SU1134361A1 - Очувствленный схват манипул тора - Google Patents

Abstract

I. ОЧУВСТВЛЕННЫЙ СХВАТ МАНИПУЛЯТОРА, содержащий губки, св занные с приводом их перемещени  через редуктор и дифференциал, устройство дл  измеречи  усили , блок задани  усили  и блок управлени , отличающийс  тем, что, с целью расщирени  функциональных возможностей за счет обеспечени  захвата деталей различной жесткости как за внутреннюю , так И за наружную поверхности, устройство дл  измерени  усили  выполнено в виде торсиона, установленного в корпусе с возожностью поворота вокруг оси и кинематически св занного одни.м концом с дифференциалом , фиксатора торсиона от проворота со стопором, установленного в корпусе с возможностью перемещени  вдоль торсиона, и датчика угла поворота торсиона , установленного на его конце, св занном с днфференциалом.

Description

2. Схват манипул тора по п. 1, отличающийс  тем, что торсион выполнен плоским с переменной по длине жесткостью, фиксатор выполнен в виде диска с центральны пазом дл  размещени  торсиона, с канавкой на наружной поверхности дл  захода стопора и с .резьбой, а на внутренней поверхности корпуса выполнена ответна  резьба дл  образовани  резьбового соединени  корпус-фиксатор.

Изобретение относитс  к машиностроению и предназначено дл  использовани  в промышленных роботах, примен емых дл  выполнени  подъемно-транспортных, монтажно-сборочных и технологических операций в дистанционных манипул торах, работающих в экстремальных услови х.

Известен очувствленный схват манипул тора , содержащий губки, св занные с приводом их перемешенн  через редуктор и дифференциал, устройство дл  измерени  усилий, блок задани  усили  и блок управлени  1.

Однако устройство дл  нзМеренн  усили  может быть использовано только при захвате манипулируемого объекта за наружную поверхность и не обеспечивает работу схвата на разжим губок при захвате объекта за внутреннюю поверхность. Кроме того, из-за использовани  в устройстве цилиндрической пружины оно обладает низкой точностью измерени  усили  вследствие неопределенности положени  пружины в пространстве при ее закручивании, что ограничивает его функциональные возожности .

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей схвата.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в очувствленном схвате манипул тора, содержащем губки, св занные с приводом их перемещени  через редуктор и дифференциал , устройство дл  измерени  усили , блок задани  усилий и блок управлени , устройство дл  измерени  усили  выполнено в виде торсиона, установленного в корпусе с возможностью поворота вокруг оси и кинематически св занного одним концом с дифференциалом, фиксатора торсиона от проворота со стопором, установленного в корпусе с возможностью перемещени  вдоль торсиона, и датчика угла поворота торсиона, установленного на его конце, св занном с дифференциалом.

Кроме того, торсион выполнен плоским с переменной по длине жесткостью, фиксатор выполнен в виде диска с центральным пазом дл  размещени  торсиона, с канавкой на наружной поверхности дл  захода стопора и с резьбой, а на внутренней

поверхности корпуса выполнена ответна  резьба дл  образовани  резьбового соединени  корпус-фиксатор.

На фиг. 1 изображен очувствленный схват манипул тора, разрез; на фиг. 2 - Iразрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - очувствленный схват манипул тора, разрез (с дифференциальной волновой зубчатой передачей).

Очувствленный схват манипул тора

0 содержит блок 1 задани  усили  с регулирующим элементом 2, который дл  днстанционно-управл емых манипул торов может быть выполнен, например, в виде потенций метра, в зависиости от положени  которого

5 измен етс  соответственно диапазон усилий, устанавливаемый на губках 3 схвата. Блок 1 электрически св зан через блок 4 управлени  С исполнительным механизмом 5, состо щим из корпуса 6, в котором смонтирован приQ вод 7 перемещени  губок схвата, муфты 8 односторонней передачи крут щего момента и механической передачи, выполненной в виде редуктора с дифференциалом на выходе , например, в виде дифференциального планетарного механизма, водило 9 которого

5 при помощи конической- шестерни Юн рычажного механизма 11 соединено с губками 3 схвата, а центральное колесо 12 внутренним зацепленнем при помощн зубчатого колеса 13 соединено с датчиком 14 угла

поворота торсиона 15, устройства дл  нзмерен .и  усили , которое содержит фиксатор 16 торсиона 15 от проворота. Фиксатор снабженстопором 17 с электромагнитным приводом 18, установленным на ползуне 19.

5 Фиксатор 16 представл ет собой диск с центральным пазом 20 дл  размещени  торсиона, причем на наружной поверхиости диска выполнены канавки 21 дл  разме щени  стопора 17 и резьба.

На внутренней поверхиости 22 корпус выполнена ответна  резьба .дл  перемен щени  фиксатора 16 при вращении торсиона 15. Перемещение фиксатора 16 ограничено конечными выключател ми 23, установленными на корпусе 6, располо- женном на конце рычага 24 манипул тора. при этом фиксатор 16, ползун 19. и электро агиитный привод 18 закрыты кожухом 25. В варианте исполнени  очувствленного схвата манипул тора с механической передачей в виде редуктора с дифференциальной волновой зубчатой передачей на выходе (фиг. 3) привод 7 перемещени  губок 3 схвата соединен с первой ступенью редуктора 26, на выходном валу которой установлен кулачковый генератор 27 волн с надетым на него гибким подшипником качени  28 Кулачковый геиератор 27 волн через гиб .кий подшипник 28 взаимодействует с гибioiM колесом 29, выполненным в виде кольца , переход щего в гибкий цилиндр. На недеформируемом конце гибкого цилиндра выполнено зубчатое колесо 30, которое установлено на подшипниках н кинематически св зано с зубчатым колесом 13 и торсионом 15. Колесо 29 находитс  в зацеплении с жестким колесом 31, име|бщим такой же щаг зацеплени , но большее число зубьев и св занным с помощью конической шестерни Ю и рычажного механизма 11 с губками схвата 3. Очувствленный схват манипул тора работает следующим образом. В случае использовани  очувствленного схвата в конструкции дистанционно управл емого манипул тора оператор с помощью регулирующего элемента 2 устанавливает необходимый диапазон усилий, который может быть передан на губки схвата, например, с помощью поворота ручки потенциометра . Сигнал с регулирующего элемента 2 поступает в блок 4 управлени , который на основании этого сигнала выдает управл ющее воздействие на привод 7 перемещени  губок 3 схвата, а также на электромагнитпривода 18, который, перемеща  стопор 17, освобождает фиксатор 16. Установку необходимого диапазона усилий производ т при сжатых до упора Губках 3 схвата или же при разведенных (также до упора), т.е. в исходном состо нии губок 3 схвата. Тогда под действием управл ющего, воздействи  с регулирующего элемента 2 и блока 4 управлени  привод 7 перемещени  губок 3 схвата поворачивает центральное колесо 12, которое через зубчатое колесо 13 начинает вращать торсион 15 и соответственно датчик 14 угла поворота. Торсион 15, свободно враща сь в подшипниках , приводит во вращение фиксатор 16, который, поворачива сь вокруг оси торсиона, перемещаетс  по резьбе на внутренней поверхности 22 в ту или иную сторону. Фиксатор 16, перемеща сь, двигает за обой кинематически св занный с ней полQiyH 19, который перемещаетс  в корпусе 6 чЗмувствленного схвата. В том случае, когда сигнал с датчика 14 угла поворота торсиона, поступающий в блок 4 управлени , достигнет заданной величины , обусловленной регулирующим элементом 2 блока 1, блок 4 выдает сигнал на отключение привода 7, включение муфты 8 и стопорение фиксатора 16. Электромагнит привода 18 обесточиваетс  и стопор 17 под действием пружины сжати  западает в канавку фиксатора 16. После этого оператор, с помощью блока 1 формирует сигнал управлени  по величине усили , который через блок 4 управлени  подаетс  на привод 7 перемещени  губок 3 схвата. В результате поворачиваютс  водило 9 дифференциального планетарного механизма и коническа  шестерн  10, привод ща  в движение рычажный механизм 11 и соответственно губКи 3 схвата. Губки 3 схвата перемещаютс  навстречу друг другу. При этом центральное колесо 12 с внутренним зацеплением остаетс  неподвижным, так как внешн   нагрузка на губках схвата отсутствует. В случае соприкосновени  с манипулируемым объектом движение губок 3 схвата прекращаетс . За счет того, что крут щий момент от привода 7 передаетс  на центральное колесо 12 с внутренним зацеплением, колесо 12 поворачивает вход щее с ним в зацепление зубчатое колесо 13 и закручивает соединенный с ним торсион 15. При этом поворачиваетс  вал датчика 14 угла поворота торсиона и сигнал с него поступает в блок 4 управлени , где происходит его сравнение с сигналом управлени , поступившим с блока 1. Когда этот сигнал достигнет величины сигнала управлени , привод 7 отключаетс  и муфта 8 односторонней передачи момент фиксирует схват в зажатом состо нии, что позвол ет удерживать манипулируемый предмет схвата длительное врем  без посторонней энергии. При использовании в очувствленном схвате дифференциальной волновой зубчатой передачи при установке необходимого диапазона усилий под действием управл ющего воздействи  с регулирующего элемента 2 и блока 4 привод 7 перемещени  губок схвата начинает вращать выходной вал первой ступени редуктора 26, на котором установлен кулачковый генератор 27 волн. Так волнова  передача относитс  к предварительно нагруженным конструкци м. То поворот гибкого колеса 29 и св занного с ним зубчатого колеса 30 жесткого колеса 31 происходит без деформации гибкого колеса 29 до тех пор, пока губки 3 захвата не сожмутс  или разведутс  до упора. Затем кулачковый генератор 27 волн через подшипник качени  28 деформирует гибкое колесо 29, которое в свою очередь

взаимодействует по гребн м волн с жестким колесом 31 н осуществл ет свой относительный поворот, поворачива  зубчатое колесо 30, кинематически св занное с зубчатым колесом 13 торсионом 15. Дальнейша  работа устройства происходит в описанном пор дке .

Оператор с помощью блока 1 формирует управл ющий сигнал по величине усили , который из блока 4 управлени  подаетс  на привод 7 перемещени  губок 3 схвата. Кулачковый генератор 27 через гибкий подшипник качени  28 деформирует гибкое колесо 29, которое, взаимодейству  с жестким колесом 31, сообщает ему поворот. Св занна  с жестким колесом 31 коническа  шестерн  10, приводит в движение рычажный механизм 11 и, соответственно губки 3 схвата.

При этом зубчатое колесо 30, св занное с гибким колесом 29, остаетс  неподвижным, так как внешн   нагрузка на губках 3 схвата отсутствует, а силы, св занные с дефор2J

мированием гибкого колеса генератором, незначительны.

В случае соприкосновени  с манипули руемым объектом, движение губок 3 схвата прекращаетс , крут щий момент от привода 7 при неподвижном жестком колесе 31 передаетс  на гибкое колесо 29 и, соответственно на зубчатое колесо 30, которое поворачивает вход щее с ним в зацепление зубчатое колесо 13 и закручивает соединенный с ним торсион 15. Дальнейша  работа устройства происходит ана логично описанному.

Применение предлагаемого схвата значительно расшир ет функциональные возможности манипул тора или робота, повышает точность развиваемых губками схвата усилий и расшир ет их диапазон. .

Предлагаемый схват с одинаковой надежностью может захватывать массивные и хрупкие детали, как за наружную, так и внутреннюю поверхности.

20

Фиг.2

Claims (2)

1. ОЧУВСТВЛЕННЫЙ СХВАТ

МАНИПУЛЯТОРА, содержащий губки, связанные с приводом их перемещения через редуктор и дифференциал, устройство для измерения усилия, блок задания усилия и блок управления, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения захвата деталей различной жесткости как за внутреннюю, так и за наружную поверхности, устройство для измерения усилия выполнено в виде торсиона, установленного в корпусе с возожностью поворота вокруг оси и кинематически связанного одним концом с дифференциалом, фиксатора торсиона от проворота со стопором, установленного в корпусе с возможностью перемещения вдоль торсиона, и датчика угла поворота торсиона, установленного на его конце, связанном с дифференциалом.

2. Схват манипулятора по π. 1, отличающийся тем, что торсион выполнен плоским с переменной по длине жесткостью, фиксатор выполнен в виде диска с центральным пазом для размещения торсиона, с канав кой на наружной поверхности для захода стопора и с .резьбой, а на внутренней поверхности корпуса выполнена ответная резьба для образования резьбового соединения корпус—фиксатор.