SU1342727A1 - Захватна головка манипул тора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к конструкци м захватных органов промьшшенных робо32 3 5 f 45 J(9 37 46 15 11 тов и манипул торов. Цель - расширение технологических возможностей за счет повышени  жесткости и уменьшени  продольных габаритов головки, обеспечени  возможности выдвижени  захватных устройств на рабочую позицию. Установка на рабочей позиции требуемой пары зажимных рычагов (ЗР) 11, смонтированных на установленных в барабане (Б) 4 и св занных пружинами 22 ползунах (П) 5, один из которых соединен со штоком 7,а другой - с осью 8, жестко св занной с корпусом (Л со ьо ю 25 23 51X29 Фи г.1

Description

силового цилиндра 6, производитс  фиксированным поворотом Б 4 с П 3 в корпусе 1 захватной головки. На штоке 7 и оси 8 силового цилиндра 6,- эафиксированных от поворота с Б 4, закреплены кулачки 18, при взаимодействии с которыми ЗР 11 выдвигаютс  от оси Б 4 при перемещении на рабочую позицию. Захват детали ЗР 11 осуществл етс  сближением П 5 пружинами 22, а разведение П 5 с ЗР 11 - силовым цилиндром 6, Б 4 вращаетс  выдвижением зубчатой рейки из цилиндра двух- позиционного поршневого поворотного

1

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к конструкци м захватных органов промышленных роботов и манипул торов, и может быть использовано дл  захвата и манипулировани  детал ми различных типоразмеров в быстропереналаживаемых роботизированных многономенклатурных лини х.

Цель изобретени  - расширение технологических возможностей за счет повышени - жесткости и уменьшени  продольных габаритов головки, обеспечени  возможности выдвижени  захватных устройств на рабочую позицию.

На фиг. 1 изображена предлагаема  захватна  головка, общий вид; на фиг. 2 - то же,вид сбоку; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 6 - вид Г на фиг. 1; на фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 1; на фиг. 8 - пример выполнени  привода сведени  и разведени  губок.

Захватна  головка содержит корпус 1, на кронштейнах 2 и 3 которого установлен с возможностью вращени  барабан 4, Внутри него соосно установлены ползуны 5 и силовой цилиндр 6 одностороннего действи , причем его шток 7 св зан с одним, а ось 8, жестко соединенна  с корпусом силового цилиндра 6 - с другим из ползунов 5 посредством скоб 9, жестко с ними соединенными указанными ползунами и

двигате.ч  32, вращающей надетую на шейку 38 Б 4 шестерню 37, котора  воздействует собачкой 39 на храповик 41, закрепленный на шейке 38 Б 4 Фиксаци  Б 4 на заданной позиции осуществл етс  взаимодействием одного из штырей 44 с соответствующим упором 45, которые соответствуют требуемой позиции Б 4. Затем рейка возвращаетс  в исходное положение пружиной, при этом собачка 39 вращающейс  по шейке 38 Б 4 в обратную сторонушестерни 37 проскальзывает по зубь м храповика 41. 8 ил.

взаимодействующими с проточками 10 указанных штока 7 и оси 8.

В радиальных пазах ползунов 5 размещены зажимные рычаги 11 с губками 12, каждый из которых шарнирно св зан с ползуном 5 посредством двух звеньев 13 и 14, образующих с ними рычажно-шарнирный параллелограмм.

Каждое из звеньев 13 снабжено контактным элементом, выполненным в виде

шарика 15, установленного с возможностью вращени  в гнезде толкател  16 звена 13, и соединено с одним концом витой пружины 17 раст жени , другим концом установленной на ползуне

5, так, что указанный шарик 15 находитс  в посто нном принудительном контакте с профилированной поверхностью одного из двух кулачков 18, первый из которых жестко закреплен

на штоке 7, а другой - на оси 8,

жестко св занной с корпусом силового цилиндра 6. Периферийные части зажимных рычагов 11, несущие губки 12, выход т за наружную поверхность барабана 4 через продольные пазы 19 последнего и снабжены жестко закрепленными сменными накладками губок 12 дл  захвата объектов 20 различных размеров и конфигурации. Ширина

радиальных пазов ползунов 3 и продольных пазов 19 барабана 4 равна ширине губок 12, что предотвращает проворачивание ползунов 5 в барабане 4. На наружной поверхности последнего между зажимными рычагами 11 проти3

воположных ползунов 5, образующими захватное устройство, жестко установлены ловители 21 дл  центрировани  объектов 20 относительно соответствующих губок 12. Ползуны 5 св заны между собой витыми пружинами 22 раст жени , размещенными между ловител ми 21 и вдетым концами в отверсти  регулировочных винтов 23, ввернутых в ползуны 5 напротив прорезей 24 барабана 4 и законтренных гайками 25.

Палец 26, установленный на кронштейне 2 корпуса 1, взаимодействует с пазом 27 оси 8, жестко соединенной с корпусом силового цилиндра 6, дл  предотвращени  поворота последнего в корпусе 1. Палец 28 крышки 29 силового цилиндра 6, зафиксированной от проворота в корпусе пальцем 30, взаимодействует с пазом 31 штока 7 дл  предотвращени  проворота последнего относительно корпуса силового цилиндра 6.

На кронштейне 3 жестко закреплен двухпозиционный поршневой поворотный двигатель 32, содержащий зубчатую рейку 33 на штоке, жестко св занном с поршнем 34 цилиндра 35, и витую пружину 36 сжати  в штоковой полости указанного цилиндра 35, рейка 33 находитс  в зацеплении с шестерней 37, установленной с возможностью вращени  на цилиндрической щейке 38 барабана 4, и собачкой 39 с витой пружиной 40 раст жени , взаимодействующей с храповиком 41, жестко закрепленным

на шейке 38.

I

На кронштейне 3 на различных рассто ни х от оси вращени  барабана 4 закреплены рабочие цилиндры 42 одностороннего действи  с витыми пружинами 43 сжати  в бесштоковьгх полост х и штоками, выполненными в виде выдвижных штырей 44, обращенных к боковой стенке барабана 4, на которой жестко установлены упоры 45, каждый из которых снабжен пазом 46 с возможностью размещени  в нем конца штыр  44 и скосом 47. Количество упоров 45 соответствует количеству рабочих цилиндров 42 и равно числу пар зажимных рычагов 11 барабана 4, радиальное расположение упоров 45 соответствует радиальному расположению штьфей 44, а взаимное угловое расположение упоров 45 и штырей 44 обеспечивает при их взаимодействии фиксацию барабана 4 в положени х, соот5

42727л

ветствующих ус танонке каждо1 1 ич пар зажимных рычагов 11 на рабочей позиции , характеризуюшеГю  наибольшим выдвиже} ием последних из пазои 19 барабана 4, имеющим место при взаимодействии шариков 15 соответствующей пары зажимных рычагов 11 с зоной наибольшего радиуса профилированных поQ верхностей кулачков 18. На кронштейне 2 смонтирован дополнительный штырь 48, поджатый пружиной 49 к закрепленному на боковой стенке барабана 4 торцовому кулачку 50 с впадинами на

15 профилированной поверхности, соответствующими фиксированным положени м барабана 4. Дл  подвода рабочей среды в бесштоковую полость силового цилиндра 6 в оси 8, проход щей

Q сквозь отверстие кронштейна 2, выполнен осевой канал 51.

Вместо указанного силового цилиндра 6 пружин 22 в головке может быть применен силовой цилиндр 52 двухстороннего действи  с проход щим сквозь отверсти  шейки 38 барабана 4 и крышки корпуса двухпозиционного поршневого поворотного двигател  32 удлиненным штоком 53 с осевым отверстием 54 дл  подвода рабочей среды в што- ковую полость 55 силового цилиндра 52. фиксаци  штока 53 от проворота при этом производитс  установленным На крьш1ке пальцем 56, взаимодейству- 5 ющим с пазом 57 штока, без использовани  пальцев 28 и 30.

Захватна  головка работает следующим образом.

В исходном положении бесштоковые 0 полости силового цилиндра 6 и цилиндра двухпозиционного поршневого поворотного двигател  32, а также што- ковые полости рабочих цилиндров 42 соединены с атмосферой. При этом 5 под действием пружин 22 ползуны 5 приближены один к другому до упора торцами в бурты на внутренней поверхности барабана 4, а шток 7 вт нут в силовой цилиндр 6. Зубчата  рейка 33 0 под действием пружины 36 занимает крайнее верхнее положение. Штыри 44 рабочих цилиндров 42 под действием пружин 43 выдвигаютс  до контакта с боковой стенкой барабана 4, при 5 этом один из штырей 44 располагаетс  в пазу 46 одного из упоров 45, фиксиру  положение барабана 4, при котором пара зажимных рычагов 11, соответствующа  указанной изаимодей

5Г

c luyiomeii ii.ipe штырь - упор, иаходит- чп на рабочей (нижней) псгзиции. До- полнителbin.u i иггырь 48 пружиной 49 поджат к профилированной поверхности кулачка 30, чанима  место в oAHoii из впадин последней. Пара зажимных рыча гон 11, наход ща с  на рабочей позиции , максимально выдвинута на оси барабана 4 за счет взаимодействи  шариков 15 звеньев 13 данной пары с зоной максимального радиуса профилированной поверхности кулачков 18. При этом осуществл етс  принудительный контакт шариков 15 с профилиро- ванной поверхностью кулачков 18 под воздействием пружин 17,

При смене номенклатуры захватываемых об1 ектов 20 перевод на рабочую позицию требуемой пары зажимных рычагов 11 осуществл етс  фиксированным поворотом 6apa6a)ia 4, При этом рабоча  среда подаетс  в штоковые полости всех цилиндров 42, кроме цилиндров , взаимодействие штыр  44 которых с соответс твующим упором 45 обеспечивает фИ1-:сацию на рабочей позиции требуемой пары зажимных рычагов 11, штыри указанных цилиндров 42, в том числе и ци.чиндра, штырь которого пер ионачально находилс  в зацеплении с упором, вдвигаютс , сжима  пружины 43, и Г)ара6ан 4, удерживаемый от произвольных вращений в данный момен ::н1пь дополнительным и1тырем 48, получает нозм11жность дл  последующего по ворота, К ::)торый осуществл етс  подачей среды в бесштоковую полость ци- .линдра 35 доухпозиционног о поршневого поворотного двигател  32. Это вызывает перемещение вниз рейки 33, жестко св занной с поршнем 34, сжимающим при этом пружину 36, и поворот наход щейс  в зацеплении с указанной рейкой шестерни 3/. Св занна  с последней с.обачка 39, воздеГ Ствует на зуб храповика 41, жестко закрепленного на шейке 38 барабана 4, поворачивает последний и отверсти х крон111теЙ1-ов 2 и 3. При этом вьщвину- тый штырь 44 цилиндра 42, штоковой полостью соединенного с атмосферой, скольз  торцом по боковой стенке вращающегос  барабана 4, набегает на ск(эс 47 соответствующего упора 45, сжима  пружину 43, и заскакивает под действием последней в паз 46 указанного упора, вследствие чего дальнейшее перемещение рейки 33 и вращение

0

20

27

|-

g 35 55

:ю

40

27б

барабана 4 прекращаютс  и, таким образом , требуема  пара зажимных рычагов 11 окапываетс  зафиксированной на рабочей позиции.

Проворот ползунов 5, несущих зажимные рычаги 11 относительно барабана 4 при вращении последнего, отсутствует , так как ширина продольных пазов 19 барабана равна ширине проход щих через последние зажимных рычагов 11, при этом ширина радиальных пазов ползунов 5, в которых размещены указанные зажимные рычаги, также равна ширине последних, В процессе вращени  барабана 4 шарики 15 звеньев 13 прокатываютс  по профилированной поверхности кулачков 18, удерживаемых от совме-стного вращени  с барабаном 4, за счет фиксации пальцами 26, 28   30 от указанного вращени  оси В и штока 7, на которых жестко закрепле)п„ указанные кулачки. При этом пара зажимных рычагов 11, перемещаема  на рабочую позицию, выдвигаетс  от оси барабана 4 на величину, обеспечивающую требуемое дл  захвата объекта 20 положение накладок губок 12 за счет )1абегани  шариков 15 звеньев 13 данной пары зажимньж рычагов 11 на зону максимального радиуса профилированной поверхности кулачков 18.

Соединение зажимных рычагов 11 с ползунами 5 звень ми 13 и 14, обра- зующи.ми рычажно-шарнирный параллело- rptiMM, позвол ет за счС Т небольшого перепада радиуса профилированной поверхности кулачков 18 добитьс  значительных величин выдвижений зажимных рычагов 11 при сохранении взаимной параллельности последних. Кроме того , в процессе вращени  барабана 4 происходит поворот скоб 9 ползунов 5, вращающихс  совместно с барабаном 4, в проточках 10 неподвижных ци;п1ндра 6 и его штока 7, а также перемещение подпружиненного штыр  48 по профилированной поверхности торцовог-о кулачка 50, вращающегос  с барабаном ., и последующее его западаиис во впадину на последней, соотретствуивдум новому фиксированному полож гь.ю барабана 4. После jToro птоковые полости остальных цилиндров 42 и б;;сшто- кова  полость цилиндра 35 л ухиозиHHOHHOI O nOpllllieBOS O n.,-.B.)pt I HC I O

гател  32 соедин и/гск ( ат.-ir, ферой, штыри 44 под действием пружин 43

7

поджимаютс  к боковой стетже барабана 4, чем достигаетс  дополнительна фиксаци  барабана 4 и освобож/деиие пружин 43 от излишней деформации, а рейка 33 под действием пружины 36 перемещаетс  вверх от исходного положени , при этом наход ща с  в зацеплении с указанной рейкой 33 шестерн  37 свободно вращаетс  на шейк 38 барабана 4 за счет того, что собачка 39, преодолева  сопротивление пружины 40, скользит по тыльным скосам зубьев храповика 41.

Перед захватом объекта 20 рабоча  среда подлетел по осевому каналу 51 в бесштоковую полость цилиндра 6, при этом корпус и шток послекиего, а также св занные с ними скобами 9 ползуны 5 расход тс , преодолева  сопротивление пружин 22, чем обеспечиваетс  разведение в стороны зажимных рычагов 11, установленных на ползунах 5. В ходе перемещени  зажимные рычаги 11 скольз т боковыми сторонами в пазах 19 барабана 4, палец 28 скользит в пазу 31 штока 7, и ось 8 цилиндра 6, жестка св занна  с корпусом, скользит в отверсти х барабана 4 и кронштейна 2, а паз 27 оси 8 - по пальцу 26 кронштейна 2. Далее захватна  головка подводитс  к объекту 20 до поджима к пocлeднe ry опорных поверхностей соответствующего ловител  21, переведенного на рабочую позицию вместе с требуемой парой зажимных рычагов 11 с губками 12, снабженных накладками, конфигу- ;-.аци  рабочих поверхностей которых соответствует форме поверхности объекта 20 в местах зажима, и, таким образом, указанный объект оказываетс  сцентрированным относительно губок 12. После этого бесштокова  полость цилиндра 6 соедин етс  с атмосферой , и возвращающиес  в исходное положение под действием пружин 22 ползуны 5 с наход щимис  на рабочей позиции парами зажимных рычагов 11 с губками 12 зажимают объект 20,

Выгрузка объекта 20 из захватной головки производитс  в обратном пор дке .

При захва- ч- ч :.CK I ,-J О пары зажимных у. чагов 11. наход с i.- в утогшеннп.и по,пожег; ;и, е гоз.члмт помех дл  работы з;;--иати1 1И , что позвол ет использовать нредлаг т- емую захватную головку и ограниченной рабочей зоне и сократить ev габариты . Усилие, создаваемое iipt aBa- рительно деформацией пружины 17, значительно прев1.1шать суммарный вес губки 12 и подвижных элементов ее соединени  с ползунсм 5 дл  предот1 ращени  самопроизро.т).- ного ее выдвижени  под воздеГ ст1Пи:м собственного веса и от центробежных с.ил, возникающих при понорогс барабана 4

Ф о р М у ,17

И 3 О б р е т е н и

Ь

0

5

0

Захватна  голс. манипут nip;, содержаща  корпус, бараба 1 с м.:-:а- низмами его поворота и фи сации, захватные ycTpoiicTBa, установленные на указанном барабане, В1лполненн1.е V. ввде зажимных рычагов с губками и св занные с приводом их сведени  и разведени , отличающа с  . М, что, с целью р с11ирени 1 тсх);- - логическчх возможностей, М1- ха;1ИЗ -П: поворсчта и фи;гса)1;ии выполнены н жестко закрепленно1 о на корпусе двух- позиционного поршневого поворотного двигател , кинематически св зан iioro с барабаном, привод сведени  и разве- д-.:ни  выполнен в виде силового ци- , соосно установленного внутри барабана и св занного с губками посредством ползунов, каждый из KOToi i x установлен соответственно на штокг и оси, жестко св занной с корпусоп силового цилиндра, с возможностью осе-- вого перемещени  совместно со п -(-)ким и осью и поворота вокруг них Ci- .-.. , . - но с барабаном, причем за ;имные п-п;, - ги, выполненные е виде шарр.ирнп-р.-- чажных параллелограммов, имеют возможность выдвижени  на рабочую и,, Ч1- цию посредством введеннр ;х кулачк(Х ;.1х механизмов, кулачки которьгх расположены на штоке и оси, а ri (TBt TC . I .- ющие им толкатели - одном ;;: чис- ньев парал.лелограм2 1ов.

36

Фиг.и

Фиг.5

Фиг. 6

15

32

36 5tf

56

Редактор И. Горна 

586/13

Тираж 951 ВНИИГШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производ гнеино-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Просктнл , 4

Фиг. в

Составитель То Пикчук

Техред М.Ходанич Корректор Л, Пилипенко

Подписное

Claims (1)

1. Формула изобрел е н и

   Захватная головка манипулятора, содержащая корпус, барабан с механизмами его поворота и фиксации, захватные устройства, установленные на указанном барабане, выполненные в виде зажимных: рычагов с губками и связанные с приводом их сведения и разведения, отличающаяся том, что, с целью расширения технологических возможностей, механизмы поворота и фиксации выполнены в вг ' жестко закрепленного на корпусе двухпозиционного поршневого поворотного двигателя, кинематически связанного с барабаном, привод сведения и разведения выполнен в виде силового цилиндра, соосно установленного внутри барабана и связанного с губками посредством ползунов, каждый из которых установлен соответственно на штоке и оси, жестко связанной с корпусом силового цилиндра, с возможностью осевого перемещения совместно со п’-оком и осью и поворота вокруг них с< '.··. . .·· но с барабаном, причем зажимные о-пд ги, выполненные е виде шарнирно-рычажных параллелограммов, имеют возможность выдвижения на рабочую ы шцию посредством введенных кулачко.-мх механизмов, кулачки которых рас положены на штоке и оси, а ыотвттг.т ющие им толкатели - на одном ы звеньев параллелограммов.