RU1799725C - Модуль манипул тора - Google Patents

Abstract

Использование: в манипул торостроении , в частности в качестве исполнительного модул  промышленного робота с цикловым управлением. В конструкции модул  имеетс  дополнительный силовой привод 8, который установлен на основании и св зан с подвижным звеном 2. Упор 9, а также упор 10 упругого элемента аккумул тора механической энергии и одна из частей управл емого фиксатора положени  расположены в едином корпусе 11, установленном с возможностью его перемещени  выходным элементом дополнительного привода по направл ющим . 6 з. п. ф-лы, 3 ил.

Description

w

Ё

VJ

ю о VI ю ел

Изобретение относитс  к области машиностроени , конкретнее, к манипул то- ростроению, может быть использовано в качестве исполнительного модул  промышленного робота (ПР) с цикловым управлением и  вл етс  усовершенствованием модул  манипул тора по основному а. с. № 1466934 B25J 9/08, Б. И. № 11, 1989 г.

Цель изобретени  - расширение функциональных (технологических) возможностей модул  манипул тора по а. с. 1466934 путем увеличени  точек позиционировани .

Эта цель достигаетс  тем, что модуль манипул тора по а. с. 1466934 снабжен установленным соосно направлению перемещени  звена модул  дополнительным силовым приводом, с выходным подвижным элементом которого соединены упор точек позиционировани  подвижного звена модул , упор упругого элемента аккумул тора механической энергии и одна из частей управл емого фиксатора положени .

Конструктивно модуль манипул тора может быть выполнен так, что дополнительный силовой привод установлен на основании или на подвижном звене модул . Кроме того, упор точки позиционировани , упор упругого элемента аккумул тора механической энергии и одна из частей управл емого фиксатора положени  выполнены в едином корпусе, установленном с возможностью перемещени  дополнительным приводом по направл ющим модул . Дл  повышени  надежности аккумул тор механической энергии выполнен в виде двух упругих элементов . С этой же целью одну из частей механизма управл емого фиксатора целесообразно выполнить в виде цилиндра с кольцевыми проточками, а другую - в виде двух собачек с приводом их перемещени , расположенных по обе стороны цилиндра с кольцевыми проточками. Кроме того, дл  получени  информации о факте фиксации модуль манипул тора может быть снабжен датчиком положени  одной части управл емого фиксатора относительно другой в состо нии фиксации (или положени  подвижного звена модул  относительно корпуса механизма фиксатора).

Такое техническое решение, по сравнению с известным по а, с. 1466934, позволит обеспечить односторонний подход подвижного звена к крайним и промежуточным точкам позиционировани  и повысить надежность работы модул  в целом.

Выполнение же аккумул тора механической энергии в виде двух упругих элементов позволит, с одной стороны уменьшить требовани  к циклопрочности упругих элементов модул , а с другой - позвол ет эффективно функционировать модулю при негоризонтальном направлении перемещени  подвижного звена.

На фиг. 1 изображена конструкци  модул  с дополнительным приводом, установ- ленным на основании; на фиг. 2 - конструкци  модул  с аккумул тором механической энергии, выполненным в виде двух упругих элементов; на фиг. 3 - конст0 рукци  модул  с усовершенствованным механизмом управл емого фиксатора.

Модуль манипул тора (фиг. 1) содержит основание 1, подвижное звено 2, взаимодействующее с упругим элементом 3 акку5 мул тора механической энергии и управл емый фиксатор, состо щий из двух частей, одна из которых, например, содержит подвижную собачку 4 с приводом 5 ее перемещени , а втора  - выполнена в виде

0 зубчатой рейки 6, св занной с выходным элементом привода 7 подвижного звена.

Кроме этого, в дополнении к конструкции модул  манипул тора по а. с. 1466934, предлагаемый модуль снабжен установлен5 ным соосно направлению перемещени  подвижного звена 2 модул  дополнительным силовым приводом 8 (силовой цилиндр с выходным подвижным элементом которого соединены упор 9 точек позиционировани 

0 подвижного звена 2 модул , упор 10 упругого элемента 3 аккумул тора механической энергии и одна из частей управл емого фиксатора положени  (например, собачка 4 с приводом 5).

5 Конструктивно дополнительный силовой привод может быть установлен как на основании 1, так и на подвижном звене 2 модул . Силовой привод может быть выполнен , например, на базе рычажного пнев0 моцилйндра, след щего пневмопривода или шагового привода и т. п. Бывает удобным упор 9 точки позиционировани , упор 10 упругого элемента 3 аккумул тора механической энергии и одну из частей управл 5 емого фиксатора положени  разместить в едином корпусе 11, установленном с возможностью перемещени  дополнительным приводом по направл ющим модул .

На фиг. 2 показан модуль манипул то0 ра, аналогичный рассмотренному, но отличающийс  тем, что аккумул тор механической энергии выполнен в виде двух упругих элементов 3. Кроме этого, на этом же рисунке показано, что модуль мо5 жет быть снабжен датчиком положени  12 зубчатой рейки 6 относительно собачки 4 в состо нии фиксации (или, что практически тоже самое, относительно корпуса 11).

Конструктивно возможно одну из частей управл емого фиксатора выполнить в

виде цилиндра с кольцевыми проточками, а другие - в виде двух собачек с приводом их перемещени , расположенных по обе стороны цилиндра с кольцевыми проточками (фиг. 3).

Во всех рассмотренных вариантах конструкции модул  зубчатую рейку 6 и собачку 4 с приводом 5 ее перемещени  можно помен ть местами и применить датчик 12 положени  одной части механизма фиксатора относительно другой.Кроме того, на подвижном звене 2 может быть установлен элемент переключени  направлени  движени  выходного привода (например, пневмораспределитель 13) с ме- ханическим управлением (показан на фиг. 2} но может быть применен и в других вариантах ), взаимодействующий с корпусом 11 и предназначенный дл  управлени  приводом 7. .

Рассмотрим работу предлагаемого устройства на примере модул , изображенного на фиг. 1.

В положенииj показанном на чертеже, подвижное звено находитс  в правой (по фиг. 1) крайней позиции. Привод 7 прижимает подвижное звено 2 к упору 9 посредством собачки 4 и зубчатой рейки 6. При этом упругий элемент 3 аккумул тора находитс  в сжатом состо нии,благодар  чему система обладает запасом потенциальной энергии. Команда на выполнение движени  поступает на привод 5 собачки, который освобождает подвижное звено 2, и оно под действием усили  упругого элемента 3 начинает разго- н тьс  перевод  потенциальную энергию упругого элемента в кинетическую энергию подвижного звена. После прохождени  свободного участка пути (когда упругий элемент не взаимодействует с основанием) левый конец упругого элемента 3 начинает взаимодействовать с основанием, подвижное звено 2 начинает тормозить за счет перехода кинетической энергии в потенциальную упругого элемента. Если бы в системе не было потерь энергии на преодоление сил трени , то подвижное звено достигло бы левой позиции, при этом скорость звена стала бы равной нулю, а деформаци  упругого элемента достигла бы такой же величины, какой была в правой позиции. Наличие в системе трени  обуславливает необходимость установки привода, восполн ющего потери энергии на преодоление этих сил. Привод, который используетс  в данном модуле, не работает на восполнение потерь на трение в течение всего перемещени  подвижного звена, а используетс  дл  дополнительной деформации упругого элемента в конце хода подвижного звена. Реализуетс  это следующим образом. Одновременно с подачей команды на освобождение подвижного звена 2 правым фиксатором привод подвижного звена (под действием сжатого воздуха в правой полости) перемещает зубчатую рейку 6 механизма фиксаторов в сторону движени  подвижного звена. Лева  собачка 4 вступает во взаимодействие с зубчатой рейкой 6, фиксиру  таким образом подвижное звено относительно себ . Затем поступает команда на привод, который дот гивает подвижное звено 2 до позиции,определ емой наложением левого упора 9, деформиру  при этом упругий элемент 3 и восполн   тем самым потерю энергии в аккумул торе. Здесь команды управлени  на фиксаторы и на привод 7 подаютс  командоаппаратом, наход щимс  вне описываемого устройства .

При работе устройства по фиг. 2 управление приводом 7 осуществл етс  пневмо- распределителем 13, который при подходе подвижного звена 2 к правому (по фиг. 2) фиксатору вступает во взаимодействие с корпусом 11, в результате чего происходит его переключение и подача сжатого воздуха в соответствующую полость привода 7.

При необходимости организации промежуточной точки позиционировани  используетс  дополнительный силовой приводЗ. В момент, когда подвижное звено 2 находитс  в левом упоре 9 или к нему подт гиваетс  приводом 7, подаетс  команда на выдвижение выходного элемента привода , вместе с которым по направл ющим модул  перемещаютс  упоры 9,10 и собачка 4 с приводом 5, установленные в корпусе 12.

Дл  организации дополнительных промежуточных точек аналогичным образом может устанавливатьс  второй дополнительный силовой привод (с другой стороны модул ), работа которого подобна описанному .

Так как потери энергии на трение при различных перемещени х подвижного звена модул  в силу различных причин не  вл ютс  посто нной величиной, то дл  надежной фиксации выходного элемента привода подвижного звена втора  часть фиксатора выполнена в виде зубчатой рейки .

Аналогично работают модули, изображенные на фиг. 2 и 3. По этим же схемам возможно построение модулей углового .перемещени .

Предлагаемое техническое решение обеспечивает следующие преимущества:

- расшир ет функциональные (технологические ) возможности модул  за счет увеличени  точек позиционировани ,

- обеспечивает подход подвижного звена модул  к любой программой позиции с одной стороны (без перерегулировани ),

- обеспечивает возможность продолжени  движени  подвижного звена модул  после позиционировани  в промежуточной точке в пр мом и обратном направлении,

- повышает надежность работы модул  за счет уменьшени  в 2 раза количества циклов работы,

- при установке упругих элементов с различными характеристиками работает при наклонах модул  по отношению к горизонтали и при вертикальном расположении модул . В последнем случае может использоватьс  лишь один упругий элемент, установленный в нижней части модул .

Экономический эффект от использовани  изобретени  только в отрасли приборостроени  за счет отказа от длинноходовых приводов со специальными устройствами дл  дополнительных точек позиционировани  может составить более 200 тыс ч рублей . Экономи  на изготовлении только одного модул  может составить не менее 200 рублей за счет применени  более дешевого короткоходового привода подвижного звена.

Claims (7)

1. Модуль манипул тора, содержащий основание, на направл ющих которого установлено подвижное звено, взаимодействующее с упругим элементом аккумул тора механической энергии, основной привод перемещени  подвижного звена, управл емые фиксаторы его положени , состо щие из двух частей, одна из которых св зана с подвижным звеном и с приводом его перемещени , а также упоры, имеющие возможность регулировочного перемещени  и воз: действи  на это звено, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем увеличени  числа точек позиционировани  звена, он снабжен расположенным соосно с звеном дополнительным приводом, выходной элемент которого св зан с упорами, с упругим

элементом аккумул тора механической энергии и с второй частью управл емого фиксатора положени  звена.

2. Модуль по п. 1,отличающийс  тем, что дополнительный привод установ- лен на основании.

3. Модуль по п. 1,отличающийс  тем, что дополнительный привод установлен на подвижном звене.

4. Модуль по п. 1,отличающийс  тем, что он снабжен корпусом, с которым св заны выходной элемент дополнительного привода, упоры, упругий элемент аккумул тора механической энергии и указанна  часть фиксатора положени  звена, причем корпус имеет возможность перемещени  по направл ющим.

5. Модуль по п. 1,отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, аккумул тор механической энергии выпол- нен в виде двух упругих элементов.

6. Модуль по пп. 1 и 4, отличающийс  тем, что перва  часть фиксатора положени  звена выполнена в виде цилиндра с кольцевыми проточками, а втора  - в виде двух собачек с индивидуальным приводом их перемещени .

7. Модуль поп. 1,отличающийс 

тем, что, с целью повышени  надежности,

он снабжен датчиком положени  одной из

частей управл емого фиксатора положени 

звена относительно другой его части.

Фиг. г