Claims (2)
При напольном варианте (фиг. 1) манипул тор может содержать привод 1 продольного линейного перемещени , привод 2 поворота, основание 3, плечо 4 и предплечье 5, механизм 6 уравновешивани плеча , механизм 7 уравновешивани предплечь , инструмент 8. В аналогичном варианте может компоноватьс и портальнь й вариант манипул тора (фиг. 2). Каждый из неполноповоротных гидродвигателей 9 (фиг. 3) кинематически св заны с соответствующими датчиком 10 углов поворота. Механизмы 6 и 7 уравновешивани вл ютс и идентичными и отличаютс только сочленением входного и выходного звеньев. Одно плечо каждого из двуплечих рычагов 11 и 12 соединено с уравновешивающим плечом 4 и предплечьем 5, а второе каждого из них снабжено шарниром 13 (фиг. 4). В нем закреплен наружный конец спиральной пружины 14, а внутренний ее конец снабжен стопором 15, установленным в одном из пазов 16 диска 17. Диск 17, в зависимости от варианта компоновки , устанавливаетс , на основании 3 или на параллелограммном механизме, образованном шатунами 18 и 19, плечом 4, предплечьем 5. Диск 17 может быть изготовлен с барабаном 20, жестко закрепленным на нем, наружна поверхность которого охвачена гибкой нитью 21, один конец которой закреплен в пазу 16 барабана 20, а другой - в шарнире 13. Гибка нить (лента) 21 используетс в качестве промежуточного звена между спиральной пружиной 14 и шарниром 13 дл удобства монтажа и обслуживани (фиг. 4) и может быть исключена за счет креплени наружного конца спиральной пружины 14 на шарнире 13. При этом вместо барабана 20 может быть использован диск 17, закрепленный неподвижно на оси 22 и снабженный радиальными пазаМИ 16, в одном из которых размещаетс стопор 15, но уже смонтированный не в гибкой нити 21, а на внутреннем конце спиральной пружины 14 (фиг. 4). При первом варианте исполнени монтаж уравновешивающего гравитационные силы механизма 7 осуществл етс путем соединени внутреннего конца спиральной пружины 14 с осью 22, а наружного ее конца - со стопором 15, расположенным внутри барабана 20. После его поворота на угол, обеспечивающий достижение рабочей зоны характеристики спиральной пружины 14, стопор 15 гибкой нити 21 устанавливают Б соответствующий паз 16 на барабане 20. Причем в зависимости от варианта компоновки-напольного (фиг.1) или портального (фиг. 2) -двуплечий рычаг устанавливаетс на своей оси шарниром 13 во внутрь четырехщарнирного параллелограмма , образованного основанием 3 плечом 4 и щатунами 18 и 19, или на внещней его стороне. Работа манипул тора идентична при любом варианте компоновки (фиг. 9, 10). Предварительное нагружение спиральной пружины 14 производитс путем установки стопора 15 в паз 16 до достижени начального участка характеристики спиральной пружины 14, близкой к пропорциональной зависимости между величиной передаваемого момента и углом поворота пружины. Прричем этот момент должён соответствовать моменту, создаваемому уравновешиваемыми част ми манипул тора и размещенным на нем инструментом 8. Если уравновешивающий гравитационные силы механизм выполнен с барабаном 20 И гибкой нитью 21 (фиг. 5), то спиральна пружина 14 размещаетс внутри барабана 20 при этом внутренний конец ее закрепл етс на оси 22, а наружньш - на барабане 20. Один конец гибкой нити 21, устанавливаетс в щарнире 13, а другой после поворота барабана на угол, определ емый характеристикой спиральной пружины 14, устанавливаетс в соответствующий паз 16. При опускании предплечь 5, оно поворачиваетс вокруг оси, соедин ющей его с плечом 4, при этом конец гибкой нити 21, закрепленный в щарнире 13, перемещаетс в пространстве по круговой траектории вместе с предплечьем 5, так как двуплечий рычаг 12 зафиксирован относительно предплечь 5. Шарнир 13, перемеща сь в обе стороны от нейтрального по/1ожени (фиг. 5), т нет влево и опускает направо гибкую нить 21, на которую воздействует момент от спиральной пружины 14. Ввиду того, что шарнир 13 расположен на плече (фиг. 9) двуплечего рычага 12 и приложение т нущего усили к гибкой нити 21 или спиральной пружины 14 мен ет свое положение относительно оси поворота уравновешиваемого звена, то возникает составл юща , противодействующа силе гравитации уравновешиваемых частей манипул тора . Закрепление конца гибкой нити 21 или спиральной пружины 14 при варианте с диском 17 без барабана 20, в шарнире 13 производитс дл того, чтобы устранить напр жение изгиба в гибкой нити 21 или пружине 14. Скручивание спиральной пружины 14 удобнее производить, когда она размещена внутри барабана 20, жестко св занного с диском 17. При этом он устанавливаетс на ось 22. Барабан 20 обеспечивает аащиту спиральной пружины 14 от распыл емой краски , улучшает сохранность смазки на пружине , необходимость которой особенно важна при количестве витков более дес ти и частом изменении положени уравновешиваемого элемента. Кроме того, при монтаже спиральной пружины 14 исключена деформаци ее вдоль оси 22, что очень важно, так как усилие предварительного нат га может составл ть несколько дес тков килограммов. Таким образом, заключение спиральной пружины 14 в барабане 20 облегчает как монтаж и эксплуатацию, так и эксплуатационные возможности - использовать в услови х окрасочных камер. В зависимости от характеристики спиральной пружины 13 и веса плеча 4, предплечь 5, на каждый из них может быть установлен один или два уравновешиваемых механизма и в последнем случае их целесообразно располагать симметрично с двух сторон. При трансформации из наполного варианта (фиг. 1) в портальный (фиг. 2) необходимо осуществить переустановку двуплечего рычага 11 на своей оси относительно плеча 4, (фиг. 8). Первый вариант (фиг. 1) используетс в основном дл окраски наружных поверхностей изделий, например баков или изделий типа конус, ванна. Второй вариант (фиг. 2) используетс дл окраски верха крупно-габаритных изделий типа вагон и использовать совместно с первым вариантом . В зависимости от типа изделий и способа транспортировки изделий через окрасочную зону привод I продольного перемещени может быть заменен фундаментом или предплечье 5 может быть соединено непосредственно с основанием 3, которое в свою очередь может быть установлено на привод 2 поворота и привод 1 Продольного перемещени . Предлагаемый манипул тор обладает значительно меньшей энергоемкостью за счет снижени массы подвижных частей и практически полной уравновешенностью в центральной зоне обслуживани . При трансформации из наполного варианта КОМПОНОВКИ (фиг. 1) в портальный (фиг. 2) потребуетс только переустановка двуплечих рычагов 11 и 12 из положени показанного на фиг. 5 и фиг. 8 контурной линией в положение, показанное штрихпунктирной линией и перезакреплени концов спиральной пружины 14 или гибкой нити 21. Формула изобретени 1. Манипул тор, содержащий основание , плечо с предплечьем, щарнирно соединенные с уравновещивающими механизмами , содержащими спиральную пружину, а также приводы продольного перемещени и поворота, отличающийс тем, что, с целью расширени технологических возможностей и снижени энергоемкости привода, он снабжен двум щатунаМи, а каждый уравновешивающий механизм - двуплечим рычагом и диском с гнездами, причем плечо. предплечье и щатуны шарнирно св заны между собой и образуют параллелограммныи механизм, диск с гнездами установлен на одном из ползунов и на этом диске закреплен внутренний конец спиральной пружины механизма уравновешивани , наружный конец которой соединен с одним плечом двуплечего рычага. In the floor version (Fig. 1), the manipulator may include a longitudinal linear movement actuator 1, a rotation actuator 2, a base 3, a shoulder 4 and a forearm 5, a shoulder balance mechanism 6, a forearm balance mechanism 7, a tool 8. In a similar embodiment, Portal version of the manipulator (Fig. 2). Each of the part-turn hydraulic motors 9 (Fig. 3) are kinematically connected with the corresponding sensor 10 of the angles of rotation. The balancing mechanisms 6 and 7 are both identical and differ only in the articulation of the input and output links. One shoulder of each of the two shoulders levers 11 and 12 is connected to the balancing shoulder 4 and forearm 5, and the second of each of them is equipped with a hinge 13 (Fig. 4). It is fixed to the outer end of the coil spring 14, and its inner end is provided with a stopper 15 installed in one of the slots 16 of the disk 17. The disk 17, depending on the layout, is mounted on base 3 or on a parallelogram mechanism formed by connecting rods 18 and 19 , shoulder 4, forearm 5. The disk 17 can be made with a drum 20 rigidly fixed on it, the outer surface of which is covered by a flexible thread 21, one end of which is fixed in the groove 16 of the drum 20 and the other in a hinge 13. The bending thread (tape ) 21 is used as intermediate link between the spiral spring 14 and the hinge 13 for ease of installation and maintenance (Fig. 4) and can be eliminated by mounting the outer end of the spiral spring 14 on the hinge 13. Instead of the drum 20, a disk 17 fixed to the axis can be used 22 and provided with radial grooves 16, in one of which a stopper 15 is placed, but not already mounted in a flexible thread 21, but on the inner end of the coil spring 14 (FIG. four). In the first embodiment, the installation of the gravitational force balancing mechanism 7 is carried out by connecting the inner end of the coil spring 14 with the axis 22, and its outer end with the stopper 15 located inside the drum 20. After turning it at an angle ensuring that the working spring characteristic of the coil spring 14, the stopper 15 of the flexible yarn 21 installs a corresponding groove 16 on the drum 20. Moreover, depending on the layout-floor (Fig. 1) or portal (Fig. 2), the double-arm lever is installed and with its hinge 13, inside its four-hinged parallelogram, formed by the base 3 by its shoulder 4 and the tongues 18 and 19, or on its outer side. The manipulator operation is identical in any layout variant (Fig. 9, 10). The preloading of the coil spring 14 is performed by installing the stopper 15 in the groove 16 until the initial portion of the coil spring characteristic 14 is reached, close to the proportional relationship between the magnitude of the transmitted moment and the angle of rotation of the spring. This moment should correspond to the moment created by the equilibrated parts of the manipulator and tool 8 placed on it. If the balancing force of gravity forces is made with drum 20 and flexible thread 21 (Fig. 5), then spiral spring 14 is placed inside drum 20 while Its end is fixed on the axis 22, and the outer end is fixed on the drum 20. One end of the flexible thread 21 is installed in the hinge 13, and the other after turning the drum through the angle determined by the characteristic of the spiral spring 14 is set in corresponding groove 16. When lowering forearm 5, it rotates around the axis connecting it with shoulder 4, while the end of the flexible thread 21 fixed in joint 13 moves in space along a circular path along with forearm 5, since the double-arm lever 12 is fixed relative to the forearm 5. The hinge 13, moving in both directions from the neutral position (Fig. 5), is not left and lowers to the right the flexible thread 21, which is affected by the moment from the coil spring 14. In view of the fact that the hinge 13 is located on shoulder (fig. 9) the two shoulders lever 12 and the application of a pulling force to the flexible thread 21 or the coil spring 14 changes its position relative to the axis of rotation of the balance link, then a component that counteracts the gravitational force of the balance parts of the manipulator arises. Fixing the end of the flexible thread 21 or the coil spring 14 with the disc 17 without the drum 20, in the hinge 13 is performed in order to eliminate the bending stress in the flexible thread 21 or the spring 14. It is more convenient to twist the coil spring 14 when it is placed inside the drum 20 rigidly connected with the disk 17. At the same time, it is mounted on the axis 22. The drum 20 provides protection of the coil spring 14 from sprayed paint, improves the safety of lubricant on the spring, the need for which is especially important when the number of turns is more than ten and frequent repositioning of the balance element. In addition, when mounting the spiral spring 14, its deformation along axis 22 is excluded, which is very important, since the prestressing force can be several tens of kilograms. Thus, the placement of the coil spring 14 in the drum 20 facilitates both installation and operation, as well as operational capabilities — to be used in spray booths. Depending on the characteristic of the spiral spring 13 and the weight of the shoulder 4, the forearm 5, one or two balanced mechanisms can be installed on each of them and in the latter case it is advisable to arrange them symmetrically on both sides. When transforming from the floor version (Fig. 1) to the portal one (Fig. 2), it is necessary to re-install the two-arm lever 11 on its axis relative to the arm 4, (Fig. 8). The first option (Fig. 1) is mainly used for painting the outer surfaces of products, for example tanks or products such as a cone or bath. The second variant (Fig. 2) is used for painting the top of large-sized car-type products and used in conjunction with the first variant. Depending on the type of products and the method of transporting products through the painting zone, the drive I of the longitudinal movement can be replaced by a foundation or the forearm 5 can be connected directly to the base 3, which in turn can be mounted on the turn actuator 2 and the Longitudinal movement actuator 1. The proposed manipulator has a much lower power consumption due to a decrease in the mass of moving parts and almost complete balance in the central service area. When transforming from the complete COMPLETION version (Fig. 1) to the portal one (Fig. 2), it will only be necessary to reset the two shoulders 11 and 12 from the position shown in Fig. 2. 5 and FIG. 8 by a contour line to the position shown by a dash-dotted line and re-fastening the ends of the coil spring 14 or flexible yarn 21. Claim 1. Inipulator containing base, arm with forearm, hingedly connected with equilibrating mechanisms, containing helical spring, as well as longitudinal movement motors and rotation, characterized in that, in order to expand the technological capabilities and reduce the energy intensity of the drive, it is equipped with two devices, and each balancing mechanism has a double-arm lever and disc with sockets, with shoulder. the forearm and shatuni are hingedly connected to each other and form a parallelogram mechanism, a disk with sockets is mounted on one of the sliders, and the internal end of the spiral spring of the balancing mechanism is fixed on this disk, the outer end of which is connected to one shoulder of the two shoulders.
2. Манипул тор по п. 1, отличающийс тем, что диск с гнездами снабжен барабаном , жестко св занным с этим диском, а спиральна пружина размещена внутри барабана, причем внутренний конец последней закреплен на оси барабана, а наружный - на боковой стенке барабана, при этом двуплечий рычаг св зан с диском посредством дополнительно введенной гибкой св зи, Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. За вка ФРГ № 2831361, кл. В 5 Э 9/00, опублик 1980.2. The manipulator device according to claim 1, characterized in that the disk with the sockets is provided with a drum rigidly connected to this disk, and the spiral spring is placed inside the drum, the inner end of the latter fixed to the axis of the drum, and the outer end to at the same time, the two shoulders lever is connected with the disk by means of the additionally introduced flexible connection. Sources of information taken into account in the examination 1. Application of the Federal Republic of Germany No. 2831361, cl. In 5 Oe 9/00, published in 1980.
Фиг.FIG.
WW
//
№No
У/77W / 77
Л L
/ // /
т:t:
irZEEiirZEEi
згzg
f(/2f (/ 2
WW
Фиг. 7FIG. 7
Фиг. 6FIG. 6
V V
V- V-
00
ЛL
SS