RU2653397C2

RU2653397C2 - Robot actuator

Info

Publication number: RU2653397C2
Application number: RU2015149070A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Литвиненко; Роман Михайлович Бохер
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2018-05-08
Also published as: RU2015149070A

Abstract

FIELD: robotics.

SUBSTANCE: invention relates to robotics. Industrial manipulator comprises a control system, an actuator, a base on which the actuator drive is mounted. Drive comprises a drive drum, a flexible member and a carriage and is provided with an additional drum with a drive mounted on the base with a main drum and guides with a rod connected to the carriage and connected to the manipulator actuator. Flexible member is wound on the main and additional drums. Carriage is made with two groups of rollers, each of which is located in contact with the flexible member of the main and additional drums and is installed between them. Drives are connected to the manipulator control system.

EFFECT: invention is aimed at improving the operational characteristics of the actuator.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к робототехнике, а именно к конструкции приводов манипуляторов, обеспечивающих перемещение исполнительного органа в пространстве.The invention relates to robotics, and in particular to the design of the drives of manipulators that ensure the movement of the actuator in space.

Известен привод робота (Авторское свидетельство Литвиненко A.M. СССР №1442394, опубл. 07.12.88, бюл. №45, заявка №4242358/31-08 от 11.05.87), который содержит установленные на рабочей зоне робота, в точках позиционирования схвата, неподвижную часть, выполненную в виде магнитопроводов, и подвижную часть с активными токопроводящими элементами, выполненную в виде якоря электрического двигателя, установленного на звене руки робота, где также установлен щеточный узел. Около якоря в плоскости, параллельно его оси, закреплена электрическая обмотка, образующая систему возбуждения для всех магнитопроводов. Рука робота установлена на поворотной колонне, расположенной на основании.The robot drive is known (Authors' certificate Litvinenko AM USSR No. 1442394, publ. 07.12.88, bull. No. 45, application No. 4242358 / 31-08 of 05/11/87), which contains a fixed motion control point at the grip positioning points a part made in the form of magnetic circuits, and a moving part with active conductive elements, made in the form of an armature of an electric motor mounted on a link of the robot arm, where a brush assembly is also installed. Near the anchor in the plane, parallel to its axis, an electrical winding is fixed, forming an excitation system for all magnetic circuits. The robot arm is mounted on a rotary column located on the base.

Недостатком элемента является малое усилие вращательного движения.The disadvantage of this element is the small force of the rotational motion.

Этот недостаток устранен в промышленном роботе (Авторское свидетельство Литвиненко A.M. СССР №1805028, опубл. 30.03.93, бюл. №12, заявка №4822040/08 от 29.03.90), содержащем основание, катушку с сердечником и полюсными наконечниками. На них размещены узлы крепления цилиндрических направляющих. В воздушном зазоре расположены якорь приводов поворота, выдвижения и подъема. Все эти приводы установлены на основании. Имеются направляющие, на которых закреплен узел руки, квадратный стержень, пропущенный через отверстия в червячном редукторе. Направляющие пропущены через подшипники в стойках. Узел руки прикреплен к рейке привода выдвижения. Привод предназначен для горизонтального перемещения блока якорей по направляющим. На руке установлен подшипник. Вертикальная часть руки снабжена направляющей, проходящей через верхнюю обойму. Шестерня контактирует с рейкой, жестко закрепленной в нижнем кронштейне руки. На ней закреплен привод поворота схватов укрепленных на основании относительно оси. На основании укреплены схват с губками. Катушка образована каркасом и обмоткой. С направляющей контактирует подшипники. К основанию крепятся направляющие.This drawback was eliminated in an industrial robot (Copyright certificate of A.M. Litvinenko of the USSR No. 1805028, published on March 30, 93, bull. No. 12, application No. 4822040/08 of March 29, 90) containing a base, a coil with a core and pole tips. They placed the fastening nodes of the cylindrical guides. In the air gap are located the anchor of the rotation, extension and lifting drives. All of these drives are mounted on a base. There are guides on which the hand unit is fixed, a square rod passed through the holes in the worm gear. Guides are passed through bearings in racks. The hand unit is attached to the extension drive rail. The drive is designed for horizontal movement of the block of anchors along the guides. A bearing is mounted on the arm. The vertical part of the arm is provided with a guide passing through the upper clip. The gear is in contact with a rail rigidly fixed in the lower arm of the hand. A drive for turning the grips fixed on the base relative to the axis is fixed on it. On the base, a grip with jaws is strengthened. The coil is formed by a frame and a winding. Bearings are in contact with the guide. Guides are attached to the base.

Недостатком данного устройства является сложность конструкторского исполнения, которая обусловлена необходимостью строгого соблюдения линейного размера.The disadvantage of this device is the complexity of the design, which is due to the need for strict compliance with the linear size.

Наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является исполнительный орган робота (Патент РФ Литвиненко A.M. №2250818, опубл. 27.04.2005, бюл. №12, заявка №2003124121/02 от 31.07.2003), состоящий из четырех гибких элементов, имеющих желобчатую форму. Элементы присоединены к крестовине с помощью шаровых шарниров. К середине крестовины прикреплен схват. Места крепления ленты к шарнирам выполнены в виде колодок, придающих зажатому концу ленты изгиб в поперечном сечении. На элементы одеты формостабилизирующие элементы, представляющие собой пластину с четырьмя прорезями, сделанными по форме изгиба элементов. Формостабилизирующие элементы присоединены к схвату при помощи тросовой гибкой связи с узлами. По мере выдвижения руки количество задействованных формостабилизирующих элементов увеличится. Вторые концы элементов пропущены через формообразующие направляющие и намотаны на барабан с приводами. Барабаны каждой степени подвижности установлены в каретке, движущейся по вертикальной поворотной колонне манипулятора. Формообразующие направляющие представляют собой брус из антифрикционного материала (фторопласта), на одной грани которого выполнена дугообразная прорезь, а недостатком данного устройства является небольшое усилие.Closest to the claimed in terms of essential features is the executive body of the robot (RF Patent Litvinenko AM No. 2250818, published on April 27, 2005, bull. No. 12, application No. 2003124121/02 of July 31, 2003), consisting of four flexible elements having a grooved form. Elements are attached to the cross by means of ball joints. A tong is attached to the middle of the cross. The places of fastening the tape to the hinges are made in the form of pads, giving the clamped end of the tape a bend in the cross section. The elements are equipped with form-stabilizing elements, which are a plate with four slots made in the form of bending elements. Form-stabilizing elements are attached to the tong with a flexible cable connection with the nodes. As the arm extends, the number of involved form-stabilizing elements will increase. The second ends of the elements are passed through forming guides and wound on a drum with drives. Drums of each degree of mobility are installed in a carriage moving along a vertical rotary column of the manipulator. The forming guides are a bar of antifriction material (fluoroplastic), on one side of which an arcuate slot is made, and the disadvantage of this device is a small force.

Изобретение направлено на повышение усилия и улучшение эксплуатационных характеристик.The invention is directed to increasing efforts and improving operational characteristics.

Это достигается тем, что промышленный манипулятор, содержащий систему управления, исполнительный орган, основание, на котором установлен привод исполнительного органа, содержащий барабан с приводом, гибкий элемент и каретку, согласно изобретению привод исполнительного органа снабжен дополнительным барабаном с приводом, установленным на основании с основным барабаном, и направляющими со штоком, присоединенным к каретке и связанным с исполнительным органом манипулятора, при этом гибкий элемент намотан на основной и дополнительный барабаны, каретка выполнена с двумя группами роликов, каждая из которых расположена в контакте с гибким элементом основного и дополнительного барабанов и установлена между упомянутыми основным и дополнительным барабанами, приводы которых связаны с системой управления манипулятора.This is achieved by the fact that the industrial manipulator comprising a control system, an actuator, a base on which an actuator actuator is mounted, comprising a drum with an actuator, a flexible element and a carriage, according to the invention, the actuator actuator is equipped with an additional drum with an actuator mounted on the base with the main a drum, and guides with a rod attached to the carriage and connected to the actuator of the manipulator, while the flexible element is wound on the main and additional bar bans, the carriage is made with two groups of rollers, each of which is located in contact with a flexible element of the main and additional drums and is installed between the aforementioned main and additional drums, the drives of which are connected to the control system of the manipulator.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 показан промышленный манипулятор в исходном состоянии, вид спереди. Барабаны и привод показаны на фиг. 2. Рабочее состояние промышленного манипулятора изображено на фиг. 3, а исполнительного органа робота - на фиг. 4.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a front-mounted industrial manipulator. The drums and drive are shown in FIG. 2. The operational state of the industrial manipulator is depicted in FIG. 3, and the executive body of the robot - in FIG. four.

Промышленный манипулятор содержит основание 1, подъемный механизм 2, к которому присоединен приводной блок 3. Из приводного блока выходят четыре штока 4, концы которых соединены со схватом 5. Приводной блок содержит в себе четыре промышленных привода, содержащие двигатели 6, гибкую ленту 7, намотанную на барабан 8. Между которыми расположена каретка 9 с роликами 10. Шток 4 зафиксирован направляющими 11. К валу двигателя подключены датчики перемещения (не указаны на чертеже). Все закреплено на основании промышленного манипулятора 12. В основании 1 расположена система управления (не указано на чертеже).The industrial manipulator contains a base 1, a lifting mechanism 2, to which the drive unit 3 is attached. Four rods 4 come out of the drive unit, the ends of which are connected to the grip 5. The drive unit contains four industrial drives containing motors 6, a flexible tape 7 wound on the drum 8. Between which there is a carriage 9 with rollers 10. The stem 4 is fixed by the guides 11. Displacement sensors (not shown in the drawing) are connected to the motor shaft. Everything is fixed on the basis of the industrial manipulator 12. At the base 1 is a control system (not shown in the drawing).

Исполнительный орган робота работает следующим образом. При вращении двигателей 6 гибкая лента наматывается на барабан, вследствие чего изменяется диаметр намотки. Каретка 9 с роликами 10 перемещается за счет изменения диаметра намотки, в зависимости от направления движения привода. Шток 4 соединен с кареткой, поэтому совершает аналогичное движение, приводя в действие промышленный манипулятор.The executive body of the robot operates as follows. When the engines 6 are rotated, a flexible tape is wound on the drum, as a result of which the diameter of the winding changes. The carriage 9 with the rollers 10 is moved by changing the diameter of the winding, depending on the direction of movement of the drive. The rod 4 is connected to the carriage, therefore, makes a similar movement, driving the industrial manipulator.

Введение в конструкцию дополнительного двигателя и системы управления позволяет увеличить усилие и улучшить эксплуатационные характеристики.Introduction to the design of an additional engine and control system allows you to increase effort and improve performance.

Claims

An industrial manipulator comprising a control system, an actuator, a base on which an actuator actuator is mounted, comprising a drum with an actuator, a flexible element and a carriage, characterized in that the actuator actuator is provided with an additional drum with an actuator mounted on the base with the main drum, and guides with a rod attached to the carriage and connected to the manipulator's actuator, while the flexible element is wound on the main and additional drums, the carriage is made two roller groups, each of which is disposed in contact with the flexible member main and auxiliary drums and mounted between said primary and secondary drums, drives which are linked to the manipulator control system.