SU766854A1 - Манипул тор - Google Patents

Description

(54) МАНИПУЛЯТОР

I

Изобретение относитс  к области машиностроени , а именно к манипул торам,предназначенным дл  автоматизации производственных процессов.

Известен манипул тор, предназначенный дл  автоматизации производственных процессов , в котором используютс  дл  функционировани  сигналы о положении в пространстве захватываемых деталей 1.

Недостатком указанного манипул тора  вл етс  то, что он может работать только с детал ми определенной формы. Эти детали должны располагатьс  в заранее известном месте, а производительность их. положени  сводитс  к возможным разным их поворотам относительно вертикальной оси. Таким образом, данное устройство не позвол ет решать задачу захвата деталей, произвольно размещаемых в пространстве.

Наиболее близким решением из известных  вл етс  манипул тор, в котором содержитс  механическа  рука с захватом, приводы , система управлени  и сенсорна  система с датчиками моментов давлени , перемещени  и контактными датчиками 2.

Недостаток указанного манипул тора заключаетс  в том, что он не обладает достаточной надежностью вследствие возможного повреждени  чувствительных элементов датчиков при захватывании деталей, так как встречающиес  в машиностроении заготовки имеют грубую поверхность, заусенцы и , требуют значительных усилий зажима.

При захватывании предметов из «навала из-за ограниченности свободного пространства датчики, располагаемые на внутренних и внешних сторонах губок, воспринимают механические воздействи  как со стороны захватываемого предмета, так и окружающих его предметов. Такое воздействие еще более усиливаетс , когда дл  захватывани  определенного предмета приходитс  с помощью губок захвата раздвигать окружающие его предметы.

Датчики, служащие дл  контрол  положени  (ориентации) предметов в захвате, также непрерывно контактируют с поверхностью предмета. Поэтому, возможные щаговые воздействи  на захваченный предмет , привод щие к его перемещени м (особенно при регулируемой величине усили  схвата, необходимой дл  захватывани  хрупких и легкодеформируемых предметов) зачастую привод т к поломке датчиков.

Помимо этого в производственных процессах в р де случаев требуетс  осуществл ть смену захвата манипул тора и при этом сохранить функциональность манипул тора , обеспечив возможность анализа необходимой дл  этого информации, котора  чаще всего дл  всех типов захватов может оставатьс  посто нной. Подобна  задача известными устройствами рещаетс  путем соответствующего очувствлени  всех сменных захватов. Однако это повыщает стоимость манипул торов, увеличивает эксплуатационные затраты и ухудщает их надежность . Кроме того, датчики позвол ют только определ ть форму локальной поверхности предмета, за которую он захвачен. Они не регистрируют возможные изменени  положени  заготовки относительно захвата при щаговом воздействии на него, привод щем к его перемещению, например повороту в плоскости, параллельной внутренним поверхност м губок захвата.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и расширение технологических возможностей манипул тора.

Указанна  цель достигаетс  тем, что механическа  рука снабжена приводным штырем , смонтированным с возможностью продольного перемещени , датчиком положени  и блоком управлени  штыр , а датчики сенсорной системы установлены на этом штыре , при этом контактные датчики и датчики моментов расположены на его боковых поверхност х , а датчики давлени  - на его торцовой поверхности, причем входы блока управлени  штыр  соединены с датчиком его положени  и системой управлени , а выходы - с входом системы управлени  и приводом штыр .

Система управлени  снабжена блоком определени  измененного положени  объекта манипулировани , входы которого соединены с датчиками перемещени , давлени  и положени , а выходы - с соответствующим входом системы управлени , при этом входы блока управлени  штыр  соединены с датчиками давлени  и перемещени .

На фиг. 1 изображен схематически сменный захват манипул тора дл  деталей типа корпус; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - сменный захват манипул тора дл  торцового захватывани  деталей типа фланец; на фиг. 4 - вид по стрелке Б на фиг. 3; на фиг. 5 - блок-схема системы управлени .

Манипул тор содержит сменный захват с приводом 1, смонтированный на механической руке 2 посредством фланца с базовой поверхностью и центральным отверстием , щтырь 3, св занный с шестерней 4 привода 5 выдвижени . Штырь 3 смонтирован в руке 2 с возможностью перемещени  вдоль ее продольной оси. Сенсорна  система устройства содержит как датчики положений всех степеней подвижности, включа  датчик 6 положени  щтыр  €, так и датчики моментов 7, давлени  8, контактные датчики 9 и датчики 10 перемещени . При этом контактные датчики 9 и датчики 7 моментов размещены на боковых, а датчики 8 давлени  на торцовой поверхност х щтыр  3. Датчики 10 перемещени  располагаютс  на пальцах 11 захвата. Система 12 управлени  промыщленного робота дополнительно снабжена блоком 13 управлени  движением штыр  и блоком 14 определени  измененного положени  деталей, причем входы блока 13 0 управлени  движением щтыр  соединены с датчиком 6 положени , датчиками давлени  8 и перемещени  10, а также системой 12 управлени , выход - с приводом 5 выдвижени  щтыр  3. Входы блока 14 определени  измененного положени  деталей св заны с датчиками перемещени  10, давлени  8 и положени  6 , а выход - с соответствующим входом системы 12 управлени . Выходы контактных датчиков 9 и датчиков 7 моментов также соединены с q соответствующими входами системы 12 управлени .

Сменный захват дл  захватывани  деталей типа корпус содержит корпус 15, в котором на ос х 16 и 17 помещены рычаги 18. С рычагами 18 шарнирно св заны планS ки с пальцами 11, составл ющие вместе с корпусом и рычагами щарнирные параллелограммы . На ос х 17 жестко закреплены шестерни 19, зацепленные между собой. Одна из осей 16 соединена через редуктор 20 с полумуфтой 21, св занной через полумуфту 22 с приводом 1.

Сменный захват дл  торцового захватывани  деталей типа фланец содержит корпус 23, в котором на ос х 24 жестко закреплены рычаги 25 с пальцами 11. На ос х 24 5 закреплены также щестерни 26, вход щие в зацепление с кольцевым зубчатым колесо.м 27, имеющим венцы с внутренним и наружны .м зацеплением. С наружными зубь ми колеса 27 соединена шестерн  28, на оси которой закреплена полумуфта 29, св занна  через полумуфту 22 с приводом I.

Манипул тор работает следующим образом .

Смена захвата осуществл етс  путем его креплени  1 на фланце руки 2 с помощью J соответствующих элементов креплени  (не указаны). При закреплении корпуса 15 захвата или корпуса 23 на фланце руки 2 полумуфты 21 или 29 вход т в зацепление с полу.муфтой 22 привода 1.

Захват дл  корпусов работает следуюo щим образом.

Вращение от привода 1 через полумуфты 22 и 21, а также редуктор 20 передаетс  оси 16. При повороте оси 16 поворачиваютJ с  рычаги 18, составл ющие с корпусом 15 и планкой, несущей пальцы 11, шарнирный параллелограмм, и пальцы захвата сход тс . Шестерни 19 обеспечивают сим.метричное движение пальцев 11.

Захват дл  фланцев работает следующим образом.

Вращение от привода 1 через полумуфты 22 и 29, а также шестерню 28 передаетс  кольцевому зубчатому колесу 27. Поворачива сь , колесо 27 поворачивает через шестерни 26 и оси 24 рычаг 25 с пальцами 11.

Фланец руки 2 имеет центральное отверстие , что обеспечивает возможность беспреп тственного перемещени  штыр  3 в зоне между пальцами сменных захватов, т. е. возможность использовани  одной сенсорной системы дл  очувствлени  разных по функциональному назначению захватов.

В том случае, когда в процессе функционировани  требуетс  произвести анализ внешней среды, система 12 управлени  вырабатывает сигнал, привод щий к выдвижению штыр  3 вдоль оси руки. По окончании процесса анализа внешней среды по сигналу системы управлени  штырь вт гиваетс  внутрь руки. Это позвол ет существенно увеличить защиту информационного элемента от механических повреждений, особенно на этапе силового взаимодействи  манипул тора с окружающей средой, не требующем непрерывного анализа значительного количества сенсорной информации.

В случае, когда на этом этапе силовые воздействи  привод т к непредусмотренным перемещени .м захваченных деталей относительно пальцев захвата, по вл етс  сигнал с датчиков 10 перемещени , который при наличии разрешени , поступающего с выхода системы 12 управлени , приводит к включению блока 13 управлени  движением информационного элемента. Блок 13 управлени  осуществл ет соответствующее выдвижение щтыр  3 до тех пор, пока сигнал датчика 6 положени  информационного элемента либо не будет соответствовать максимально возможной величине выдвижени , либо не придет запрещающий сигнал с датчика 8 давлени , характеризующий наличие контакта штыр  с поверхностью захваченной заготовки.

В последнем случае на основании информации , поступающей с датчиков 10 перемещени , датчика 6 положени  штыр  и датчика 8 давлени , блоком определени  измененного положени  заготовки относительно захвата определ етс  новое положение заготовки в захвате, информаци  о чем поступает в систему 19 управлени .

Claims (2)

1. Манипул тор, содержащий механическую руку с захватом, приводы, систему управлени  и сенсорнуюСистему с датчиками моментов давлени , перемещени  и контактными датчиками, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  надежности и расширени  технологических возможностей, механическа  рука снабжена приводным штырем, смонтированным с возможностью продольного перемещени , датчиком положени  и блоком управлени  щтыр , а датчики сенсорной системы установлены на этом штыре , при этом контактные датчики и датчики моментов расположены на его боковых поверхност х , а датчики давлени  - на его торцовой поверхности, причем входы блока управлени  щтыр  соединены с датчиком его положени  и системой управлени , а выходы- с входом системы управлени  и приводом щтыр .

2. Манипул тор по п. 1, отличающийс  тем, что система управлени  снабжена блоком определени  измененного положени  объекта манипулировани , входы которого соединены с датчиками перемещени , давлени  и положени , а выходы - с соответствующим входом системы управлени , при этом входы блока управлени  штыр  соединены с датчиками давлени  и перемещени . Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 300294, кл. В 23 Q 7/04, 1969.

2. Интегральные работы Сб. статей под ред. Г. Е. Поздн ка. М., «Мир, 1973, с. 106,ф

8идА