SU510362A1 - Манипул тор с программным управлением - Google Patents

Description

торых две пары сопр женных }злов враще ни , служащих дл  сочленени  с другими звень ми, захватом или устройством жесткого креплени  механизма соединены жестко меж ду собой так, что их оси вращени  лежат на одной пр мой, а два песопр женных узла вращени , наход щихс  на другой диагонали ромбообразного звена, св заны с ними пассивными рычагами. Причем выходные валы узлов вращени  укреплены относительно своих корпусов с помощью радиальных и радиальноупорпых подшипников так, что все оси активных узлов вращени  расположены перпендикул рно к плоскости перемещени  ромбообразпого звена. Это приводит к повышению надежности и точности работы, а таюке к разгрузке т г двигателей горизонтально ориентированных звеньев. Ромбообразные звень  соединены между собой пассивным узлом ориентировани  - щарпиром с тлом поворота 90°. Соосно с одним или несколькими ромбообразными звень ми могут быть установлены дополнительные ромбообразные звень  в другой плоскости, что обеспечивает увеличение жесткости составного звена за счет работы рычагов одного звена на изгиб, а рычагов другого звена на сжатие. На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый манипул тор, общий вид; на фиг. 2 - активный узел вращени ; на фиг. 3 - пассивный узел ориентации; па фиг. 4-8 изображены соседние звень  в различные фазы работы , вид спереди и вид сбоку; на фиг. 9 показана структурна  блок-схема управлени . Манипул тор состоит из ромбообразных звеньев 1, соединенных между собой пассивными узлами ориентировани  2; захвата 3, устройства жесткого креплени  механизма 4 и блока зправлени  5. Каждое ромбообразное звено состоит из четырех пассивных рычагов 6 и шести активных узлов вращени  7, из которых две пары сопр женных узлов вращени , сл жащих дл  сочленени  с другими ромбообразными звень ми , захватом или устройством жесткого креплени  механизма соединены жестко между собой так, что их оси вращени  лежат на одной пр мой, а два несопр женных узла вращени , наход щихс  па другой диагонали ромбообразного звена, св заны с ними пассивными рычагами . Все оси узлов вращени  расположены перпендикул рно к плоскости перемещени  ромбообразного звена. Пассивные рычаги могут быть выполнены полыми дл  размещени  в них моптажных соедипительпых приборов. Активный узел вращени  7 состоит (фиг. 2) из электродвигател  8, закрепленного в корпусе 9, редуктора 10, фазового датчика перемещени  11, установленного на выходном валу 12, передающего усили  па жестко укрепленный па нем рычаг 6 с помощью радиальных 13 и радиальпо-упорпых 14 подшипников. Пассивный узел ориентировани  2 ромбообразных звеньев включает (фиг. 3) кронштейн 15, жестко соединенный одннм концом с парой сопр женных узлов вращени  7 одного ромбообразпого звена, а другим концом через ось ориентировани  16 с нарой сопр женных узлов вращени  другого соседнего звена 1; фиксатор 17 и упор 18. Угол вращени  вокруг оси ориентировани , лежащей в плоскости первого ориентирующего звена и перпендикул рной к оси его продольного перемещени , ограничен упором 18 и равен 90°. Сооспо любому ромбообразному звену может быть установлено дополнительное ромбообразное звено в другой плоскости (или несколько звеньев), привод щее к увеличению жесткости и мощности составного звепа. На фиг. 1 показана установка дополнительного звепа СООСПО первому со стороны устройства креплени  звену. Блок управлепи  5 состоит из задающего устройства 19 (фиг. 9), соединенных спим регистра координаты 20 и регистра адреса 21, дешифратора 22, соединенного с выходом регистра адреса, преобразователей код-фаза 23, входы которых соединены с регистром координаты , а выходы - с соответствующей группой узлов управлени  24 активпыми узлами вращени  7, причем запись в преобразователи код-фаза определ етс  подсоединенным к ним дешифратором адреса. Узлы управлепи  24 объединены в группы продольного перемещени  звена, статического режима удержани  звена, бокового перемещени  звена, ориентировани  последующего звена. Группа продольного перемещени  звена состоит из шести узлов управлепи , соответствующих четырем сопр женным активным узлам вращени  7 и двум несопр женным активным узлам вращени . Группа статического режима удержани  звена состоит из четырех узлов управлени , соответствующих двум сопр жеппым активным узлам вращепи  и двум несопр женным активным узлам вращени . Группа бокового перемещени  звена и группа ориентировани  последующего звена состо т кажда  из двух узлов управлени , соответствующих двум сопр женным активным узам вращепи , паход щимс  в начале звена 1: и в конце звепа 1, счита  со стороны устойства жесткого креплени  механизма 4. При такой структуре манипул тора ромбобразные звень  1 преобразуют угловые двиени  пассивных рычагов 6 в поступательное родольное или боковое перемещение каждоо звепа. При этом достигаетс  увеличение очности работы манипул тора. Это происхоит за счет механической обратной св зи, существл емой через пассивные рычаги 6 вена, которое становитс  замкнутым контуом , перераспредел ющим т говые усплп  ход щих в него активных узлов вращени  7. Надежпоеть манипул тора повышаетс  ввиу возможности работы ромбообразпых звеньв при полном отказе активного узла вращеи  любой группы звена 1 за счет перехода ктивного узла в режим пассивной работы и

перераспределени  т ги на остальные активные узлы вращени  группы.

Ориентирование ромбообразных звеньев 1 в вертикальной или горизонтальной плоскости производитс  с помон1,ью пассивного узла ориентировани  2. Предположим, что в первый момент времени какие-либо два соседних звена 1 ориентированы в вертикальной плоскости (фиг. 4). Дл  перевода, например, последнего звена с грузом в горизонтальную плоскость необходимо подн ть груз (фиг. 5). Затем с помощью смежных узлов вращени  7 предыдущего звена 1 производитс  вращение последнего ориентируемого звена 1 на 180° (фиг. 6), после чего под действием собственного веса ориентируемого звена и веса перемещаемого тела ориентируемое звено принимает горизонтальное положение, развернувшись вокруг оси 16 на 90° (фиг. 7). На фиг. 8 показано положение объекта носле продольного перемещепи  горизонтально ориентированного звена 1.

Длина кронштейна 15 пассивного узла ориентировани  2 выбрана, исход  из того, чтобы центр т жести перемещаемого объекта после полного сокращени  ориентируемых звеньев лежал ближе к оси вращени  сопр женных узлов ориентирующего звена 1, что приводит к уменьшению длины плеча, образованного к моменту вращени  ориентируемых звеньев, и, следовательно, к меньшей требуемой мощности , затрачиваемой сопр женными узлами ориентирующего звена.

При переводе какого-либо одного промежуточного звена 1 из вертикального положени  в горизонтальное с сохранением вертикальной ориентации последующего звена 1 производитс  вращение промежуточного ориентируемого звена в одном направлении на 180° при одновременном встречном вращении последующего звена тоже на 180°.

При переводе звена 1 из горизонтального положени  в вертикальное с сохранением горизонтальной ориентации промежуточного звена 1 производитс  сжатие всех звеньев, наход шчхс  в горизонтальном положении, и перевод их в другую плоскость, после чего осуществл етс  вран1ение ориентируемого звена в одном направлении иа 180° при одновременном встречном вращении промежуточного звена тоже на 180° дл  сохранени  его горизонтальной ориентации.

Составное звено, состо шее из двух соосных ромбообразных звеньев 1, приводит как к увеличению мош.ности, так и к увеличению жесткости полученной конструкции составного звена за счет работы рычагов одного звена на изгиб, а рычагов другого на сжатие.

Управление механизмом манипул тора осуществл етс  (фиг. 9) путем выдачи задающим

устройством 19 блока управлени  5 кода координаты и адреса соответственно в регистр 20 и регистр 21. В зависимости от заданного адреса группы узлов вращени  из регистра координаты 20 считываетс  информаци  в соответствующие преобразователи код-фаза 23, которые выдают информацию в соответствующие узлы управлени  24. При этом в преобразователи код-фаза узлов управлени , соответствующих сопр женным узлам вращени  7, информаци  передаетс  пр мым кодом, а в преобразователи код-фаза узлов управлени , соответствующих несопр женным узлам вращени , - обратным кодом, сдвинутым на один

разр д в сторону старщих разр дов. Это возможно ввиду того, что максимальное число, записываемого в регистр координаты, выбрано соответствующим максимальному углу перемещени  рычагов звена 1, равному 180°. Поэтому при записи пр мого кода Л„ в преобразователи код-фаза, соответствующие сопр женным узлам вращени  7. в преобразователи код-фаза, соответствующие песопр жеиным узлам 7. требуетс  записать код Vo. определ емый

как Ло Дмакс-2Л п. Дл  реализации этого выражени  достаточно с регистра координаты 20 снимать обратный код, сдвинутый на один разр д в сторону етарщих разр дов.

30

Формула, изобретени 

Claims (3)

1. Манипул тор с программным управлением , многозвенна  рука которого снабжена захватом и поворотно св зана с основанием, несущим блок управлени , отличающийс  тем, что, с целью упроцдени  конструкции, каждое звено механической руки представл ет собой четыре рычага, соединенных в виде ромба с помощью плести активных узлов вращени , из которых две пары сопр женных узлов вращени , служащих дл  соединени  с другими звень ми, за.хватол или основанием, соединены между собой таким образом, что их оси вращени  па одной пр мой, а два

несопр женных узла врапсни , наход щихс  на другой диагонали ромба, св заны с ними рычагами, причем выходные валы узлов вращени  укреплены относительно своих корпусов с помощью радиальных и радиально-упорных подшипников так, что все оси активных узлов вращени  расположены перпендикул рно к плоскости перемещени  звена.

2.Манипул тор по п. 1, отличающийс  тем, что звень  механической руки соединены

щарнирами с углом поворота 90°.

3.Манипул тор по пп. 1 и 2, отличающийс  тем , что одно или несколько звеньев выполнены сдвоенными таким образом, что одни рычаги работают на сжатие, а другие -

на изгиб.

j

%

П

17

17

16

-Щ КЖ1

F4

I -.-h

-./5

-tBty

-ЕЗ ,/

ПГ

уг.

-Ptrffl W

С

-нз

(fve-e

S

f re fl

ir

+-t-ffl-B:

-tEI

.a

Й

S

±.

т

li

2И

и:

21+

±л.