SU952578A1 - Модульный манипул тор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к машиностро .ению, а именно к промЕэ1Шленным работам.

Известен модульный ман,ипул тор, содержащий основание, механизм статического уравновешивани  звеньев манипул тора, а также захватное устройство и набор поступат1ельных и .вращательных модулей степей подвижности , соединенных между собой унифицированными крепежными элементами Lll .

Недостатком известного модульного манипул тора  вл етс  сложность -конструкции модул  подъема.

Целью изобретени   вл етс  упроще ние конструкции.

Эта цель достигаетс  тем, что основание выполнено в виде модульных плиты, упорной рамки и полиспаст- - ного устройства, а механ IM уравноёешивани  - в виде набора модулейуравновешивателей , установленных на плите основани  и св занных концами своими с Упорной рамкой.

На фиг. 1 изображен модульный ма-, нипул тор первого варианта; на фиг. 2 - то же, кинематическа  схема; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4- - разрез Б-В на фиг. 1;

на фиг. 5 - модуль-уравновешиватель; общий ВИД) на фиг. б - сечение В-Б i на фиг. 5; на фиг. 7 - модуль-блок, 5 общнй;вид; на фиг. 8 - сечение Г-Г на фиг. 7; на фиг. 9 - резьбовой крёпежйый элемент; на фиг. 10 - поступательный модуль, обедай вид; на фиг. 11 - конструкци  модульного манипул тора второго варианта; на

10 фиг. 12 - то же, кинематическа  схема; на фиг. 13 - разрез Д-Д на фиг. 11.

Модульный манипул тор содержит вращательные 1 и поступательные 2 и

15 3 модули,- соединенные с помощью резьбовьзх крепежных элементов 4, выпол иенных в виде шпилек 5, на концах которых нарезаны резьбы правого и левого направлени , а в средней части

20 расположена подвижна  в продольном направлении втулка 6, Втулка б оснащена снаружи шестигранником под и наружными комическими поверхност ми 7 на торцах. Вертикально рас25 положенный поступательный модуль 3 идентичен типоразмеру горизонталь- i

I ного поступательного модул  2. Поступательный модуль 3 посредством резьбовых крепежных элементов 4. соединен

30 с плитой,  вл ющейс  опорой всего

ман шул тора. На другом торце модуль-плиты 8 расположено профилированное кольцо 9, выполн ющее функции основной привалочной пдверхности. Наружный радиус кольца 9 R, ширина кольца а. В диаметрально противоположных точках кольца 9, снаружи и изнутри, имеютс  вырезы 10, угол раскрыти  которых равен d .

На модуль-плите 8 установлено устройство уравновешивани , состо щее из четырех модуль-уравновешивателей 11, в которых размещена пружина 12, но может быть использован пневмоцилиндр или гидроцилиндр. Модул ь-уравновешиватель 11 содержит, кроме пружины 12, кронштейн 13, в котором одним концом закреплена стойка 14. На другом конце стойки 14 установлен ограничитель 15. Между ограничителем 15 и кронштейном 13 размещена пружина 12 и линейно подвижна  каретка 16, оснащенна  упором 17. Кронштейн 13 и упор- 17 оснащены ответными привалочными поверхност ми , выполненными в виде паза 18 с заплечиками 19. Внутренн   вертикальна  сторона 20 паза 18 расточена по радиусу R, а ширина паза 18 равна а. Углы тел кронштейна 13 и упора 17, измеренные в горизонтальной плоскости, равны d . Таким образом, основна  привалочна  поверх ность  вл етс  поверхностью,схватываемой по посадке ответной привалочной поверхностью.

На модуль-плите 8 установлены, например , шесть модуль-блоков 21, составл ющих вместе с тросами 22 и с другими шестью модуль-блоками 21, установленными на модуль упорной рс1мке 2 3, модульное полиспастное устройство. Модуль-блок 21 представл ет собой кронштейн 24, на котором установлен шкив 25. Угол тела кронштейна 24, измеренный в горизонтальной плоскости, равен ot. Кронштейн 24 оснащен ответной привалочной поверхностью , выполненной в виде паза 18, внутренн   вертикальна  сторона 20 которого имеет радиус R, а ширина паза 18 а. Ось шкива 25 развернута на некоторый угол, завис щий от диаметра шкива 25 и размера угла А кронштейна 24, обеспечивающий тросам 22, при последовательном схвате шкивов 25 всех модуль-блоков 21, отсутствие скольжени  по ручь м шкивов 25. Модульна  упорна  рамка 23 выполнена в- виде кольца 9, наруж ный радиус которого R, ширина а. В диси«1етрально противоположных точках упорной рамки 23 сделаны вырезы 10, угол раскрелти  которых ot. . Выходное (подвижное) звено 26 поступательного модул  3 соединено с одним концом тросов 22, которые затем последовательно охватывают свои группы шкивов

25верхних и нижних модуль-блоков 21. Поступательный исполнительный мо- ;

дуль 3 имеет неподвижный корпус 27, оснащенный двум  по сами 28 и 29

опор качени  (по три подшипника в

по се под углом в 120° друг к другу), в которых MOJiCeT поступательно двигатьс , т.е. имеет одну степень подвижности , выходное звено 26. На выQ ходном звене 26, вдоль его оси, прикреплена зубчата  рейка 30, в зацеплении с которой находитс  шестерн  31, св занна  с двигателем 32 при помощи редуктора 33. Шестерн  31,

- двигатель 32 и редуктор 33 установлены в неподвижном корпусе 27 поступательного исполнительного модул  3. МОДУЛЬНЫЙ манипул тор второго варианта (фиг.11), в общем случае, содержит те же элементы (модули) , что и модульный манипул тор первого варианта. В качестве примера модульуравновешиватель 34 в этом манипул торе выполнен на основе пневмоцилиндра . Выходной упор 35 модульуравновешивател  34 закреплен на штоке 36 пневмоцилиндра. Однако существенное различие модульных манипул торов первого и второго вариантов состоит во взаимных св з х вход щих в

манипул торы узлов. В модульном мани Tiyjia-rope второго варианта на модульплите 8 и модульной упорной рамке 23 также размещено по шесть модуль-блоков 21. Однако тросы 22, зафиксированные одним кондом на модуль-плите 8, после последовательного схвата . шкивов 25 верхних и нижних модульблоков 21, другим концом закреплены непосредственно на упорах 35 модуль0 уравновешивателей 34. Выходное звено

26св зано при помощи коромысла 37

с модульной упорной рамкой 2 3. Така  компоновка позвол ет уравновешивать большие веса подвижных частей манипул торов, использу  модуль-уравновешиватель 34, имеющих большие хода штоков 36 и невысокие величины усилий на штоках 36.

Модульный манипул тор работает

f. следующим образом.

По команде устройства управлени  поступательный модуль 3 начинает подъем выходного звена 26. К выходному звену 26 приложены три силы; Biec самого звена 26 и установленных на

5 нем вращательных модулей 1 и поступательного модул  2 и т.п. Со стороны двигател  и механической передачи , установленных в поступательном модуле 3, на выходное звено 26 действует движуща  сила, направленна  навстречу силам веса поднимаемых частей .манипул тора. К нижней части выходного звена 26 в месте креплени  тросов 22 приложена сила, действующа  в одном направлении с движущей

силой, причем развиваетс  эта сила модуль-уравновешивател ми 11 и преобразовываетс  по величине модульным полиспастным устройством. Сила, приложенна  к выходному звену 26 со стороны уравновешивающего устройства 11, в общем случае, должна быть равна весу поднимаемой части манипул тора (в некоторых случа х уравновешивающа  сила выбираетс  равной весу поднимаемой части манипул тора плюс половина объекта манипулировани ). При такой схеме приложени  сил двигатель 32 поступательного модул  3 должен производить работу, требующуюс  только дл  подъема объекта манипулировани . Таким образом, установленна  мощность поступательного модул  3 сравнима по величине с установленной мощностью поступательного модул  2, т.е. в качестве горизонтального и вертикального модулей 2 и 3 может быть исполь.зован один типоразмер (по мощности) модул  поступательной степени подвижности.

Подъем выходного звена 26 происходит в расчетном режиме на всей величине хода выбранного типоразмера поступательного модул  3. При этом каретки 16 модуль-уравновешивателей 11 перемест тс  на высоту, величина которой меньше, чем величина хода выходного звена 26. Однако перемещение каретки 16 определено типоразмером выбранных модуль-уравновешивателей 11. В конце хода выходного звена 26 устройство управлени  отключает двигатель 32 поступательного модул  3. При опускании пбдъемной части манипул тора кол.ичество и направление сил, приложенных к выходному звену 26, остаютс  такими же.

Модульный манипул тор второго варианта функционирует также, как и манипул тор первого варианта, т.е. к выходному звену 26 приложены те же три силы, которые обеспечивают в результате уравновешивание по вертикали подъемной части манипул тора. В этом варианте в качестве модул  3 поступательной степени подвижности может быть, как и в первом варианте манипул тора, использован один из типоразмеров модул  2 горизонтальной степени подвижности.

Изобретение предлагает некоторое Количество сравнительно несложных.

неприводных модулей, которые могут заменить собой необходимость разработки и изготовлени  сравнительно сложных приводных модулей подъема,  вл ющихс  основанием манипул торов и несущих в своей конструкции устройства уравновешивани  статических масс подвижных частей модульных манипул торов. Ввиду своего конструктивного исполнени , лредлагаемые модули могут быть выполнены в одном типоразмере, но за счет варьировани  их количеством могут быть скомпонованы модульные манипул торы широкой гаммы модификации.

Техническое преимущество предлагаемого устройства заключаетс  также в том, что модули поступательных степеней подвижности без переделок могут быть использованы как при вертикальном , так и при горизонтальном их расположении. Таким образом, затраты на эксплуатацию уменьшаютс . Конструкци  модулей, их структура и способы креплени  позвол ют получать при компоновке модульных манипул торов наиболее оптимальные характеристики, например, по виду использовани  энергии дл  уравновешивани , причем эти характеристики достигаютс  простой заменой модульуравновешивателей одного вида на другой.

Claims (1)

1. Козырев Ю.Г., Житомирский С.В., Круковец Л.В. Промышленные роботы агрегатного типа. Обзор. М., НИИМаш, 1979, с. 26-29.

фуг.

/Ч-4

(риг.з

uz.4

WA

ГУ rats

Фиг.

ие. 6

Г-Г

Фиг. 3

гз

m-i:

. /