RU1776556C

RU1776556C - Manipulator module

Info

Publication number: RU1776556C
Application number: SU914926920A
Authority: RU
Inventors: Вадим Яковлевич Копп; Александр Владимирович Коростелев; Александр Николаевич Круговой; Борис Владимирович Погорелов; Игорь Борисович Харин
Original assignee: Севастопольский Приборостроительный Институт
Priority date: 1991-04-08
Filing date: 1991-04-08
Publication date: 1992-11-23

Abstract

Использование: в машиностроении, в частности в промышленных роботах в качестве привода. Шток посредством пластин 2 и 9 жестко св зан с направл ющими 3 и 4, по которым перемещаетс каретка 5, на которой закреплен пневмопривод, тормозные головки 6 и 7 и датчик обратной св зи. Упругий элемент 10 закреплен между пластинами 2 и 9 и выполнен в виде набора плоских лент, между которыми расположены фрикционные вставки, неподвижные в направлении оси перемещени штока пневмоцилиндра. Тормозные головки выполнены в виде электропневмопреобразо- вател , состо щего из мембраны и толкател , имеющего возможность контактировать с упругими элементами. 3 ил.Usage: in mechanical engineering, in particular in industrial robots as a drive. The rod by means of plates 2 and 9 is rigidly connected to the guides 3 and 4, along which the carriage 5 is moved, on which the pneumatic actuator, the brake heads 6 and 7 and the feedback sensor are fixed. The elastic element 10 is fixed between the plates 2 and 9 and is made in the form of a set of flat tapes between which friction inserts are located, which are fixed in the direction of the axis of movement of the pneumatic cylinder rod. The brake heads are made in the form of an electro-pneumatic transducer consisting of a membrane and a pusher having the ability to contact with the elastic elements. 3 ill.

Description

Фцг.1Ftsg. 1

Изобретение относитс к машиностроению , в частности к элементам промышленных роботов, и может быть использовано в качестве привода пневматических автоматизированных машин,The invention relates to mechanical engineering, in particular to elements of industrial robots, and can be used as a drive for pneumatic automated machines

Известны пневмопривод с пневмомеханическим фрикционным устройством, взаимодействующим с дополнительной штангой, св занной со штоком пневмоци- линдра Филипов И.Б. Тормозные устройства пневмоприводов. -Л.: Машиностроение, Ленинград,отд-ние, 1987. - с.20, рис.1.106); пневмопривод, состо щий из пневмоцилин- дра, шток которого соединен с направл ющей , св занной с датчиком обратной св зи, и фрикционного тормоза с пневмоприводом .A pneumatic actuator with a pneumomechanical friction device interacting with an additional rod associated with the rod of a pneumatic cylinder is known. IB Filipov. Pneumatic brake devices. -L .: Mechanical engineering, Leningrad, branch, 1987. - p.20, fig. 1.106); a pneumatic actuator, consisting of a pneumatic cylinder, the rod of which is connected to a guide connected to the feedback sensor, and a friction brake with a pneumatic actuator.

Недостатками указанных устройств вл ютс низка точность позиционировани , узкий диапазон регулировани скорости, приводы отличаютс большими объемами пневматических камер фрикционных тормозов , что снижает их быстродействие, не имеют возможности шагового перемещени .The disadvantages of these devices are low positioning accuracy, a narrow range of speed control, the drives are characterized by large volumes of pneumatic chambers of friction brakes, which reduces their speed, do not have the ability to move.

Наиболее близким по технической сущности решением вл етс импульсный пневматический позиционер (прототип) (Промышленна робототехника), содержащий шток с внутренними каналами и составной поршень, кажда из двух одинаковых секций которого расположена между двум дисками, жестко св занными со штоком, в секцию входит эластичное кольцо С-образ- ного профил , фрикционное кольцо и корпус-кольцо , между корпусом-кольцом и эластичным кольцом каждой секции образуетс камера, св занна через каналы в штоке с распределителем.The closest technical solution is a pulsed pneumatic positioner (prototype) (Industrial Robotics) containing a rod with internal channels and a composite piston, each of two identical sections of which is located between two disks rigidly connected to the rod, an elastic ring enters the section A C-shaped profile, a friction ring and a body-ring, between the body-ring and the elastic ring of each section, a chamber is formed, connected through channels in the rod to the distributor.

Данное устройство обладает теми же недостатками, которые присущи описанным выше аналогам, за исключением возможности шагового перемещени .This device has the same disadvantages that are inherent in the analogues described above, except for the possibility of stepwise movement.

Целью изобретени вл етс упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей за счет введени упругого элемента между тормозными головками и штоком, расшир ющего диапазон регулировани скорости и точность позиционировани .The aim of the invention is to simplify the design and expand the functionality by introducing an elastic element between the brake heads and the rod, expanding the range of speed control and positioning accuracy.

Цель достигаетс тем, что пневмопривод , шток которого жестко св зан с направл ющими , снабжен двум тормозными головками, а к концам направл ющей жестко закреплен упругий элемент, установленный с возможностью контактировани с фрикционными элементами тормозных головок , причем упругий элемент выполнен в виде набора плоских лент, между которыми расположены фрикционные вставки, неподвижные в направлении перемещени штока , а тормозна головка выполнена в виде мембранного привода, совмещенного с электрон невмопреобразователем.The goal is achieved in that the pneumatic actuator, the rod of which is rigidly connected to the rails, is equipped with two brake heads, and an elastic element is fixed to the ends of the guide, which is installed to contact the friction elements of the brake heads, the elastic element being made in the form of a set of flat tapes between which friction inserts are located, which are stationary in the direction of movement of the rod, and the brake head is made in the form of a diaphragm drive combined with an electron non-transducer.

При сравнении известных модулей манипул торов с предлагаемым видно, что последний обладает новыми техническими свойствами, которые заключаютс в малости объема пневматических камер и хода штоков фрикционных тормозов,When comparing the known modules of the manipulators with the proposed one, it is evident that the latter has new technical properties, which consist in the smallness of the volume of the pneumatic chambers and the stroke of the rods of the friction brakes.

0 возможности регулировани величины шага перемещени ,, что позвол ет повысить быстродействие, расширить диапазон регулировани скорости, повысить точность позиционировани .0 the ability to control the size of the step of movement, which allows to increase speed, expand the range of speed control, improve positioning accuracy.

5 Отличительные признаки вл ютс существенными , так как в прототипе в силу наличи значительных объемов пневматических камер фрикционных тормозов, сложности регулировани величины шага5 Distinctive features are significant, because in the prototype due to the presence of significant volumes of pneumatic chambers of friction brakes, the difficulty of adjusting the pitch

0 перемещени достичь поставленных целей невозможно.It is impossible to achieve the set goals.

На фиг. 1 представлен модуль манипул тора; на фиг.2 - то же; на фиг.З - тормозна головка.In FIG. 1 shows a manipulator module; figure 2 is the same; in Fig.Z - brake head.

5Модуль манипул тора (см. фиг.1 и 2) содержит пневмопривод 1, шток которого посредством пластин 2 и 9 жестко св зан с направл ющими 3 и 4, на которых также установлена каретка 5 с возможностью от0 носительного перемещени и жестко св занна с пневмоприводом. На каретке закреплены две тормозные головки 6 и 7. Упругий элемент 10 закреплен между пластинами 2 и 9 с помощью двух винтов 8 с5 The manipulator module (see Figs. 1 and 2) contains a pneumatic actuator 1, the rod of which is fixed by means of plates 2 and 9 to the guides 3 and 4, on which the carriage 5 is also mounted with the possibility of relative movement and rigidly connected to the pneumatic actuator . Two brake heads 6 and 7 are fixed on the carriage. The elastic element 10 is fixed between the plates 2 and 9 with two screws 8 s

5 возможностью регулировани степени его нат жени и выполнен в виде набора плоских лент 10 (фиг.З), между которыми расположены фрикционные вставки 11, жесткие в направлении перемещени штока пневмо0 цилиндра 1. Тормозные головки состо т из корпуса, элекропневмопреобразовател 12, мембраны 13 с жестким центром и сферическим толкателем 14, имеющим возможность контактировани с упругими элементами 105 with the possibility of adjusting the degree of its tension and is made in the form of a set of flat tapes 10 (Fig. 3), between which friction inserts 11 are located, rigid in the direction of movement of the rod of the pneumatic cylinder 1. The brake heads consist of a housing, an electro-pneumatic converter 12, a membrane 13 s a rigid center and a spherical pusher 14, having the ability to contact with the elastic elements 10

5 через вставки 11. К пластинам 2 и 9 закреплена линейка оптоэлектронного датчика перемещени 15, корпус которого св зан с кареткой 5.5 through inserts 11. A line of optoelectronic displacement sensors 15 is fixed to the plates 2 and 9, the housing of which is connected to the carriage 5.

Модуль манипул тора работает следую0 щим образом. Допустим, что шток пневмопривода с направл ющими и упругим элементом наход тс в крайнем левом положении и их необходимо переместить слева направо на заданную величину. Дл этого вThe manipulator module operates as follows. Assume that the pneumatic actuator stem with guides and an elastic element is in the leftmost position and they must be moved from left to right by a predetermined amount. For this in

5 левую полость пневмоцилиндра пневмопривода 1 подаетс давление, в результате за счет усили , развиваемого пневмоцилинд- ром, осуществл етс быстрое перемещение . При подходе к точке позиционировани подаетс давление с помощмп лектропневмопреобразовател в надмембранную полость тормозной головки 7, толкатель которой сжимает фрикционные вставки 11, осуществл торможение. Дл дальнейшего точного перемещени срабатывает тормоз- на головка 6, а затем головка 7 отпускает. В результате этого осуществл етс перемещение на один шаг, равный величине упругой деформации плоских лент 10 между тормозными головками. Дл совершени последующих шагов необходимо, чтобы срабатывала головка 7, отпускала и срабатывала головка 6 и затем вновь отпускала головка 7. Процесс позиционировани прекращаетс когда рассто ние между текущей координатой и заданной станет меньше величины шага. В этом случае осуществл етс фиксирование упругого элемента обеими тормозными головками.5, pressure is applied to the left cavity of the pneumatic actuator cylinder 1; as a result, due to the force exerted by the pneumatic cylinder, rapid movement is achieved. When approaching the positioning point, pressure is applied by means of an electropneumatic transducer to the supramembrane cavity of the brake head 7, the pusher of which compresses the friction inserts 11, and then brakes. For further precise movement, the brake is applied to the head 6, and then the head 7 releases. As a result of this, one step of movement is carried out equal to the amount of elastic deformation of the flat belts 10 between the brake heads. In order to complete the next steps, it is necessary that head 7 releases and releases head 6 and then again releases head 7. The positioning process stops when the distance between the current coordinate and the set one becomes less than the step size. In this case, the elastic element is fixed by both brake heads.

При проскакивании точки позициони- ровани на стадии быстрого перемещени происходит пошаговое перемещение в обратном направлении.When the positioning point skips in the rapid movement stage, stepwise movement in the opposite direction occurs.

Устройство обладает следующими преимуществами , высоким быстродействием и The device has the following advantages, high speed and

широким диапазоном регулировани ско рости. что обусловлено малым объемом пневматических камер, и практически нулевым ходом штоков тормозных головок, а также возможностью регулировани величины шага перемещени за счет изменени рассто ни L между тормозными головками и степени нат жени упругого элемента.wide range of speed control. this is due to the small volume of the pneumatic chambers and the almost zero stroke of the rods of the brake heads, as well as the ability to control the magnitude of the movement step due to a change in the distance L between the brake heads and the degree of tension of the elastic element.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A manipulator module comprising a pneumatic actuator, the rod of which is rigidly connected to the guides, and an elastic element, characterized in that, in order to expand the functionality and simplify the design, it is equipped with two electro-pneumatic converters and two brake pads having each friction inserts and a membrane, and the elastic element is connected to the guide and is made in the form of a set of flat tapes between which friction inserts of the brake heads are located, and the membranes of these heads are associated with the corresponding electrodes of non-converters and.

S ///// //

Type A

Fiz