SU1045020A1 - Многокомпонентный датчик усилий и моментов - Google Patents

Abstract

1. МНОГОКОМПОНЕНТНЫЙ ДАТЧИК УСИЛИЙ И МОМЕНТОВ дл  очувствлени  прокышленных р оботов и манипул торов и управлени  , содержащий опорный и силопередающий , св зывающую их упругую подвеску и измерительные преобразователи перемещении фланцев или деформаций упругой подвески, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  за счет исключени  взаимовли ни  напр жений в упругой подвеске, в него дополнительно введен второй опорный фланец, жестко св занный с первым опорным фланцем, причем плоскости опорных фланцев параллельны друг друГУ упруга  подвеска выполнена из четного числа упругих элементов раст жени  - сжати , средние части которых жестко ев  заны с- (ередс1ющим фланцем, а ксжцы жестко св заны с опорными фланцами, упругие расположены вдоль образующих однополостного гиперболиода вращени , причем плоскость силопередёиощего фланца . $ совпадает с плоскостью горлового сечени  гиперболиода вргицени . 2. Датчик по п. 1, отличающийс  тем, что упруга  прдвеска состоит из восьми струн, попарно пересекающихс  в горловом сечении гиперболиода под углом 90 , 3. датчик по п. 1 и 2, о т л и-. t««i чающийс  тем, что измерительные преобразователи перемещений или деформаций св заны со струнами. сд

Description

. Изобретение относитс  к машиностр ению и может быть использовано дл  очувствлени  промышленных роботов и в качестве управл ющей руко тки манипул тора . Известны многокомпонентные датчик УСИЛИЙ и моментов, содержащие опорны и силопередающий фланцы, св зывающую их упругую подвеску и измерительные преобразователи перемещений или деформаций i К недостаткам указанных устройств относ тс  низка  точность определени компонент усилий и моментов, обуслоб Ленна  взаимным вли нием различных видов напр жений в элементах упругой подвески,и нетехнологичность вход щих в него деталей. Наиболее близким к предлагаемому n технической сущносту и достигаемому результату  вл етс  многокомпонентны датчик усилий и моментов, например, дл  очувствлени  промышленных робото содержащий опорный и силоперадающий фланцы, измерительные преобразовател силы, установленные на шести стержн  соедин ющих посредством сферических шарниров три расположенные не на одной пр мой точки одного фланца с трем  точками другого фланца, также расположенными не на одной пр мой 2 Недостаток заключаетс  в невысокой точности определени хкомпонент усилий и моментов вследствие того, что дл  устранени  зазоров в сферических шарнирах многокомпонентный датчик приходитс  нагружать изBecTHbDVj посто нным усилием, превышающим измер емые. При этом сила трени  в.сферических шарнирах обусловливает наличие изгибных напражен в стержн х, искажающих информацию о напр жени х сжати  в стержн х, по которым и определ ют компоненты уси лий и моментов. Цель изобретени  - повышение точ ности измерени  за счет исключени  взаимовли ни  напр жений в элемента упругой подвески. Поставленна  цель достигаетс  тем что в многокомпонентный датчик усилий и моментов дл  очувствлени  npoмышленных роботов и манипул торов и управлени  ими, содержащий опорный и силопередающий фланцы, св зывающую ИХ упруг то подвеску и измерительные преобразователи перемещений фланцев или деформаций упругой подвески, дополнительно введен второй опорный фланец, жестко св занный с первьом опорным фланцем, причем плоскости опорных фланцев параллельны друг другу, упруга  подвеска выполнена из четного числа упругих элементов раст жени  - сжати , средние части кото рых жестко св заны с силопередаюо им Фланцем, а концы жестко св заны с опорными фланцами, упругие элементы расположены вдоль образующих однополостного гиперболоида вращени , причем плоскость силопередающего фланца совпадает с плоскостью горлового сечени  одноплостного гиперболоида вращени . Упруга  подвеска состоит из восьми струн, попарно пересекающихс  в горловом сечении гиперболоида под углом. 90° . Измерительные преобразователи перемещений или деформаций св заны со струнами. На чертеже изображена схема предла гаемого многокомпонентного датчика. Многокомпонентный датчик усилий и моментов содержит опорные 1 и 2 и силопередающий 3 фланцы,св зывающую их упругую подвеску, в которЪй в качестве упругих элементов раст жени  сжати  использованы струны ЛЬ, Вс, Cd, De, Ef, Fg, Gh, Ha, An, Ba, Cb,Dc, Ed, Fe, Gf, Hg, и шесть измерительных преобразователей 4-9 деформаций струн. Указанные струны прот нуты вдоль образующих однополостного гипер-болоида вращени  и концами укреплены в точках А, В, С, D, Е, F,--G, Н и а, Ь, с, d, е, f, g, h. Эти точки принадлежат соответственно двум окружност м на опорных фланцах 1 и 2 и дел т их на равные части, Струны АЬ и Ва, Вс, и СЬ,Cd и DC и т.д. попарно пересекаютс  в горловом сечении гиперболоида и креп тс  в точках пересени  , т, п, о, р, ч, S, t к силопередающему фланцу, Многокомпонентный датчик работает следующим образом. При приложении нагрузки к силопередающему фланцу 3 она через упругую подвеску передаетс  опорным фланцам 1 и 2, при этом в струнах упругой подвески возникают нат жени  - осевые силы, уравновешивающие нагрузки. Эти силы обуславливают деформации струн, которые и фиксируютс  измерительными преобразовател ми 4-9 деформаций . Малый диаметрструн обеспечивает отсутствие изгибных, крутильных и сдвиговых напр жений в них. Струны передают нагрузки только в направлени х , соедин ющих точки креплени  их к опорньом фланцам 1 и 2.Поскольку взаимное расположение струн известно и жестокостные характеристики струн известны (точка приложени  равнодействующей внешних сил также обычно известна), то в соответствии с формулами теоретической механики составл ютс  зависимости между деформаци ми струн и компонентами усилий и моментов, которые используютс  дли расчетов на ЭВМ. Наиболее ,простыми эти зависимости будут при числе струн равном восьми и при эка

Claims (3)

1. МНОГОКОМПОНЕНТНЫЙ ДАТЧИК УСИЛИЙ И МОМЕНТОВ для очувствления промышленных роботов и манипуляторов и управления ими, содержащий опорный и силопередающий ^фланцы, связывающую их упругую подвеску и измерительные преобразователи перемещений фланцев или деформаций упругой подвески, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет исключения взаимовлияния напряжений в упругой подвеске, в него дополнительно введен второй опорный фланец, жестко связанный с первым опорным фланцем, причем плоскости опорных фланцев параллельны^ друг другу, упругая подвеска выполнена из четного числа упругих элементов растяжения - сжатия, средние части которых жестко св язаны с· силФКёредающим’ фланцем, а концы жестко связаны с~ опорными фланцами, упругие элементы расположены вдоль образующих однополостного гиперболиода вращения, причем плоскость силопередающего фланца _а совпадает с плоскостью горлового $ сечения гиперболиода вращения.

2. Датчик поп. 1, отличающийся тем, что упругая подвеска состоит из восьми струн, попарно пересекающихся в горловом сечении гиперболиода под углом 90 .

3. Датчик ’по π. 1 и 2, о т л и-¹, чающийся тем, что измеритель ные преобразователи перемещений или деформаций связаны со струнами.

>