SU929431A1

SU929431A1 - Manipulator module

Info

Publication number: SU929431A1
Application number: SU802986790A
Authority: SU
Inventors: Тенгиз Леонтьевич Хомерики
Original assignee: Тбилисское Станкостроительное Производственное Объединение "Станкостроитель"; Институт Кибернетики Ан Грузинской Сср
Priority date: 1980-08-13
Filing date: 1980-08-13
Publication date: 1982-05-23

Description

(54) МОДУЛЬ / 1АНИПУЛЯТОРА(54) MODULE / 1 PULMER

1one

Изобретение относитс к машиностроению , а конкретно к манипул торам и промышленным роботам, и предназначено дл обслуживани процессов перемещени и ма .нипулировани в пространстве предметами, заготовками, инструментами и т. д.The invention relates to mechanical engineering, and specifically to manipulation and industrial robots, and is intended to serve the processes of movement and manipulation in space of objects, workpieces, tools, etc.

Известен модуль манипул тора, содержащий входное и выходное звень , а также приводной элемент, выполненный в виде ленты из термочувствиетльного материала. При подключении питани приводной элемент обеспечивает линейное и вращательное от носительное перемещение входного и выходного звеньев 1.A manipulator module is known, which contains an input and output link, as well as a drive element made in the form of a tape from a heat-sensitive material. When power is connected, the drive element provides linear and rotational relative movement of the input and output links 1.

Недостатками данного устройства вл ютс относительна сложность конструкции, а также то, что отсутствует возможность получени вращательного относительного перемещени входного и выходного звеньев без линейного перемещени .The disadvantages of this device are the relative complexity of the design, as well as the fact that there is no possibility of obtaining rotational relative movement of the input and output links without linear movement.

Известен приводной элемент, выполненный в виде биметаллической спирали, причем источником питани служит нагреватель 21.A drive element is known in the form of a bimetallic coil, the power source being the heater 21.

Недостатком данного устройства вл етс относительно большие габариты, что затрудн ет его использование в модул х манипул торов .The disadvantage of this device is relatively large dimensions, which makes it difficult to use it in manipulator modules.

Известен также модуль манипул тора, содержащий приводной элемент, выполненный в виде св занной с источником питани 5 двухслойной пластины, выполненной из жестко св занных между слоев материалов с неодинаковым коэффициентом линейного расщирени . При подключении питани приводной элемент обеспечивает взаимное перемещещение входного и выходного звеньев 3.A manipulator module is also known, which contains a drive element made in the form of a two-layer plate connected to the power source 5, made of rigidly connected between the layers of materials with unequal linear expansion coefficient. When the power is connected, the drive element ensures the mutual displacement of the input and output links 3.

Недостатком этого модул вл етс низка точность относительного поворота звеньев , а также то, что при выполнении двухслойной пластины, например в виде спира15 ли, габариты модул увеличиваютс .The disadvantage of this module is the low accuracy of the relative rotation of the links, as well as the fact that when a two-layer plate is made, for example in the form of a spiral, the dimensions of the module increase.

Цель изобретени - устранение указанных недостатков.The purpose of the invention is to eliminate these disadvantages.

Цель достигаетс за счет того, что звень выполнены в виде полых цилиндров, установленных соосно один в другом с возможностью вращени , причем двухслойна пластина установлена на наружной поверхности внутреннего цилиндра, при этом один конец пластины жестко св зан с наружным цилиндром , а другой конец - с внутренним. На фиг. I изображен модуль манипул тора , в котором слои пластины выполнены из термочувствительного материала; на фиг. 2 - то же, с пластиной из электрострикционных материалов. Слои двухслойной пластины могут быть выполнены из термочувствительных материалов , а источник питани выполнен в виде наг|)евател , который может быть установле1 в полости внутреннего цилиндра. С целью интенсификации процесса охлаждени на поверхност х цилиндров могут быть выполнены сквозные отверсти . Помимо этого слои пластины могут быть выполнены из электрострикционных материалов , при этом поверхности пластипы покрыты токопровод щей пленкой, а цилиндры выполнены из электроизолируюцлего материала . Полые механические цилиндры 1 и 2 соосно расположены один в другом. С.одной CTopoHh, в отверстие цилиндра 2 ввинчена опорна заглушка 3, в отверстие кбторой установлена пола муфта-переходник 4. Друга муфта-переходник установлена с другого Koinia в цилиндре 1. Во внутренней полости цилиндра 1 установлена заглушка 5 с отверсти ми: центральным и двум по периметру (периферийные). Цилиндры 1 и 2 установлены с возможностью вращени в подшипниках скольжени 6. Во внутреннюю нолость цилиндра 1 вдоль ее длины установлены шайбы 7 из термостойкого и электроизолирующего материала с отверсти ми. В заглушку 5, в ее центральное отверстие вставлен стержневой электрод 8. Внутренние стенки цилиндра 1 и электрод 8 образуют конденсатор, выступа в роли его обкладок . На наружную поверхность цилиндра 1 установлена спиральна термобиметаллическа пластина 9. Во внутренней полости цилиндра 1, опира сь на шайбы 7, расположен термоиндуктор 10, выполненный в виде спирали (фиг. 1). Один конец пластины 9 крепит на наружной поверхпости Цилиндра 1 посердством винта II. Другой конец, пластины крепитс на наружной поверхности цилиндра 2. Втулка-переходник 4 фиксируетс посредством контргайки 12. Подщипник 6 фиксируетс шайбами 13, а другой подшипник фиксируетс в цилиндрах 1 и 2 посредством стопорного кольца 14 и шайбы 15. В теле цилиндров по периметру имеютс отверсти 16 и 17 дл свободного перемещени газообразной среды, наход щейс в полост х цилиндров 1 и 2. Посредством электропроводов 18 и 19 (фиг. 1) подводитс питание соответственно к обкладкам конденсатора (стержНевый электрод 8 - поверхность цилиндра 1) и к пластине 9. Полые втулки-переходники 4 служат дл соединени сустава к другим част м манипул тора . Подшипники 6 и шайбы 7 выполнены из термостойкого и электроизолирующего материала с .малым коэффициентом трени . На фиг. 2 представлено выполнение модул , когда пластина 9 выполнена из Cvioes одного и того же диэлектрика с наибольшей разницей значений эффекта электрострикции .ежду наружным и внутренним сло ми (при нахождении пластины в электрическом поле 7). Пластина 9 снаружи покрыта тонкой токопровод щей пленкой. Пленка отсутствует лишь на торцевых и боковых поверхност х пластины 9. Источник создани электрического пол дл пластины 9 подводитс посредством провода 20. Все элементы модул (фиг. 2) выполнены из электроизолирующего материала. Устройство работает следующим образом. При подключении источника питани или источника создани электрического пол (фиг. 2) слои двухслойной пластины 9 удлин ютс , причем наружный слой удлин етс больше, чем внутренний, за счет чего происходит изгиб пластины в сторону внутреннего сло . За счет того, что двухслойна пластина 9 навита на внутренний цилиндр 1, а концы ее жестко св заны соответственно один с наружным полым цилиндром 2, а второй - с внутренним 1, будет происходить взаимный .поворот цилиндров 1 и 2 в подшипниках. При отключении источника питани , происходит возврат цилиндров I. и 2 в исходное положение. Нагрев термобиметаллической пластины 9 (фиг. I) производитс косвенно посредством термоидуктора 10, к которому подво-. дитс электропитание в виде токов высокой частоты. Навита на-наружную поверхность цилиндра 1 и закрепленна на двух цилиндрах 1 и 2 пластина 9 под действием тепла будет обеспечивать поворот указанных цилиндров друг относительно-друга в подщипниРазгибание пластины 9 вызываетс ее принудительным охлаждением. Дл этого отключают термоиндуктор 10 и вKv ючaют цепь конденсатора, дл чего подвод т высокое напр жение к его обкладкам (стержневый электрод 8 - поверхность цилиндра 1). Происходит движение среды, вызываемое ионизацией среды, наход щейс между обкладками конденсатора. Посредством движени среды происходит отбор тепла от массы всего устройства. Тепло уноситс через отверсти 16 и 17 в цилиндрах. В случае, представленном на фиг. 2, внешний слой пластины 9 с больш:им значением эффекта электрострикции при создании электрического пол будет увеличивать удлинение внутреннего сло , а внутренний слой с меньшим значением эффекта электрострикции будет уменьщать удлинение внещнего сло . В результате пластина 9 изогнетс The goal is achieved due to the fact that the links are made in the form of hollow cylinders mounted coaxially in one another with the possibility of rotation, with a double-layer plate mounted on the outer surface of the inner cylinder, with one end of the plate rigidly connected with the outer cylinder and the other end internal. FIG. I depicts a manipulator module in which the layers of the plate are made of a heat-sensitive material; in fig. 2 - the same, with a plate of electrostriction materials. The layers of the double-layer plate can be made of heat-sensitive materials, and the power source is made in the form of a hot emitter, which can be installed in the cavity of the inner cylinder. In order to intensify the cooling process, through holes can be made on the surfaces of the cylinders. In addition, the plate layers can be made of electrostriction materials, while the surfaces of the plastips are covered with a conductive film, and the cylinders are made of an electrically insulating material. The hollow mechanical cylinders 1 and 2 are coaxially arranged in one another. C. one CTopoHh, a support plug 3 is screwed into the hole of cylinder 2, a coupling adapter 4 is installed in the hole of the second one. Another coupling adapter is installed from another Koinia in cylinder 1. In the internal cavity of cylinder 1 there is a plug 5 with holes: central and two perimeter (peripheral). Cylinders 1 and 2 are mounted rotatably in sliding bearings 6. Washers 7 made of heat-resistant and electrically insulating material with holes are installed in the internal wall of cylinder 1 along its length. In the plug 5, the rod electrode 8 is inserted into its central hole. The inner walls of the cylinder 1 and the electrode 8 form a capacitor, a protrusion in the role of its plates. A spiral thermo-bimetallic plate 9 is installed on the outer surface of cylinder 1. In the inner cavity of cylinder 1, resting on washers 7, there is a thermal inductor 10, made in the form of a spiral (Fig. 1). One end of the plate 9 is attached to the outer surface of Cylinder 1 by the stubbornness of screw II. The other end of the plate is attached to the outer surface of cylinder 2. Adapter sleeve 4 is fixed by means of lock nut 12. Sub-holder 6 is fixed by washers 13, and the other bearing is fixed in cylinders 1 and 2 by means of locking ring 14 and washer 15. There are holes in the body of cylinders around the perimeter 16 and 17 for the free movement of the gaseous medium located in the cavities of cylinders 1 and 2. Electric wires 18 and 19 (Fig. 1) are supplied with power respectively to the capacitor plates (rod electrode 8 - surface of cylinder 1) and to Stine-sleeve 9. The hollow adapter 4 serve to joint compound to other parts of the manipulator. Bearings 6 and washers 7 are made of heat-resistant and electrically insulating material with a small coefficient of friction. FIG. 2 shows the module performance when the plate 9 is made of Cvioes of the same dielectric with the greatest difference in the values of the effect of electrostriction. Between the outer and inner layers (when the plate is in an electric field 7). The plate 9 is outside covered with a thin conductive film. The film is absent only on the end and side surfaces of the plate 9. The source of the creation of an electric field for the plate 9 is supplied by means of the wire 20. All elements of the module (Fig. 2) are made of electrically insulating material. The device works as follows. When connecting a power source or an electric field creation source (Fig. 2), the layers of the two-layer plate 9 lengthen, and the outer layer lengthens more than the inner layer, due to which the plate bends towards the inner layer. Due to the fact that the double-layered plate 9 is wound on the inner cylinder 1, and its ends are rigidly connected, respectively, with the outer hollow cylinder 2, and the second with the inner 1, the cylinders 1 and 2 in the bearings will reciprocate. When the power supply is disconnected, cylinders I. and 2 return to their original position. The heating of the thermo-bimetallic plate 9 (Fig. I) is carried out indirectly by means of a thermo-inductor 10, to which it is connected. The power supply is in the form of high frequency currents. Navita on the outer surface of the cylinder 1 and the plate 9 fixed on two cylinders 1 and 2 under the action of heat will ensure the rotation of these cylinders relative to each other in pods. The unbending of the plate 9 is caused by its forced cooling. To do this, the thermal inductor 10 is disconnected and a capacitor circuit is connected to the KVv, for which a high voltage is applied to its plates (the rod electrode 8 is the surface of cylinder 1). The medium moves due to ionization of the medium between the capacitor plates. By moving the medium, heat is extracted from the mass of the entire device. Heat is carried away through the openings 16 and 17 in the cylinders. In the case of FIG. 2, the outer layer of the plate 9 with a large: its value of the effect of electrostriction when creating an electric field will increase the elongation of the inner layer, and the inner layer with a smaller value of the effect of electrostriction will reduce the elongation of the outer layer. As a result, plate 9 is bent

Claims

Claim

A manipulator module having links provided with adapter sleeves and a drive element in the form of a coupled to a power source and made, for example, in the form of a spiral, a two-layer plate of rigidly interconnected layers of materials with an unequal linear expansion coefficient, characterized in that in order to reduce dimensions and to improve accuracy, the links are made in the form of hollow cylinders mounted coaxially in one another with the possibility of relative rotation, with a two-layer plate mounted on the outer surface spine of the inner cylinder and one end thereof is connected with th outer cylinder, and the other - to the inner.