SU831607A1

SU831607A1 - Manipulator

Info

Publication number: SU831607A1
Application number: SU792736535A
Authority: SU
Inventors: Леонид Федорович Камсков; Семен Владимирович Хаванович; Валерий Михайлович Чапинский; Сергей Валентинович Худяков; Анатолий Александрович Пономаренко
Original assignee: Харьковский Авиационный Институтим.H.E.Жуковского
Priority date: 1979-03-13
Filing date: 1979-03-13
Publication date: 1981-05-23

Description

(54) МАНИПУЛЯТОР(54) MANIPULATOR

Изобретение относитс к машиностроению и предназначено дл механизации и автоматизации производственных процессов в опасных и вредных дн человека зонах, а также при выполнении монотонных и утомительных операций. Известен манипул тор с программным управлением , содержащий механическую руку, составленную из шарнирно соединенных между собой аналогичных звеньев с индивидуальными силовыми приводами движений поворота и ротации, выполненными в виде спаренных гидроцилиндров, поршни которых св заны гибкими элементами, а также систему гидропитани и систему управлени 1, Однако известный манипул тор имеет увеличеннь1е габариты, так как линейные размеры звеньев движени поворота, имеющие жесткие щтоки в гидроцилиндрах, превышают необходимую величину полного хода поршней цилиндра почти вдвое, причем в звене движени ротации гидроцилиндры расположены поперечно по отношению к продольной оси звена, что ведет к увеличению поперечных размеров руки манипул тора. Кроме того, звень , располагающиес последовательно одно за другим, содержат либо привод движени поворота, либо ротации , что свидетельствует о низкой универсальности и маневренности конструкции. При эксплуатации манипул тора возникают трудности при переналадке его на новую операцию , которые можно устранить, использу принцип агрегатировани , когда рука составлена из аналогичных звеньев, содержащих приводы и ротации и поворота. Недостатком цепной передачи вл етс неравномерность , толчкообразность скорости движени цепи. Это, а также наличие люфтов в зацеплении приводит к снижению точности работы и повышению износа элементов цепной передачи. Цель изобретени - упрощение конструкции , уменьщение ее габаритов, повышение точности и грузоподъемности, плавности и стабильности движени приводов. Дл достижени поставленной цели гибкие элементы привода движени поворота манипуиТ тора выполнены в виде двух цепей одностороннего изгиба, смещенных друг относительно друга на половину шага, а гибкие элементы привода движени ротации выполнены в виде тросов, при этом штоковые полости гидроцилиндров привода ротацииThe invention relates to mechanical engineering and is intended for the mechanization and automation of production processes in hazardous and harmful human day zones, as well as during monotonous and tedious operations. A software-controlled manipulator is known that contains a mechanical arm composed of similar links pivotally interconnected with individual power drives of rotation and rotation movements made in the form of paired hydraulic cylinders, the pistons of which are connected by flexible elements, as well as a hydraulic power supply system and control system 1, However, the well-known manipulator has increased dimensions, since the linear dimensions of the links of the rotation movement, having rigid rods in the hydraulic cylinders, exceed the required size Well full stroke of the pistons of the cylinder by almost half, and in link motion rotation cylinders arranged transversely to the longitudinal axis of the link that leads to an increase in the transverse dimensions of the manipulator arm. In addition, the links, which are arranged one after the other, contain either a rotational movement drive or rotation, which indicates a low universality and maneuverability of the structure. During the operation of the manipulator, difficulties arise in reconfiguring it to a new operation, which can be eliminated using the principle of aggregation, when the arm is composed of similar links containing actuators and rotation and rotation. The disadvantage of the chain transmission is the uneven, jerky speed of the chain. This, as well as the presence of backlash in the gearing leads to a decrease in the accuracy of work and an increase in the wear of the elements of the chain transmission. The purpose of the invention is to simplify the design, reduce its dimensions, increase the accuracy and capacity, smoothness and stability of the movement of the drives. To achieve this goal, the flexible elements of the drive for turning the manipulator of the torus are made in the form of two chains of one-sided bending displaced relative to each other by half a step, and the flexible elements of the drive of the rotational motion are made in the form of cables, while the rod cavities of the cylinders of the rotation drive

наход тс под давлением системы гидропитани .are under pressure from a hydraulic power system.

На фиг. 1 приведена принципиальна схема манипул тора; на фиг. 2 - одно из аналогичных звеньев манипул тора; на фиг. 3 - привод движени поворота; на фиг. 4 - привод движени ротации; на фиг. 5 - звездочки и вал привода движени поворота.FIG. 1 shows a schematic of the manipulator; in fig. 2 - one of the analogous links of the manipulator; in fig. 3 - rotational drive; in fig. 4 - rotational drive; in fig. 5 - sprockets and rotational drive shaft.

Манипул тор, установленный на основании 1, состоит из аналогичных звеньев 2-4, звена 5 и схвата 6. Звено 5 содержит привод ротации схвата. Схват 6 приводитс в действие гидроцилиндром 7.The manipulator mounted on base 1 consists of similar links 2-4, link 5 and gripper 6. Link 5 contains a gripper rotation drive. The tong 6 is actuated by the hydraulic cylinder 7.

Звено манипул тора выполнено в виде блока, содержащего привод 8 движени поворота , привод 9 движени ротации и распределительную муфту 10.The manipulator link is made in the form of a block containing a rotational movement actuator 8, a rotational movement actuator 9, and a distribution sleeve 10.

Привод движени поворота выполнен в виде спаренных гидроцилиндров 11 и 12, поршни 13 и 14 которых св заны между собой силовыми толкающими цеп ми 15 и 16 через звездочки 17 и 18, независимо установленные на валу 19, причем зубь звездочек сдвинуты на половину шага. Толкающие цепи выполн ютс в виде цепей одностороннего изгиба, работающих на сжатие, и опираютс со сторон, обратных изгибу, на направл ющие , например, опорные ролики 20 и 21, преп тствующие изгибу цепи.The rotational drive is made in the form of paired hydraulic cylinders 11 and 12, the pistons 13 and 14 of which are interconnected by force pushing chains 15 and 16 through sprockets 17 and 18, independently mounted on the shaft 19, with the sprocket tooth shifted by half a step. The push chains are made in the form of one-sided bending chains, working in compression, and resting from the sides opposite to the bending, on guides, for example, supporting rollers 20 and 21, preventing the bending of the chain.

Привод движени ротации выполнен в виде спаренных гидроцилиндров 22 и 23, поршни 24 и 25 которых св заны между собой силовыми тросами 26 и 27 через систему блоков 28-30.The rotational drive is made in the form of paired hydraulic cylinders 22 and 23, the pistons 24 and 25 of which are interconnected by power cables 26 and 27 through a system of blocks 28-30.

Звездочки 17 и 18 устанавливаютс на валу 19. Звездочка 17 прикрепл етс к фланцу вала 19 винтами 31, через фланец 32, а звездочка 18, имеюща пазы под винты 33, предварительно устанавливаетс со смещением на половину шага по отношению к звездочке 17, выбираетс люфт надетой на нее цепи и прижимаетс к фланцу вала 19 винтами 33 через фланец 34. При этом за счет выборки люфта, устранени мертвого хода и применени двух цепей обеспечиваетс повыщение плавности, стабильности, точности и грузоподъемности по сравнению с конструкцией с одной цепью и звездочкой. В полост х, где располагаютс силовые тросы, создают посто нное подпорное давление, подвод масло по трубопроводу 35.The sprockets 17 and 18 are mounted on the shaft 19. The asterisk 17 is attached to the flange of the shaft 19 with screws 31, through the flange 32, and the asterisk 18, which has grooves for screws 33, is preset with half a step offset with respect to the sprocket 17, the backlash on it, the chain is pressed to the flange of the shaft 19 with screws 33 through the flange 34. At the same time, by sampling the backlash, eliminating the dead stroke and using two chains, the smoothness, stability, accuracy and carrying capacity are increased compared to the single-chain design and asterisk y. In the cavity where the power cables are located, they create a constant supporting pressure, supplying oil through the pipeline 35.

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

Система гидропитани обеспечивает подвод масла в рабочие полости гидроцилиндров и к агрегату управлени . Задающее воздействие, например, от интерпол тора подаетс через щаговый двигатель на агрегат управлени с поворотным золотником. В одну рабочую полость привода, управл емого данным золотником, производитс подвод , а из другой - слив масла.The hydraulic supply system provides oil supply to the working cavities of the hydraulic cylinders and to the control unit. A driver action, for example, from an interpolator is fed through a pinch motor to a control unit with a rotary slide valve. Into one working cavity of the actuator, controlled by this spool, supply is made, and from the other - oil is drained.

Привод движени поворота работает следующим образом.The rotational drive operates as follows.

Если через распределительную муфту 10 осуществл етс подвод масла под давлением в рабочую полость цилиндра 12 и слив из рабочей полости цилиндра И, то поршень 14, поднима сь вверх, толкает правые ветви цепей 16 и 15, одностороннего изгиба, опирающихс на ролик 21, и поворачивает звездочки 17 и 18, передава крут щий момент на выходной вал. Левые ветви цепей 15 и 16, опирающиес на ролик 20, опуска сь вниз, толкают поршень 13, который вытесн ет масло из рабочей полости цилиндра 11.If through the distributor coupling 10 oil is supplied under pressure into the working cavity of cylinder 12 and discharged from the working cavity of cylinder I, the piston 14, lifting up, pushes the right branches of chains 16 and 15, one-sided bend, resting on roller 21, and turns sprockets 17 and 18, transferring torque to the output shaft. The left branches of the chains 15 and 16, resting on the roller 20, lowering down, push the piston 13, which displaces oil from the working cavity of the cylinder 11.

В приводе ротационного движени в полости , где расположен вал, блоки и тросы, создаетс посто нное подпорное давление масла, подводимого по магистрали 35, обеспечивающее нат жение тросов 26 и 27.In the drive of rotational motion, in the cavity where the shaft, blocks and cables are located, a constant supporting pressure of the oil supplied through the line 35 is created, providing tension on the cables 26 and 27.

Если масло под давлением поступает в рабочую полость цилиндра 23, а слив осуществл етс из рабочей полости цилиндра 22, то порщень 25 при этом двигаетс вниз, а поршень 24 - вверх, создава с помощью тросов крут щий момент, под действием которого корпус цилиндров поворачиваетс вокруг вала и блока 30.If the pressurized oil enters the working cavity of the cylinder 23 and the drain comes from the working cavity of the cylinder 22, the piston 25 moves downwards and the piston 24 moves upwards, creating a torque through the cables, which causes the cylinder body to turn around shaft and block 30.

Остальные звень манипул тора работают аналогичным образом.The rest of the manipulator links work in a similar way.

Claims

1. USSR author's certificate No. 271252, cl. B 25 J 3/04, 1969.

Fyg.1

35

W

3

Figm

L

FIG. five