Манипулятор Советский патент 1981 года по МПК B25J11/00 

(54) МАНИПУЛЯТОР

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для механизации и автоматизации производственных процессов в опасных и вредных дня человека зонах, а также при выполнении монотонных и утомительных операций. Известен манипулятор с программным управлением, содержащий механическую руку, составленную из шарнирно соединенных между собой аналогичных звеньев с индивидуальными силовыми приводами движений поворота и ротации, выполненными в виде спаренных гидроцилиндров, поршни которых связаны гибкими элементами, а также систему гидропитания и систему управления 1, Однако известный манипулятор имеет увеличеннь1е габариты, так как линейные размеры звеньев движения поворота, имеющие жесткие щтоки в гидроцилиндрах, превышают необходимую величину полного хода поршней цилиндра почти вдвое, причем в звене движения ротации гидроцилиндры расположены поперечно по отношению к продольной оси звена, что ведет к увеличению поперечных размеров руки манипулятора. Кроме того, звенья, располагающиеся последовательно одно за другим, содержат либо привод движения поворота, либо ротации, что свидетельствует о низкой универсальности и маневренности конструкции. При эксплуатации манипулятора возникают трудности при переналадке его на новую операцию, которые можно устранить, используя принцип агрегатирования, когда рука составлена из аналогичных звеньев, содержащих приводы и ротации и поворота. Недостатком цепной передачи является неравномерность, толчкообразность скорости движения цепи. Это, а также наличие люфтов в зацеплении приводит к снижению точности работы и повышению износа элементов цепной передачи. Цель изобретения - упрощение конструкции, уменьщение ее габаритов, повышение точности и грузоподъемности, плавности и стабильности движения приводов. Для достижения поставленной цели гибкие элементы привода движения поворота манипуиТятора выполнены в виде двух цепей одностороннего изгиба, смещенных друг относительно друга на половину шага, а гибкие элементы привода движения ротации выполнены в виде тросов, при этом штоковые полости гидроцилиндров привода ротации

находятся под давлением системы гидропитания.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема манипулятора; на фиг. 2 - одно из аналогичных звеньев манипулятора; на фиг. 3 - привод движения поворота; на фиг. 4 - привод движения ротации; на фиг. 5 - звездочки и вал привода движения поворота.

Манипулятор, установленный на основании 1, состоит из аналогичных звеньев 2-4, звена 5 и схвата 6. Звено 5 содержит привод ротации схвата. Схват 6 приводится в действие гидроцилиндром 7.

Звено манипулятора выполнено в виде блока, содержащего привод 8 движения поворота, привод 9 движения ротации и распределительную муфту 10.

Привод движения поворота выполнен в виде спаренных гидроцилиндров 11 и 12, поршни 13 и 14 которых связаны между собой силовыми толкающими цепями 15 и 16 через звездочки 17 и 18, независимо установленные на валу 19, причем зубья звездочек сдвинуты на половину шага. Толкающие цепи выполняются в виде цепей одностороннего изгиба, работающих на сжатие, и опираются со сторон, обратных изгибу, на направляющие, например, опорные ролики 20 и 21, препятствующие изгибу цепи.

Привод движения ротации выполнен в виде спаренных гидроцилиндров 22 и 23, поршни 24 и 25 которых связаны между собой силовыми тросами 26 и 27 через систему блоков 28-30.

Звездочки 17 и 18 устанавливаются на валу 19. Звездочка 17 прикрепляется к фланцу вала 19 винтами 31, через фланец 32, а звездочка 18, имеющая пазы под винты 33, предварительно устанавливается со смещением на половину шага по отношению к звездочке 17, выбирается люфт надетой на нее цепи и прижимается к фланцу вала 19 винтами 33 через фланец 34. При этом за счет выборки люфта, устранения мертвого хода и применения двух цепей обеспечивается повыщение плавности, стабильности, точности и грузоподъемности по сравнению с конструкцией с одной цепью и звездочкой. В полостях, где располагаются силовые тросы, создают постоянное подпорное давление, подводя масло по трубопроводу 35.

Манипулятор работает следующим образом.

Система гидропитания обеспечивает подвод масла в рабочие полости гидроцилиндров и к агрегату управления. Задающее воздействие, например, от интерполятора подается через щаговый двигатель на агрегат управления с поворотным золотником. В одну рабочую полость привода, управляемого данным золотником, производится подвод, а из другой - слив масла.

Привод движения поворота работает следующим образом.

Если через распределительную муфту 10 осуществляется подвод масла под давлением в рабочую полость цилиндра 12 и слив из рабочей полости цилиндра И, то поршень 14, поднимаясь вверх, толкает правые ветви цепей 16 и 15, одностороннего изгиба, опирающихся на ролик 21, и поворачивает звездочки 17 и 18, передавая крутящий момент на выходной вал. Левые ветви цепей 15 и 16, опирающиеся на ролик 20, опускаясь вниз, толкают поршень 13, который вытесняет масло из рабочей полости цилиндра 11.

В приводе ротационного движения в полости, где расположен вал, блоки и тросы, создается постоянное подпорное давление масла, подводимого по магистрали 35, обеспечивающее натяжение тросов 26 и 27.

Если масло под давлением поступает в рабочую полость цилиндра 23, а слив осуществляется из рабочей полости цилиндра 22, то порщень 25 при этом двигается вниз, а поршень 24 - вверх, создавая с помощью тросов крутящий момент, под действием которого корпус цилиндров поворачивается вокруг вала и блока 30.

Остальные звенья манипулятора работают аналогичным образом.

Формула изобретения

Манипулятор с программным управлением, содержащий механическую руку, составленную из шарнирно соединенных между собой аналогичных звеньев с индивидуальными силовыми приводами движений поворота и ротации, выполненными в виде спаренных гидроцилиндров, поршни которых связаны гибкими элементами, а также систему гидропитания и систему управления, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, повышения точности и грузоподъемности, плавности и стабильности движения приводов, гибкие элементы привода движения поворота выполнены в виде двух цепей одностороннего изгиба, смещенных друг относительно друга на половину щага, а гибкие элементы привода движения , ротации выполнены в виде тросов, при этом щтоковые полости гидроцилиндров привода ротации находятся под давлением системы гидропитания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Фыг.1

35

W

Фиг.3

ФигМ

Л

Фиг. 5