RU2697292C1 - Manipulator - Google Patents

Manipulator Download PDF

Info

Publication number
RU2697292C1
RU2697292C1 RU2018125629A RU2018125629A RU2697292C1 RU 2697292 C1 RU2697292 C1 RU 2697292C1 RU 2018125629 A RU2018125629 A RU 2018125629A RU 2018125629 A RU2018125629 A RU 2018125629A RU 2697292 C1 RU2697292 C1 RU 2697292C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sword
pipe
rod
relative
manipulator
Prior art date
Application number
RU2018125629A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Андреевич Никитин
Original Assignee
Александр Андреевич Никитин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Андреевич Никитин filed Critical Александр Андреевич Никитин
Priority to RU2018125629A priority Critical patent/RU2697292C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2697292C1 publication Critical patent/RU2697292C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J1/00Manipulators positioned in space by hand
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J21/00Chambers provided with manipulation devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J3/00Manipulators of master-slave type, i.e. both controlling unit and controlled unit perform corresponding spatial movements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

FIELD: nuclear technology; biological equipment.SUBSTANCE: invention relates to nuclear and biological equipment and can be used in production of manipulators for handling radioactive and biological substances. Manipulator comprises a ball bearing, a bearing sword in the form of a pipe, and a grip rod. On one end of the sword there is a device for attachment of detachable grippers, and on the other end – two wave drives in the form of wave generators for transfer of reciprocating movement respectively to the sword tube relative to the ball support and the rod of the grip relative to the sword pipe using sealed flexible cups, in which said sword tubes and grip rod are installed. Sealed flexible cups are made with annular grooves on their inner surface, which engage with thread on sword tube and grip rod with possibility of regulating value of radial forces on tight flexible cups on side of generators with provision of their self-centring relative to axis of flexible cups.EFFECT: increasing tightness, smoothness, accuracy and durability of manipulator operation.1 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемый манипулятор предназначен для работы в лабораторных и производственных шкафах, защитных боксах и за защитными экранами различного назначения, в частности, в ядерной, а также в биологической технике и является приспособлением для работы с радиоактивными и биологическими веществами, исключающими непосредственный контакт человека с этими веществами.The proposed manipulator is designed to work in laboratory and industrial cabinets, protective boxes and behind protective screens for various purposes, in particular, in nuclear as well as in biological technology and is a device for working with radioactive and biological substances that exclude direct human contact with these substances.

Известны манипуляторы, предназначенные для дистанционного проведения простых вспомогательных лабораторных и производственных работ (перенос предметов, долговременное держание предметов), в лабораторных шкафах и защитных боксах (с шаровой опорой).Known manipulators designed for remote conducting simple auxiliary laboratory and production work (transfer of objects, long-term holding of objects), in laboratory cabinets and protective boxes (with ball bearing).

Также известны волновые передачи, осуществляющие движение в герметизированное пространство (передача через герметическую эластичную перегородку) (см. а.с. №170254 кл. 47, 430г, 47 701).Also known are wave transmissions carrying out movement into a sealed space (transmission through a sealed elastic partition) (see AS No. 170254 class. 47, 430 g, 47,701).

Известны также конструкции манипуляторов, состоящих из длинной трубы (шпаги), на одном конце которой имеется специальное устройство для крепления сменных захватов, на другом - устройство для управления манипулятором, состоящее из ручки или штурвала, маховичка поворота и гайки.Also known are the designs of manipulators consisting of a long pipe (sword), on one end of which there is a special device for attaching removable grippers, on the other - a device for controlling the manipulator, consisting of a handle or steering wheel, a handwheel of rotation and a nut.

Внутри трубы шпаги манипулятора проходит шток с крупной резьбой на конце. При повороте маховичка шток ввертывается в гайку и подается вперед, в результате чего происходит сжатие губок инструмента, труба шпаги манипулятора установлена в шаровой опоре, закрепленную в стене бокса, позволяет выполнять операции возвратно-поступательного движения в защитном герметичном боксе или шкафу (см. каталог-справочник «Манипуляторы» Ленинград 1968 г. стр. 16-40).A rod with a large thread on the end passes inside the pipe of the manipulator’s sword. When the handwheel is rotated, the rod is screwed into the nut and fed forward, as a result of which the jaws of the tool are compressed, the manipulator’s sword pipe is mounted in a ball bearing, mounted in the box wall, and allows reciprocating operations in a protective airtight box or cabinet (see the catalog - reference book “Manipulators” Leningrad 1968 p. 16-40).

Известны манипуляторы на шаровой опоре, в которой совершает возвратно-поступательное движение шпага, несущая внутри себя шток привода захвата, которые снабжены с целью герметичности движения зазоров между трубой и шаровой опорой, штоком и трубой, они снабжены разнообразными уплотнениями (набивками, втулками, сальниками и сильфонами, а также резьбовыми соединениями).Known manipulators on a ball bearing, in which the sword makes a reciprocating movement, carrying a gripping drive rod inside, which are equipped with the purpose of sealing the movement of the gaps between the pipe and the ball bearing, the rod and the pipe, they are equipped with various seals (gaskets, bushings, glands and bellows, as well as threaded connections).

Однако, это не дает полной герметичности, плавности, точности и долговечности работы.However, this does not give complete tightness, smoothness, accuracy and durability.

Целью изобретения является достижение полной герметичности, плавности, точности и долговечности привода штанги в возвратно-поступательном движении в герметизированное пространство (в лабораторные и производственные защитные шкафы и боксы).The aim of the invention is to achieve complete tightness, smoothness, accuracy and durability of the actuator rod in the reciprocating motion in a sealed space (in laboratory and industrial protective cabinets and boxes).

Для достижения этой цели в известных манипуляторах манипулирование (движение) трубы шпаги относительно шара (опоры), а также привода штока (захвата штанги) в возвратно-поступательном движении относительно трубы шпаги снабжены разнообразными уплотнениями (втулками, сальниками и сильфонами) для достижения герметичности движения.To achieve this goal, in well-known manipulators, manipulation (movement) of the epee pipe relative to the ball (support), as well as the rod drive (rod capture) in the reciprocating movement relative to the epee pipe, are equipped with various seals (bushings, glands and bellows) to achieve tightness of movement.

В качестве привода трубы шпаги в перемещении относительно шара (опоры), а также штока в перемещении относительно трубы шпаги может быть использована волновая передача (винт-гайка) (передача через гибкую эластичную перегородку) при помощи генератора волн.As the drive of the sword pipe in movement relative to the ball (support), as well as the rod in movement relative to the sword pipe, a wave transmission (screw-nut) (transmission through a flexible elastic partition) using a wave generator can be used.

Кроме того, конструкция генератора волн обеспечивает плавную и одновременную регулировку как самого генератора, так и передвижение трубы шпаги и штока штанги захвата относительно своих опор.In addition, the design of the wave generator provides smooth and simultaneous adjustment of both the generator itself and the movement of the epee pipe and the rod of the capture rod relative to its supports.

На фиг. 1 изображен общий вид манипулятора. На фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. На фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.In FIG. 1 shows a general view of the manipulator. In FIG. 2 is a section AA in FIG. 1. In FIG. 3 is a section BB in FIG. one.

Манипулятор с приводом шпаги через герметическую эластичную перегородку от волновой передачи содержит шаровую опору 1 типа ОШ, несущую на себе шпагу 2, которая состоит из длинной трубы 3, на одном конце которой имеется специальное устройство 4 для крепления сменных захватов 5, на другом - два волновых привода, содержащих волнообразователи (генераторы) 6 и 7.The manipulator with a sword drive through an airtight elastic partition from the wave transmission contains a ball bearing type 1 ОШ, bearing a sword 2, which consists of a long pipe 3, at one end of which there is a special device 4 for attaching removable grippers 5, at the other - two wave drives containing wave-forming agents (generators) 6 and 7.

Последний выполнен из двух половин, скрепленных шарнирно между собой при помощи штифтои и специальных смежных винтов (см. а.с. №170254 кл. 47, 430г; 47; 701).The latter is made of two halves hinged together using pins and special adjacent screws (see AS No. 170254 class. 47, 430; 47; 701).

В каждой половине генератора расположены шариковые подшипники, посредством которых генераторы сдавливают гибкие элементы (стаканы) 6 и 7 манипулятора в радиальном направлении.In each half of the generator there are ball bearings, through which the generators squeeze the flexible elements (glasses) 6 and 7 of the manipulator in the radial direction.

Для самоцентрирования генератора подшипники сдвоены и расположены в шахматном порядке, что сближает точки приложения усилий со стороны генератора на гибкие элементы (стаканы) 8 и 9 манипулятора.For self-centering of the generator, the bearings are doubled and staggered, which brings the points of application of force from the side of the generator to the flexible elements (glasses) 8 and 9 of the manipulator.

Это необходимо, так как генератор выполнен двухволновым.This is necessary, since the generator is made of a two-wave.

Манипулятор работает следующим образом.The manipulator works as follows.

Гибкие элементы предварительно сдеформированы стяжным винтом генератора, затем при вращении рукояток (маховиков), установленных на генераторах 6 и 7. Генераторы передают деформации радиальных усилий на гибкие элементы (стаканы) 8 и 9, придавая им форму эллипса. В зонах малой оси эллипса кольцевые канавки, нарезанные на внутренней поверхности гибких элементов (стаканов) 5 и 6, входят в зацепления с резьбой трубы 3 и резьбой штока 10, при вращении генераторов вызывают осевое перемещение (возвратно-поступательное движение трубы шпаги относительно шаровой опоры и штока захвата относительно трубы шпаги).Flexible elements are pre-deformed by the generator tightening screw, then during rotation of the handles (flywheels) mounted on generators 6 and 7. Generators transmit radial force deformations to flexible elements (glasses) 8 and 9, giving them an ellipse shape. In the zones of the small axis of the ellipse, the annular grooves cut on the inner surface of the flexible elements (cups) 5 and 6 are engaged with the thread of the pipe 3 and the thread of the rod 10, when the generators rotate, they cause axial movement (the reciprocating movement of the sword pipe relative to the ball joint and gripping rod relative to the sword pipe).

Для быстроты манипулирования движения генератора 5 трубы шпаги рекомендуется осуществлять от индивидуального электропривода с различным приводом передач (зубчатым, цепным, ременным и пр.).For the speed of manipulating the movement of the generator 5, the sword pipe is recommended to be carried out from an individual electric drive with various gear drives (gear, chain, belt, etc.).

Остальные движения (манипулирования) манипулятора несет на себе шаровая опора, которая встроена в стену камеры, бокса, шкафа подвижно.The rest of the movement (manipulation) of the manipulator is carried by a ball bearing, which is built into the wall of the chamber, box, cabinet movably.

Предлагаемый манипулятор с герметичным приводом шпаги через герметическую эластичную перегородку от валовой передачи по сравнению с известными приводами шпаг манипуляторов, служащими для манипулирования в герметичных шкафах, боксах и пр., обладает полной герметичностью привода передачи движения шпаги относительно шаровой опоры, а также плавностью, точностью и долговечностью работы.The proposed manipulator with a sealed epee drive through a sealed elastic partition from the gross gear compared with the known manipulator epee drives, which are used for manipulating in sealed cabinets, boxes, etc., has complete impermeability of the epee gear transmission drive relative to the ball joint, as well as smoothness, accuracy and durability of work.

Испытания предложенного привода шпаги манипулятора показали, что привод является абсолютно герметичным, обладает плавностью, точностью и долговечностью работы по сравнению с известными приводами шпаг манипуляторов.Tests of the proposed manipulator sword drive showed that the drive is absolutely hermetic, has smoothness, accuracy and durability compared to the known manipulator sword drives.

Экономический эффект от внедрения предложенного герметичного привода шпаги манипулятора по предварительным подсчетам в масштабе предприятия составил 100 тысяч рублей.The economic effect of the introduction of the proposed sealed drive of the manipulator’s sword according to preliminary estimates at the enterprise level amounted to 100 thousand rubles.

Claims (2)

1. Манипулятор, содержащий шаровую опору, несущую шпагу в виде трубы, на одном конце которой расположено устройство для крепления сменных захватов, и шток захвата, отличающийся тем, что он снабжен двумя расположенными на другом конце шпаги волновыми приводами в виде генераторов волн, предназначенных для передачи возвратно-поступательного движения соответственно трубе шпаги относительно шаровой опоры и штоку захвата относительно трубы шпаги с помощью герметичных гибких стаканов, в которых установлены упомянутые труба шпаги и шток захвата, при этом герметичные гибкие стаканы выполнены с кольцевыми канавками на их внутренней поверхности, входящими в зацепление соответственно с выполненной на трубе шпаги и штоке захвата резьбой с возможностью регулирования величины радиальных усилий на герметичные гибкие стаканы со стороны генераторов с обеспечением их самоцентрирования относительно оси гибких стаканов.1. A manipulator containing a spherical bearing carrying a sword in the form of a pipe, on one end of which there is a device for attaching removable grippers, and a gripping rod, characterized in that it is equipped with two wave drives located on the other end of the sword in the form of wave generators designed for the transmission of reciprocating motion, respectively, the epee pipe relative to the ball joint and the grip rod relative to the epee pipe using sealed flexible glasses in which the aforementioned epee pipe and gripper rod are installed cotton, while the sealed flexible cups are made with annular grooves on their inner surface that engage with the threads made on the pipe and the gripping rod, with the possibility of regulating the magnitude of the radial forces on the sealed flexible cups from the generators side, ensuring their self-centering relative to the axis of the flexible cups . 2. Манипулятор по п.1, отличающийся тем, что каждый из генераторов состоит из двух шарнирно связанных между собой посредством штифтов половин, стянутых винтом, и выполнен с двумя рядами шариковых подшипников для передачи давления на гибкие стаканы.2. The manipulator according to claim 1, characterized in that each of the generators consists of two halves pivotally interconnected by pins, tightened by a screw, and is made with two rows of ball bearings for transmitting pressure to flexible glasses.
RU2018125629A 2018-06-01 2018-06-01 Manipulator RU2697292C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018125629A RU2697292C1 (en) 2018-06-01 2018-06-01 Manipulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018125629A RU2697292C1 (en) 2018-06-01 2018-06-01 Manipulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2697292C1 true RU2697292C1 (en) 2019-08-13

Family

ID=67640578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018125629A RU2697292C1 (en) 2018-06-01 2018-06-01 Manipulator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2697292C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU170254A1 (en) * Н. И. Цейтлин, В. Н. Руденко , М. Г. Косое VALVE WITH DRIVE OF STOCK THROUGH THERMAL ELASTIC PARTITION FROM WAVE TRANSMISSION
DE3043145A1 (en) * 1980-11-15 1982-07-01 Dango & Dienenthal Maschinenbau GmbH, 5900 Siegen MANIPULATING DEVICE FOR CHARGING DEVICES
SU965759A1 (en) * 1980-12-15 1982-10-15 Предприятие П/Я А-3487 Rapier-type manipulator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU170254A1 (en) * Н. И. Цейтлин, В. Н. Руденко , М. Г. Косое VALVE WITH DRIVE OF STOCK THROUGH THERMAL ELASTIC PARTITION FROM WAVE TRANSMISSION
DE3043145A1 (en) * 1980-11-15 1982-07-01 Dango & Dienenthal Maschinenbau GmbH, 5900 Siegen MANIPULATING DEVICE FOR CHARGING DEVICES
SU965759A1 (en) * 1980-12-15 1982-10-15 Предприятие П/Я А-3487 Rapier-type manipulator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Каталог-справочник "Манипуляторы", Ленинград, 1968, с.16-40. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. A cable-driven redundant spatial manipulator with improved stiffness and load capacity
RU2697292C1 (en) Manipulator
CN104465071A (en) Automatic winding device of mutual inductor
WO2019128854A1 (en) Space suit sleeve performance test device
CN203901292U (en) Multiple degree of freedom (MDOF) ultra-high vacuum mechanical hand with continuously adjustable grasping force
CN107999896A (en) A kind of gear chamfering device
CN107282943A (en) A kind of portable end face of flange processing machine
CN110355890A (en) A kind of new material punch device that the machining accuracy with safeguard function is high
JP2019188483A (en) Robot hand
Kuo et al. Perfect static balancing using Cardan-gear spring mechanisms
EP2389276A1 (en) Manipulator system
Liu et al. Static balancing of a spatial six-degree-of-freedom decoupling parallel mechanism
WO2023197761A1 (en) Robotic hand device for combined operation of electrical cabinet in offshore booster station
CN105082000A (en) Underwater pneumatic pliers
CN110666726A (en) Floating support device
Chen et al. Type synthesis of 3-DOF rotational parallel mechanisms with no intersecting axes
Yin et al. Development of ray nondestructive detecting and grinding robot for weld seam in pipe
Gu et al. Quick robot cell calibration for small part assembly
CN107486838A (en) A kind of tow-armed robot of special-shaped arm
CN108098803A (en) A kind of more specification clamping devices
CN205559716U (en) Harmonic lead screw sealing transmission device
CN110576204A (en) Manual drilling equipment with overload prevention function for machine manufacturing industry
Feng et al. Design of a Compliant 7-DoF Power Soft Robot driven by Hydraulic Artificial Muscles
RU2706904C1 (en) Manipulator grip
RU2691349C1 (en) Sword manipulator