SU963848A1 - Манипул тор - Google Patents

Description

(54) МАНИПУЛЯТОР

Изобретение относитс  к манипул торостроению и подъемно-транспортному машиностроению. Оно может найти применение дл  механизации и автоматизации технологических процессов , св занных с точной ориентацией и установкой или сн тием т желых деталей , а также дл  решени  задач, св занных с перемещением- различных предметов по определенным траектори м в пространстве.

Известен манипул тор, содержащий двигатель, поворотное основание с установленной на нем механической рукой , выполненной в виде параллелограммного механизма, один из рычагов которого снабжен балансиром и кинематически св зан с валом, а другой несет рычаг и руко тку управлени  и также кинематически св зан с валом 1 .

Количество потребл емой манипул тором энергии- не согласовано с колебани ми внешней нагрузки, что приводит к нерациональному использованию энергии двигател  манипул тора.

Цель изобретени  - повышение эффективности манипул тора путем обеспечени  оптимальной работы при зна- .

чительных колебани х внешней нагрузки , т.е. снижение энергозатрат.

Цель достигаетс  тем, что манипул тор снабжен муфтой одностороннего действи , ведущий элемент которой св зан с р-уко ткой управлени , а ведомый кинематически св зан с валом, и аккумулирующим механизмом в виде смонтированных на валу упругих элемен10 тов и св занного с двигателем поводка с роликом, причем последний расположен с возможностью взаимодействи  с упругими элементами.

На фиг. 1 приведен общий вид мани15 пул тора на фиг. 2 - кинематическа  схема; на фиг. 3 - вид А фиг. 2; на фиг. 4 - вид Б фиг. 3, на фиг. 5 вид В фиг. 1; на фиг. 6 - сечение Г-Г фиг. 5, на фиг 7 - сечение Д-Д фиг. 5 (момент деформировани  пружин ); на фиг. 8 - то же, момент заклинивани  пружин.

На стойке 1 закреплено поворотное 25 основание 2 с установленными на нем зубчатыми рейками 3 и направл ющими 4. Рейки 3 наход тс  в зацеплении с шестерн ми 5, которые жестко закреплены на валу 6, смонтированном 30 на рычаге 7. На том же рычаге распо ложены кронштейн 8 с направл ющими роликами 9, звездочки 10 - 12, цепные передачи 13, 14, руко тка 15 управлени , захват 16 и роликова  муфта 17 одностороннего действи . Муфта 17 состоит из ведуп;его поводка 18, непосредственно св занного с руко ткой управлени  15, ведомого поводка 19, жестко соединенного со звездочкой 12, корпуса 20 и роликов 21 и 22. Ролики смещены от центра корпуса 20 в сторону ведущег поводка, чем обеспечиваетс  передача вращени  только от ведущего поводка 18 к ведомому поводку 19. На концах вала 6 закреплены в ра диальных направлени х элементы акку мулирующего механизма - пластинчатые пружины 23 и 24. Свободные концы пружин проход т через длинные прорези сухарей 25 и 26, короткие прорези которых надеты соответствен но на кольца 27 и 28. Сухари и коль ца также  вл ютс  элементами аккумулирующего механизма. Кольца 27 и 28 прикреплены соответственно к кор пусам 29 и 30. Свободные концы пружин 23 установлены с возможностью подвижного взаимодействи  с вращающимс  роликом 31, а свободные концы пружин 24 - с возможностью взаимодейстгви  с вращающимс  роликом 32. Ролики 31 и 32 установлены соответс венно на водилах 33 и 34, св занных жестко соответственно с валами двигателей 35 и 36. Следует отметить, чтосвободные концы пружин 23 установлены с возможностью деформации о взаимодействи  с роликом 31 в напра лении f например, по часовой стрелке а свободные концы пружины 24 - с во можностью деформации от взаимодействи  с роликом 32 в противоположном направлении. Корпуса 29 и 30 с закрепленными на них электродвигате л ми 35 и 36 установлены на кронште нах 8. Количество пружин 23 зависит от.максимального значени  нагрузки на захват манипул тора, например, при подн тии, а количество пружин 24 - от максимального значени  нагр ки при .опускании груза. Манипул тор работает следующим образом. Дл  перемещени  груза из одной точки в другую оператор вращает руко тку 15 управлени . При включенном двигателе, например двигателе ,35, и при вращении водила 33 ролик 31.входит в контакт с концом пружины 23 и, если к валу 6 приложен момент сопротивлени , деформирует ее, перемеща  конец пружины вместе с су харём 25 в положение, показанное на фиг. 6 штриховыми лини ми. Освободив ша с  после прохождени  ролика пружина , стрем сь возвратитьс  в исход ное положение, заклинивает сухарь 2 на кольце 27, оставл   пружину в напр женном состо нии. Положение, показанное на фиг. 7, соответствует деформированию пружины роликом, положение , показанное на фиг. 8 - моменту заклинивани  ее в сухаре. После заклинивани  деформированна  пружина передает на вал 6 крут щий момент, обусловленный действием сил упругости. Таким образом, если на валу двигател  35 действует некоторый крут щий момент W, величина которого рассчитана на преодоление сопротивлени  одной пружины, то на валу 6 после деформации всех пружин действует максимальный момент АЛ, определ емый из соотношени  , где Z. - количество пружин, - КПД передачи, состо щей из ролика 31 и пружины 23. Поток мощности направлен от двигател  35 к валу 6, св занному с шестерн ми 5. Шестерни, враща сь, перемещаютс  по рейкам 3 вниз и поднимают рычаг 7 на необходимую высоту позиционировани  захвата 16 соответственно направлению вращени  руко тки 15 управлени . Если руко тка 15 остановлена с одновременным выключением двигател  35, ведомый поводок 19 роликовой муфты 17, получа  вращение от вала 6 вследствие аккумулированного крут -щего момента через звездочки 10 - 12 и цепные передачи 13, 14, заклинивает ролики 21 и 22 в корпусе 20 и останавливаетс , что приводит « резкому возрастанию сопротивлени  на валу 6, возврату деформированных пружин в исходное пбложение (хот , возможно , вследствие неидентичности характеристик муфты и пружин не все пружины возвращаютс  в исходное положение ) и остановке вала 6. Поэтому вращение валу 6 и соответственно шестерн м,5 будет передаватьс  только тогда и с такой скоростью,, с какой вращаетс  руко тка 15 управлени . Руко тка, таким образом, предназначена дл  расклинивани  роликов в корпусе муфты. При расклинивании муфты необходимо от ведущего поводка 18 приложить силу, уменьшенную по сравнению с заклинивающей силой, развиваемой от поводка 19. При этом усилие на руко тке 15 правлени  может быть уменьшено до акой величины, что практически не удет восприниматьс  оператором. Таким образом, при помощи одной уко тки управлени  можно управл ть еремещением груза в любом напрАвлеии со скоростью, соответствующей корости вращени  этой руко тки.

затрачива  незначительные усили  на ее вращение.

С другой стороны, максимальное передаточное отношение, создаваемое аккумулирующими элементами, может привести к созданию больших крут - 5 щих моментов на валу б. При передаче крут щего момента от вала б на шестерни 5 в работу включаетс  ровно столько пружин, каково значение нагрузки йа захвате и, соответственно, 10 на шестерн х 5.

Дл  опускани  груза руко тку 15 управлени  вращают в противоположном направлении с одновременным включением вращени  двигател  36 в про- 5 тивоположную сторону. Ведомый поводок 19 имеет возможность, враща сь, следовать за ведущим поводком 18, и вал б, соответственно, получает возможность передавать аккумулирован- jr. ный крут щий момент от пружин 24 шестерн м 5 в зависимости от сопротивлений , возникающих при опускании груза. Заметим, что вращение водила 34 и вала 6 в противоположном нап-. р.авлении не сказываетс  на состо нии отключенного двигател  35 и пружин 23.

В этом случае пружины 23 перемещают водило 33 в соответствующем направлении, если они возвращены в {исходное положение, или проход т , под неподвижным водилом, если они не возвращены в исходное положение.

Очевидно, что момент сопротивлений на шестерн х 5 и на валу б при- 35 нимает в случае опускани  груза меньшие значени , что приводит к применению как аккумулирующих элементов меньших размеров, так и двигател  меньшей мощности. Здесь обна- 40 руживаетс  дополнительный технический эффект: опускание груза происходит мгновенно в самом начале вращени  руко тки, так как вал привода б приводитс  в движение уже при непол- 45 ной деформации одной пружины 24. Это позвол ет осуществл ть точные движени  при манипулировании с захватом.

Принципиально возможна работа с одним двигателем, способным аккумули-5д ровать крут щий как в одном, так и в противоположном направлении. Это приводит к применению аккумулирующих элементов, деформирующихс  в обоих направлени х, при выполнении ее услови  возврата всех элементов в исходное положение при переходных процессах подн ти -.опускани  груза.

Во всех режимах колебани  нагруз- ки не сказываютс  на работе двигателей , так как последние рассчитаны на зар дку одного аккумулирующего элемента и работают в ре симе посто нной мощности.

В качестве аккумулирующих элементов могут быть применены также вращающиес  массы (маховики и т.п.).

Благодар  применению в манипул торе муфты одностороннего действи  в руко тке управлени  и аккумул торо крут щего момента в приводе по вл етс  возможность повысить эффективность манипул тора путем расширени  его функциональных вoз южнocтeй, обеспечени  оптимальной работы привода при значительных колебани х нагрузки На рабочие органы манипул тора и минимизации энергии привода Последнее обсто тельство приобретает в насто щее врем  важное техническое и социальное значение, так как рацаетс  насто тельна  общечеловеческа  проблема повышени  коэффициента использовани  и сохранени  энергетических ресурсст.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР № 679385, кл. В 25 J 11/00, 1978.

гш

1-

2В

29

I V / Р 25

/ -нh-f- р7

7 /

JJ/ . -.

Фиг. г

Г

36

13

Фог. 7

/J