подается сигнал в систему управления, 3 з.п. ф-лы, 4 ил.