ES2925290B2 - Dispositivo de agarre robótico - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de agarre robótico
SECTOR DE LA TÉCNICA
La presente invención se refiere a un dispositivo de agarre robótico, especialmente diseñado para poder utilizarse en ambientes complejos (temperatura, humedad, etc.) y para retener de forma segura las piezas deseadas, asegurando que no se sueltan con un eventual corte de corriente.
ESTADO DE LA TÉCNICA
A pesar de los avances en robótica todavía hoy resulta complejo poder agarrar determinados objetos en ambientes complejos. Ambientes de mucho calor, como los producidos por los hornos invalidan muchas de las garras o pinzas robóticas que no pueden soportar altas temperaturas. Lo mismo sucede en ambientes de lluvia o humedad elevada y con objetos en los que aceites o similares los hagan más difícil de agarrar. Por último la desinfección con químicos provoca también que muchas de las pinzas o garras robóticas no se puedan utilizar.
Muchas de las pinzas o garras contienen actuadores eléctricos o neumáticos independientes de los robots para facilitar su acople. Estos actuadores o sistemas están normalmente desprotegidos ante altas temperaturas y pensados para ambientes secos, de temperaturas medias y en donde se pueda realizar una limpieza.
Además, es deseable disponer de un sistema de agarre que pueda retener en posición, en todo momento, el objeto sostenido aunque se produzca una avería o corte eléctrico.
Por todo lo anterior se necesita un nuevo sistema de agarre que pueda ejercer su función en este tipo de ambientes, que es la invención que presentamos a continuación.
El dispositivo de agarre que se considera más próximo a la invención es GB2041263, pero este sistema no ofrece las ventajas del dispositivo desarrollado.
El solicitante no conoce ningún dispositivo de agarre de características similares a la invención.
BREVE EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
La invención consiste en un dispositivo de agarre robótico según las reivindicaciones. Sus diferentes variantes ofrecen mejoras sobre el estado de la técnica.
El objetivo de la invención es crear un sistema capaz de permitir a robots agarrar objetos e instrumentos con acoples que puedan cumplir todas las siguientes características: • Soporte ambientes de altas temperaturas, como los de agarre de piezas dentro de hornos y objetos que han estado dentro de hornos.
• Ser capaces de agarrar objetos impregnados de aceites o viscosidades.
• Permita ser volteado (rotación de alabeo (Roll)) con seguridad en caso de corte de suministro de energía.
• Permita rectificar pequeñas imprecisiones en la posición conocida de los objetos. (Imprecisiones de traslación y rotación).
• Permita rectificar pequeñas imprecisiones a la hora de colocar objetos en sistemas de soporte por raíles.
• Soporte limpieza con químicos.
• Sus materiales permitan contacto con alimentos.
• Los acoples deberán ser de bajo coste y adaptables a múltiples objetos o instrumentos sin menoscabo de su funcionalidad.
Este objetivo se logra con las diferentes realizaciones del dispositivo.
El dispositivo puede ser utilizado con cualquier tipo de movimiento de agarre o giro en el extremo del brazo robótico, con traslación en cualquier eje. Así, el dispositivo permite utilizar la geometría de movimiento necesaria según el ambiente o los grados de libertad del robot. Permite, por lo tanto, programar el robot de la forma más sencilla aprovechando sus grados de libertad, especialmente cuando el robot posee pocos grados de libertad.
Para ello, el dispositivo de agarre robótico está formado por un soporte y una pieza de agarre giratoria, móvil entre una primera posición en la que se aprieta contra el soporte y una segunda posición en la que se queda alejada del soporte. A su vez, el soporte comprende un retenedor saliente, que está próximo o por dentro de la pieza de agarre en
su primera posición. Es decir, en el primer caso la pieza de agarre rodea o abraza al retenedor cuando se apoya sobre el soporte.
La pieza de agarre está conectada a una o más levas fijadas a un émbolo. Cada leva está parcialmente desacoplada en movimiento del émbolo o de la pieza de agarre. Es decir, la leva no transmite totalmente el movimiento, sino que existe un cierto desplazamiento inicial que no es transmitido. Una solución es acoplar cada leva al émbolo o a la pieza de agarre mediante un tetón deslizante en un orificio coliso. También es posible acoplar un resorte que ha de ser comprimido previamente antes de transmitir el movimiento.
Además, el émbolo es solidario a un vástago que, en la primera posición de la pieza de agarre, está insertado en un orificio del retenedor. En la segunda posición, está alejado del retenedor.
En una realización, el émbolo está acoplado a un empujador con libertad de rotación según el eje del empujador.
Preferiblemente, el soporte comprende pines centradores, que preferiblemente pueden ser desmontables y reposicionables.
Igualmente, el retenedor puede ser reposicionable, lo cual puede conllevar a que el vástago sea también reposicionable sobre el émbolo, de forma que se mantenga la alineación.
Otras variantes serán comentadas en otros puntos de la memoria.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Se presenta una serie de figuras para facilitar la comprensión de la invención:
Figura 1: Vista en perspectiva de un ejemplo de realización de la invención, en la primera posición.
Figura 2: Vista en perspectiva del ejemplo anterior en la segunda posición, de agarre.
Figura 3: Vista lateral del ejemplo anterior.
Figura 4: Vista en perspectiva de un segundo ejemplo de realización.
MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
A continuación se pasa a describir de manera breve un modo de realización de la invención, como ejemplo ilustrativo y no limitativo de ésta.
El ejemplo de realización mostrado en las figuras comprende un soporte (1). En este caso se ha representado en forma de placa. De una posición media del soporte (1) surge un retenedor (2) saliente, de forma aproximadamente cónica en las figuras, y varios pines (3) centradores. Una pieza de agarre (4) es móvil entre dos posiciones, mediante giro. Una primera posición en la que se aprieta contra el soporte (1) y una segunda posición en la que se queda alejada del soporte (1). La pieza de agarre (4) posee un eje de giro (5) alrededor del cual se mueve.
La pieza de agarre (4) queda, en la primera posición, próxima al retenedor (2), preferiblemente abrazándolo.
La pieza de agarre (4) es actuada por una o más levas (6), fijadas a ésta en un punto desplazado del eje de giro (5). El otro extremo de las levas (6) se fija a un émbolo (7), móvil en una dirección. Las levas (6) poseen un orificio coliso (8), de forma que el movimiento del émbolo (7) y de la pieza de agarre (4) está desacoplado al principio de cada movimiento. En las figuras, los orificios colisos (8) están en el contacto con el émbolo (7). Un tetón (8’) en la pieza correspondiente se desplaza dentro del orificio coliso (8).
Del émbolo (7) surge un vástago (9) que alcanza el retenedor (2) y que se introduce en un orificio (10), pasante o no, en este. Cuando el émbolo (7) está en un extremo de su recorrido, correspondiente a la primera posición de la pieza de agarre (4), el vástago (9) está insertado en el retenedor (2). Cuando el émbolo (7) se mueve en dirección contraria, el vástago (9) se retira y deja libre el soporte (1).
El émbolo (7) está conectado a un empujador (11) con libertad de giro. Por ejemplo, el empujador (11) puede tener una cabeza retenedora dentro de un espacio adecuado del émbolo, como se aprecia en las figuras. Preferiblemente el vástago (9) está alineado con el empujador (11).
En uso, para pasar de la segunda posición, abierta, de la pieza de agarre (4) a la primera posición, el émbolo (7) se mueve a lo largo de su espacio. Como el vástago (9) está unido al émbolo (7), comienza a empujar la pieza de agarre (4), hasta alcanzar la primera posición, cerrada. En ese momento, el émbolo (7) ha introducido el vástago (9) dentro del orificio (10).
La pieza de agarre (4) aprieta cualquier objeto, generalmente una placa (12) contra el soporte (1), manteniéndola retenida y centrada por los pines (3). Si la placa (12) es muy pesada o se corta la corriente y el émbolo (7) pasa a estar libre, la placa (12) no puede retirar la pieza de agarre (4) dado que es retenida por el vástago (9), y éste por el retenedor (2). El orificio coliso (8) permite un cierto movimiento relativo entre el émbolo (7) y la pieza de agarre (4), por lo que el objeto puede desplazar ésta sin mover el émbolo (7). Como la fuerza del objeto sobre el vástago (9) es perpendicular al desplazamiento que requiere para ser retirado, no se puede soltar. La pieza de agarre (4) puede ser retirada, parcialmente, gracias al orificio coliso (8) de la leva (6).
Para liberar el objeto, el émbolo (7) produce a la vez la retirada del vástago (9) y el giro de la pieza de agarre (4).
El soporte (1) puede estar fijo a un brazo robótico y puede girar sobre un eje coincidente con el empujador (11), sin afectar al funcionamiento del dispositivo.
Todos los materiales del dispositivo están preferiblemente realizados en acero inoxidable, para facilitar su mantenimiento, su limpieza con químicos, la resistencia a altas temperaturas, etc.
Todo el sistema permite un dimensionamiento y escalonamiento muy fácil, simplemente cambiando las dimensiones o posición de los pines (3) de localización, del retenedor (2), del vástago (9), etc.
Los diferentes grados de precisión y holguras necesarias que según la funcionalidad se necesiten son también muy fáciles de variar. Según las dimensiones del diámetro de la placa (12) se puede permitir más o menos holguras, eso favorece cumplir con diferentes requerimientos de precisión. Cuando el diámetro del agujero para el retenedor (2) en la placa (12), así como la posición de los pines (3) se calcula adecuadamente, es posible
permitir o eliminar cualquier baile o juego, que permitirá adaptarse mejor a la inserción de objetos en determinados contextos (por ejemplo sistemas de rieles).
Claims (1)
- REIVINDICACIONES1- Dispositivo de agarre robótico, formado por un soporte (1) y una pieza de agarre (4) giratoria, móvil entre una primera posición en la que se aprieta contra el soporte (1) y una segunda posición en la que se queda alejada del soporte (1), caracterizado por que el soporte (1) comprende un retenedor (2) saliente, que está próximo o por dentro de la pieza de agarre (4) en su primera posición;la pieza de agarre (4) está conectada a una o más levas (6) fijadas a un émbolo (7), estando cada leva (6) parcialmente desacoplada en movimiento del émbolo (7) o de la pieza de agarre (4);teniendo el émbolo (7) un vástago (9) que en la primera posición de la pieza de agarre (4) está insertado en un orificio (10) del retenedor (2), y que en la segunda posición está alejado del retenedor (2).2- Dispositivo de agarre robótico, según la reivindicación 1, caracterizado por que el émbolo (7) está acoplado a un empujador (11) con libertad de rotación según el eje del empujador (11).3- Dispositivo de agarre robótico, según la reivindicación 1, caracterizado por que el soporte (1) comprende pines (3) centradores.4- Dispositivo de agarre robótico, según la reivindicación 1, caracterizado por que cada leva (6) está acoplada al émbolo (7) o a la pieza de agarre (4) mediante un tetón (8’) deslizante en un orificio coliso (8).5- Dispositivo de agarre robótico, según la reivindicación 4, caracterizado por que el tetón (8’) está en el émbolo (7).
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