SU895639A1 - Задающий орган манипул тора - Google Patents

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для составления и корректировки программ антропоморфных манипуляторов.

Известен задающий орган манипулятора, содержащий плечо, предплечье, кисть с шарниром качания ее в вертикальной и горизонтальной плоскостях, датчики положения кисти, имеющие ’ электромагнитные муфты и механические передачи, связывающие эти датчики с соответствующими шарнирами р].

Недостатками этого органа являются жесткая кинематическая связь с манипулятором, не позволяющая независимое их взаимное перемещение, значительные габариты как устройства в целом, так и кисти, не позволяющие отслеживать траектории в полостях малых размеров.

Цель изобретения — упрощение конструкции и уменьшение габаритов за- дающего органа пу^тем уменьшения габаритов кисти.

Поставленная цель достигается тем, что задающий орган манипулятора снабжен рукоятками управления шарнирами кисти-, установленными в. предплечье и связанными при помощи механической передачи, выполненной в виде трособлочной системы, имеющей тросы, блоки и;промежуточные блоки для каждого шарнира кисти, а датчики положения кисти установлены в предплечье, причем корпус датчика положения кисти в вертикальной плоскости жестко связан с предплечьем, а его выходной вал жестко связан с промежуточным блоком трособлочной системы качания кисти в вертикальной плоскости, при этом корпус, датчика положения кисти в горизонтальной плоскости жестко связан с промежуточным блоком трособлочной· системы качания кисти в вертикальной плоскости, а его выходной вал жестко связан с промежуточным блоком трособлочной системы качания кисти в горизонтальной плоскости, кроме того, электромагнитные муфты датчиков положения кисти в горизонтальной и вертикальной плоскостях установлены на рукоятках управления шарнирами кисти.

На чертеже представлена кинематическая схема задающего органа манипулятора.

Задающий орган манипулятора со:*, стоит из основания 1, внутри которого к оси 2 прикреплен датчик угла поворота плеча 3 и электромагнитная муфта 4 плеча 5, соединенного с осью 6, связанной с датчиком положения плеча 7 через электромагнитную муфту 8.

Предплечье 9, представляющее собой двуплечий рычаг, качающийся на оси 10, соединенной с датчиком угла поворота 11 электромагнитной муфтой 12. На конце большого плеча предплечья 9 имеется кисть, состоящая из блока 13, ось которого 14, снабженная щупом 15, смонтирована в кривошипе 16.

Трособлочная система представляет собой две замкнутые ветви тросов 17 и 18, каждая из которых управляется рукоятками управления 19, 20, соединенные через электромагнитные муфты 21, 22 с осями 23, 24 ведущих блоков 25, 26, причем через первый из них осуществляется кинематическая связь с промежуточным блоком 27 трособлочной системы качания кисти в вертикальной плоскости, своей осью 28 связанным с выходным валом датчика 29 положения кисти в вертикальной плоскости, корпусом датчика 30 положения кисти в горизонтальной плоскости, блоком 31, жестко закрепленным на оси 32, в свою очередь, жестко связанной с кривошипом 16, а через второй — с блоком 33, закрепленным на выходном валу датчика угла поворота кисти в горизонтальной плоскости 30, блоком 34, свободно вращающимся на оси 32, и блоком 13·

Задающий орган манипулятора работает следующим образом.

Перед формированием программы для манипулятора, задающий орган устанавливают неподвижно на основании 1, На пропорционально уменьшенной модели обрабатываемой детали намечают легко различимыми линиями траекторию щупа 15, имитирующего движения

895639 ₄ инструмента манипулятора. Затем устанавливают модель, если рна будет в статическом состоянии, или закрепляют на транспортирующем устройстве, если 5 она будет обрабатываться на транспортирующем устройстве, на таком расстоянии, чтобы амплитуды колебаний звеньев задающего органа обеспечивали контакт щупа 15 со всеми поверх10 ностями модели, на которые нанесены траектории движения щупа 15 при формировании программы. Оператор, перемещая рукоятки управления 19, 20 в пространстве и (или) вращая их, обес1$ печивает движение щупа 15 по намеченным на модели траекториям. При вращении рукояток управления 19, 20, качании предплечья 9 вокруг оси 10, наклоне и повороте плеча 5 сигналы 20 от датчика 3 поворота плеча, датчика 7 качания плеча, датчика 11 качания предплечья, датчика 29 положения кисти в вертикальной плоскости и датчика 30 положения кисти в горизон25 тальной плоскости записываются устройством формирования программы.

Транспортирующее перемещение предплечья 9, обеспечивающее три из пяти степеней подвижности щупа 30 15, осуществляется оператором путем поворота в горизонтальной плоскости предплечья 9 относительно оси 2, качания в вертикальной плоскости относительно оси 10 и продольного _3J смещения за счет поворота вокруг оси 6. Две степени свободы перемещения щупа 15 кисти обеспечиваются вращением рукояток управления 19 и 20 трособлочной системы. Перемещение в двух взаимно перпендикулярных плоскостях происходит за счет вращения ' блока 13 тросом 18 и за счет поворота в вертикальной плоскости кривошипа 16. При этом угол поворота последнего считывается датчиком 29 по⁴⁵ ложения кисти в вертикальной плоскости. При этом оператор должен вращать как рукоятку управления 19, так и 20 для компенсации изменения верхней и нижней частью троса 18 рас5° стояния между блоками 13 и 34, при этом считывание угла поворота происходит за счет поворота выходного вала датчика 30 положения кисти в горизонтальной плоскости. Если проис⁵⁵ ходит поворот щупа 15 одновременно в двух плоскостях, то считывание угла поворота происходит как за счет взаимного поворота корпуса и выход5 ного вала ротора датчика 30 положения кисти в горизонтальной плоскости, так и за счет поворота выходного вала датчика 29 кисти в вертикальной плоскости.

В зависимости от того, какую из степеней свободы перемещения кисти, плеча 5 или предплечья 9 необходимо исключить, включается одна или группа электромагнитных муфт.

Использование задающего органа манипулятора вместо непосредственно самого манипулятора для формирования программы исключит остановку основного технологического оборудования для составления программы при ее составлении методом обучения.

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к области м шиностроени  и может быть использовано дл  составлени  и корректировки программ антропоморфных манипул торов . Известен задающий орган манипул тора содержащий плечо, предплечье, кисть с шарниром качани  ее в вертикальной и горизонтальной плоскост х, датчики положени  кисти, имеющие электромагнитные муфты и механические передачи, св зывающие эти датчики с соответствующими шарнирами 1. Недостатками этого органа  вл ютс  жестка  кинематическа  св зь с ма нипул тором, не позвол юща  независимое их взаимное перемещение, значительные габариты как устройства в целом, так и кисти, не позвол ющие О слеживать траектории в полост х малых размеров. Цель изобретени  - упрощение конструкции и уменьшение габаритов задающего органа уменьшени  габаритов кисти. Поставленна  цель достигаетс  тем, что задающий орган манипул тора снабжен руко тками управлени  шарнирами КИСТК-, установленными в. предплечье и св занными при помощи механической передачи, выполненной в виде трособлочной системы, имеющей тросы, блоки и;промежуточные блоки дл  каждого шарнира кисти, а датчики положени  кисти установлены в предплечье, причем корпус датчика положени  кисти в вертикальной плоскости жестко св зан с предплечьем, а его выходной вал жестко св зан с промежуточным блоком трособлочной системы качани  кисти в вертикальной плоскости, при этом корпус, датчика положени  кисти в горизонтальной плоскости жестко св зан с промежуточным блоком тросрблочной системы качани  кисти в вертикальной плоскости, а его выходной вал жестко св зан с промежуточным блоком трособлочной системы качани  кисти в горизонтальной плоскости, кроме того, электромагнитные муфты датчиков положени  кисти в горизонтальной и вертикальной плоскост х установлены на руко тках управлени  шарнирами кисти. На чертеже представлена кинематическа  схема задающего органа манипул тора . Задающий орган манипул тора сот, стоит из основани  1, внутри которого к оси 2 прикреплен датчик угла поворота плеча 3 и электромагнитна  муфта k плеча 5, соединенного с осью 6, са заиной с датчиком положени  плеча 7 через электромагнитную муфту 8. Предплечье 9, представл ющее собой двуплечий рычаг, качающийс  на оси 10, соединенной с датчиком угла поворота 11 электромагнитной муфтой 12. На конце большого плеча предплечь  9 имеетс  кисть, состо ща  из блока 13, ось которого 1, снабженна  щупом 15, смонтирована в кривошипе 16. Трособлочна  система представл ет собой две замкнутые ветви тросов 17 и 18, кажда  из которых управл етс  руко тками управлени  19, ZO, сЬединенные через электромагнитные муфты 21, 22 с ос ми 23, 2 ведущих блоков 25, 26, причем через первый из них осуществл етс  кинематическа  св зь с промежуточным блоком 27 трособлочной системы качани  кисти в вертикальной плоскости, своей осью 28 св  занным с выходным валом датчика 29 положени  кисти в вертикальной плоскости , корпусом датчика 30 положени  кисти в горизонтальной плоскости, блоком 31, жестко закрепленным на оси 32, в свою очередь, жестко св занной с кривошипом 16, а через второй - с блоком 33, закрепленным на выходном валу датчика угла поворота кисти в горизонтальной плоскости 30, блоком З, свободно вращающимс  на оси 32, и блоком 13. Задающий орган манипул тора работает следующим образом. Перед формированием программы дл  манипул тора, задающий орган устанавливают неподвижно на основании 1. На пропорционально уменьшенной модели обрабатываемой детали намечают легко различимыми лини ми траекторию щупа 15, имитирующего движени  94 инструмента манипул тора. Затем устанавливают модель, если она будет в статическом состо нии, или закрепл ют на транспортирующем устройстве, если она будет обрабатыватьс  на транспортирующем устройстве, на таком рассто нии , чтобы амплитуды колебаний звеньев задающего органа обеспечивали контакт щупа 15 со всеми поверхност ми модели, на которые нанесены траектории движени  щупа 15 при формировании программыо Оператор, перемеща  руко тки управлени  19, 20 в пространстве и (или) враща  их, обеспечивает движение щупа 15 по намеченным на модели траектори м. При вращении руко ток управлени  19, 20, качании предплечь  9 вокруг оси 10, наклоне и повороте плеча 5 сигналы о датчика 3 поворота плеча, датчика 7 качани  плеча, датчика 11 качани  предплечь , датчика 29 положени  кисти в вертикальной плоскости и датчика 30 положени  кисти в горизонтальной плоскости записываютс  устройством формировани  программы. Транспортирующее перемещение предплечь  9, обеспечивающее три из п ти степеней подвижности щупа 15 осуществл етс  оператором путем поворота в горизонтальной плоскости предплечь  9 относительно оси 2, качани  в вертикальной плоскости относительно оси 10 и продольного смещени  за счет поворота вокруг оси 6. Две степени свободы перемещени  щупа 15 кисти обеспечиваютс  вращением руко ток управлени  19 и 20 трособлочной системы. Перемещение в двух взаимно перпендикул рных плоскост х происходит за счет вращени  блока 13 тросом 18 и за счет поворота в вертикальной плоскости кривошипа 16, При этом угол поворота последнего считываетс  датчиком 29 положени  кисти в вертикальной плоскости . При этом оператор должен вращать как руко тку управлени  19, так и 20 дл  компенсации изменени  верхней и нижней частью троса 18 рассто ни  между блоками 13 и З, при этом считывание угла поворота происходит за счет поворота выходного вала датчика 30 положени  кисти в горизонтальной плоскости. Если происходит поворот щупа 15 одновременно в двух плоскост х, то считывание угла поворота происходит как за счет взаимного поворота корпуса и выход5 . ного вала ротора датчика 30 положени  кисти в горизонтальной плоскости , так и за счет поворота выходного вала датчика 29 кисти в вертикал ной плоскости, В зависимости от того, какую из степеней свободы перемещени  кисти, плеча 5 или предплечь  9 необходимо исключить, включаетс  одна или груп па электромагнитных муфт. Использование задающего органа майипул тора вместо непосредственно самого манипул тора дл  формировани  программы исключит остановку основного технологического оборудовани  дл  составлени  программы при ее составлении методом обучени . Формула изобретени  Задающий орган манипул тора, содержащий плечо, предплечье, кисть с шарнирами качани  ее в вертикальной и горизонтальной плоскост х,датчики положени  кисти в этих плоскост х, имеющие электромагнитные муфты и ме ханические передачи, св зывающие эти датчики с соответствующими шарнирами , отличающийс  те что, с целью упрощени  конструкции и уменьшени  габаритов, он снабжен руко тками управлени  шарнирами кисти, установленными в предплечье и св занными при помощи Механической передачи , выполненной в виде трособлочной системы, имеющей тросы, блоки и промежуточные блоки дл  каждого шарнира кисти, с соответствующими шарнирами, а датчики положени  кисти установлены в предплечье, причем корпус датчика положени  кисти в вертикальной плоскости жестко св зан с предплечьем , а его выходной вал жестко св зан с промежуточным блоком трособлочной системы качани  кисти в вертикальной плоскости, при этом корпус датчика положени  кисти в горизонтальной плоскости жестко св зан с промежуточным блоком трособлочной системы качани  кисти в вертикальной плоскости, а его выходной вал жестко св зан с промежуточным блоком трособлочной системы качани  кисти в горизонтальной плоскости, кроме того, электромагнитные муфты датчиков положени  кисти в горизонтальной и вертикальной плоскост х установлены на руко тках управлени  шарнирами кисти. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Манипул торы , Каталог-справочник . Л., 1968, с. 87. 29 7 ff 11 W /y // I 28 J/ J/ / /