SU1399111A1

SU1399111A1 - Manipulator

Info

Publication number: SU1399111A1
Application number: SU864095804A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Петрович Снисарь; Андрей Вольдемарович Романов; Дмитрий Иванович Шумейко
Original assignee: Запорожский автомобильный завод "Коммунар"
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1988-05-30

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано в промышленных роботах и манипул торах . Целью изобретени вл етс nojait- шение производительности за счет сов- мещени: за один ход привода горизонтального и вертикального перемещений схвата. Манипул тор содержит основание I , установленный на нем привод 2 и многозвенный исполнительный орган. Звень 3 и 4 многозвенного исполнительного органа последовательно шарУб 7 0 нирно соединены между собой и кинематически св заны гибкой передачей. Первое звено 3 шарнирно установлено на основании и жестко св зано с выходным валом привода, на котором установлен блок 7, жестко св занный со звеном 3 и гибкой св зью, например, тросом 8, - с блоком 9, шарнирно установленным на звене 3, образу гибкую передачу. Блок 9 жестко св зан со звеном 4. Манипул тор имеет муфту предельного крут щего момента, вь полненную в виде закрепленных на основании I направл ющих 17, в кото- рык установлена призма 18, прижимаема с помощью пружины 19 к ролику 20, закрепленному на блоке 7. Дл остановки поворачивающегос блока 7 при выполнении вертикального перемещени на нем установлены упоры 21, взаимодействующие с неподвижным упором 22 основани 1. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с в (Л 7 / 20 IS П CPU21The invention relates to mechanical engineering and can be used in industrial robots and manipulator tori. The aim of the invention is nojait-performance due to the combination: for one move of the drive, horizontal and vertical gripper movements. The manipulator contains a base I, a drive 2 mounted on it and a multi-stage executive body. Link 3 and 4 of the multi-link actuator are successively connected to a ball 7 0 that are nirnally connected to each other and kinematically connected by a flexible transmission. The first link 3 is pivotally mounted on the base and rigidly connected to the output shaft of the drive, on which block 7 is mounted, rigidly connected to link 3 and flexible coupling, for example, cable 8, to block 9 pivotally mounted on link 3, to form flexible transmission. The block 9 is rigidly connected with the link 4. The manipulator has a limiting torque clutch, filled in the form of guides 17 fixed on the base I, in which the prism 18 is mounted, pressed by means of a spring 19 to the roller 20 fixed on the block 7. To stop the turning block 7, when performing vertical movement, stops 21 are installed on it, interacting with the fixed stop 22 of the base 1. 1 Cp. f-ly, 2 ill. with in (L 7/20 IS P CPU21

Description

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано в промышленных роботах и манипул торах ,The invention relates to mechanical engineering and can be used in industrial robots and manipulator tori.

Цель изобретени - повышение производительности манипул тора за счет совмещени за один ход привода горизонтального и вертикального перемещений схвата.The purpose of the invention is to increase the productivity of the manipulator by combining the horizontal and vertical movements of the gripper in one move.

На фиг. 1 изображена кинематическа схема предлагаемого манипул тора; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1.FIG. Figure 1 shows the kinematic scheme of the proposed manipulator; in fig. 2 is a view along arrow A in FIG. one.

Манипул тор содержит основание 1 установленный на нем привод 2 и многозвенный исполнительный орган, звень 3 и 4 которого последовательно шарнирно соединены между собой и кинематически св заны гибкой пере- дачей. На последнем звене 4 закреплена кисть 5 со схватом 6. Первое звено 3 многозвенного исполнительного органа шарнирно установлено на основании 1 и жестко св зано с вы- ходным валом привода, на котором устновлен блок 7. Блок 7 жестко св зан со звеном 3 и гибкой св зью, например тросом 8, св зан с блоком 9, шарнирно установленным на звене 3, образу гибкую передачу. При этом блок-9 жестко св зан со звеном 4. Диаметр блока 7 в два раза больще диаметра блока 9, а длины звеньев 3 и 4 равны между собой,The manipulator contains a base 1 mounted on it a drive 2 and a multi-link actuator, the links 3 and 4 of which are sequentially pivotally interconnected and kinematically connected by a flexible transmission. On the last link 4, a brush 5 with a tongue 6 is fixed. The first link 3 of the multi-tier executive body is hinged on base 1 and rigidly connected to the output shaft of the drive, on which unit 7 is installed. Block 7 is rigidly connected to link 3 and flexible With a cable, for example, a cable 8, is connected to a block 9 pivotally mounted on link 3, forming a flexible transmission. In this case, block-9 is rigidly connected with link 4. The diameter of block 7 is twice as large as the diameter of block 9, and the lengths of links 3 and 4 are equal to each other,

Кисть 5 снабжена трансл тором, т.е. механизмом дл обеспечени посто нного по отношению к горизонтали углового положени кисти, содержащим неподвижно установленный на оси блока 7 блок 10, шарнирно смонтированный н-а оси блока 9 блок 11 , огибающую блоки 10 и 11 гибкую св зь например трос 12, закрепленный на оси блока 11 блок 13, и шарнирно установленный на оси поворота кисти 5 и жестко св занный с ней блок 14. Блоки 13 и 14 огибаютс тросом 15, причем блоки 13 и 14 и блоки 10 и 11 имеют равные диаметры.Brush 5 is equipped with a translator, i.e. a mechanism for providing a constant horizontal position of the brush, containing a block 10 fixedly mounted on the axis of the block 7, pivotally mounted on the axis of the block 9, block 11, the envelope of the blocks 10 and 11 flexible connection, for example a cable 12 fixed on the axis of the block 11, block 13, and the block 14 rigidly mounted on the axis of rotation of the brush 5 and rigidly connected with it. Blocks 13 and 14 envelope the cable 15, with blocks 13 and 14 and blocks 10 and 11 having equal diameters.

Манипул тор также содержит установленные на блоке 7 упоры 16 с регулируемыми координат ами (в зависимости от требуемой величины горизонтального перемещени детали).The manipulator also contains stops 16 installed on block 7 with adjustable coordinates (depending on the required amount of horizontal movement of the part).

Кроме того, манипул тор содержит муфту предельного крут щего момента , выполненную, например, в виде закрепленных на основании 1 Ha-In addition, the manipulator contains a clutch of the limiting torque, made, for example, in the form of fastened on the base 1 Ha-

правл ющих 17, в которых установлена призма 18, прижимаема с помощью пружины 19 к ролику 20, закрепленному на блоке 7, Дл остановки поворачиващегос блока 7 при выполнении вертикального перемещени на нем установлены упоры 21, взаимодействующие с неподвижным упором 22 основани 1. Эту же остановку возможно обеспечить и непосредственно приводом 2 через командоаппарат (не показан).The control 17, in which the prism 18 is mounted, is pressed by a spring 19 to the roller 20 fixed on the block 7. To stop the rotating block 7 when performing vertical movement, there are mounted stops 21 interacting with the fixed stop 22 of the base 1. The same stop it is possible to provide directly with the actuator 2 through the control device (not shown).

Манипул тор работает следующим образом.The manipulator works as follows.

При включении привода 2 звено 3 поворачиваетс на угол Lf При этом совершаетс планетарное движение, в результате чего кисть 5 со схватом 6 описывают пр молинейную, строго горизонтальную траекторию, лежащую в плоскости горизонтальной оси блока 7 Угол ср определ етс , исход из заданной величины горизонтального перемещени .When the actuator 2 is turned on, link 3 rotates at an angle Lf. This makes a planetary motion, as a result of which brush 5 with a gripper 6 describes a linear, strictly horizontal trajectory lying in the plane of the horizontal axis of the block 7. The angle cf is determined based on the specified horizontal displacement .

Блок 7, будучи жестко св занным с роликом 20, вл ющимс полумуфтой муфты предельного крут щего момента, при горизонтальном перемещении остаетс неподвижным, поскольку усилие пружины 19 рассчитано таким образом, чтобы оно было достаточно дл жесткого прижати приз1 1 18 к ролику 20 и закреплени его в одном положении при возникновении на нем момента, обусловленного силами звеньев 3 и 4 и инерционными силами их масс при воздействии привода 2 на звено 3. При необходимости выполнени без остановки последнего горизонтального , а затем вертикального перемещени (в случае, например, межоперационного переноса детали и установки ее в рабочую зону пресса, дл чего ее нужно ввести в последнюю и опустить на небольшую высоту) привод 2 продолжает воздействовать на звено 3, в результате чего звено 3, встреча упор 16, взаимодействует через него с блоком 7 и выводит его из неподвижного состо ни , образу единую жесткую систему: блок 7 - звено 3 звено 4 - кисть 5 - схват 6. Поворот блока 7 обеспечиваетс , во-первых , непосредственным воздействием звена 3 и, во-вторых, тем, что крут щий момент на блоке 7 при этом превышает крут щий момент, предельно допустимый дл муфты. При этом роликThe block 7, being rigidly connected with the roller 20, which is the coupling clutch of the limiting torque, remains stationary during horizontal movement, since the force of the spring 19 is designed so that it is sufficient to firmly press pr1 1 18 to the roller 20 and fix it in one position when a moment arises on it due to the forces of the links 3 and 4 and the inertial forces of their masses when the actuator 2 acts on the link 3. If necessary, perform without stopping the last horizontal, and then vertical move (in the case, for example, of an inter-operational transfer of the part and installation of it into the working area of the press, for which it needs to be inserted into the latter and lowered to a small height) the actuator 2 continues to act on link 3, with the result that link 3, meeting stop 16, interacts through it with block 7 and removes it from a stationary state to form a single rigid system: block 7 - link 3 link 4 - brush 5 - gripper 6. Rotation of block 7 is provided, firstly, by the direct action of link 3 and, in second, the fact that the torque on block 7 with this is greater than the maximum allowable torque for the coupling. In this movie

1399113991

20, перекатыва сь по наклонной поверхности приз(иы 18 и воздейству на нее, сжимает пружину 19, котора аккумулирует энергию крут щего момента .20, rolling over the inclined surface of the prize (and 18 acting on it, squeezes the spring 19, which accumulates the energy of the torque.

Вс система поворачиваетс на , вокруг центральной оси О, а наличие трансл тора кисти 5 удерживает ее в посто нном по отношениюю к горизонтали угловом положении и обеспечивает плоско параллельное движение кисти 5. Вертикальна составл юща S этого движени равнаThe whole system rotates on, around the central axis O, and the presence of the translator of the brush 5 keeps it in a constant angular position relative to the horizontal and provides a flat parallel movement of the brush 5. The vertical component S of this movement is equal to

eiei

вбWB

S 2rsincf sin--- Rsin---,S 2rsincf sin --- Rsin ---,

а горизонтальна составл юща этого движени равнаand the horizontal component of this movement is

. . .. 2d „ . oi. . .. 2d „. oi

incf s in-r- 2 rs in-T-, incf s in-r- 2 rs in-t-,

где r - длина звена 3.where r is the length of the link 3.

Отношение горизонтальной h и вер- тикальной S составл юпих, равноеThe ratio of horizontal h and vertical S is equal to

h ot --- tg---, показывает, что при малыхh ot --- tg ---, shows that for small

вертикальных перемещени х (достаточ- ных, например, при установке детали в рабочую зону штампа) оно незначиг тельно, т.е. опускание практически вертикально.vertical movement (sufficient, for example, when installing a part in the working area of the punch), it is insignificant, i.e. lowering almost vertically.

После опускани исполнительного органа на заданную величину h осуществл етс его остановка или посредством взаимодействи упоров 21 и 22, или непосредственно приводом 2 (после поступлени сигнала с ко- мандоаппарата).After the actuator is lowered by a given value of h, it is stopped either by the interaction of the stops 21 and 22, or directly by the actuator 2 (after receiving a signal from the co-driver).

Возврат исполнительного органа в исходное положение выполн етс приводом 2, который поворачивает звено 3 в противоположном направле- НИИ сначала на угол с/ , а затем посредством муфты предельного крут The actuator is returned to its initial position by actuator 2, which rotates link 3 in the opposite direction of the SRI, first at an angle c /, and then by means of a limiting clutch

5five

00

5 five

0 0

5 five

5five

щего момента, призма 18 которой под действием аккумулированной при пр мом ходе блока 7 энерг-ии пружины 19 вновь возвращает ролик 20 и блок 7 в исходное положение, также на угол об , после чего блок 7 устанавливаетс неподвижным: и при дальнейшем воздействии привода 2 на звено 3 осуществл етс горизонтальное перемещение кисти 5.the current moment, the prism 18 of which, under the action of the energy of the spring 19 accumulated during the course of the block 7, returns the roller 20 and the block 7 to the initial position again, also at an angle about, after which the block 7 is fixed: and upon further action of the actuator 2 link 3 is the horizontal movement of the brush 5.

Claims

Invention Formula

I: A manipulator containing a base, a multi-link actuator, the links of which are sequentially pivotally interconnected and kinematically connected by a flexible transmission, the blocks of which are located at the hinge axis, the first link being rigidly connected to the output shaft of the drive mounted on the base, The last link is equipped with a gripper, characterized in that, in order to increase productivity by combining the horizontal and vertical movements of the gripper during one move of the drive, it is equipped with a limiting torque clutch th instant situated between the base and the flexible transmission unit mounted on the output drive shaft, wherein the block has at least one reguliruey abutment intended for engagement with the first link.

2. The manipulator according to claim 1, which is based on the fact that the clutch of the limiting torque is made in the form of a guide fixed on the base of the prism installed in this guide spring-loaded and interacting with the additionally inserted roller rigidly connected connected to a flexible gear unit mounted on the output shaft of the drive.

R 2c

.U - ////

. - ..- ai, / jl / /

; / / /

I i / TQyue .2

//