Дозирующее устройство импульсного действия
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в манипуляторах промышленных роботов при выполнении на дистанции работ по дозированной подаче высоковязких (клеевых) составов в труднодоступные места и в места опасные для пребывания человека, например, повышенный уровень радиации и/или загазованность воздуха.
Сущность полезной модели состоит в том, что устройство сопрягается с губками захватного механизма манипулятора робота, хорошо управляется им, легко монтируется и демонтируется с робота, а после хорошо отмывается.
Полезная модель представляет собой съемный модуль, содержащий дозатор импульсного действия, который снабжен механизмом передачи движения к штоку поршня от привода, быстросъемным механизмом крепления, и автономной емкостью для рабочей клеевой массы, которые закреплены на корпусе этого устройства и связаны с возможностью взаимодействия.
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в манипуляторах промышленных роботов при выполнении на дистанции работ по дозированной подаче высоковязких (клеевых) составов, преимущественно в труднодоступные места и в места опасные для пребывания человека, например повышенный уровень радиации и/или загазованность воздуха.
Наибольшей эффективности предлагаемое устройство достигает при использовании его при дозированной подаче клеевой рабочей массы для склеивания, например, крошек и пыли бетона в куски или для обволакивания крупных кусков. Такая обработка мелких и крупных фракций при радиационном загрязнении позволяет исключить пыление и дальнейшее загрязнение окружающей среды при проведении работ в загрязненной зоне.
В настоящее время известно большое количество дозирующих устройств для подачи рабочих масс различной консистенции, например для подачи смазки к трущимся поверхностям, применяемые в однолинейных импульсных системах, то есть в системах, где в линии подводящей смазку к дозаторам периодически создаются импульсы давления, используемые для приведения в движение подвижных частей дозатора.
Так например, известно устройство, содержащее корпус внутри которого размещен поршень с приводным штоком и подпружиненный клапан двойного действия, а в стенках корпуса выполнены выходное отверстие и входное, связанные с питающими коммуникациями (см., а/с СССР №499459 кл. F 16 N 27/00, публ. 1976 г. и а/с СССР №690236 кл. F 16 N 27/02, публ. 1979 г.)
Указанные выше дозирующие устройства подают рабочую массу требуемыми порциями, однако их невозможно использовать при выполнении работ на дистанции, так как для этого требуются питающие коммуникации большой протяженности, по которым сложно передавать импульсы давления, необходимые для приведения в движение подвижных частей дозатора и они не имеют механизмов удобных для демонтажа и монтажа на губках захватного механизма манипулятора робота, а главное в них нет удобного механизма передачи усилий движения от губок на приводной шток поршня дозирующего устройства.
По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким является дозирующее устройство импульсного действия, защищенное а/с СССР №690236, кл. F 16 N 27/02, публ. 1979 г. и оно выбрано за прототип.
Задача новой разработки состоит в создании для исполнительного органа манипулятора робота дозирующего устройства для подачи рабочей массы из автономной емкости, управляемого простым и точным механизмом на дистанции в условиях радиации, где нежелательно присутствие человека.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в возможности сопряжения дозирующего устройства с губками захватного механизма манипулятора робота с помощью механизмов управления им и крепления на роботе, при обеспечении достаточной точности их работы и хорошей отмываемости от загрязнений после.
Для достижения указанного выше технического результата дозирующее устройство импульсного действия, внутри корпуса которого размещен поршень с приводным штоком, а в стенках выполнены входное и выходное отверстия, для питающих коммуникаций, выполнено в виде съемного модуля, состоящего из дозатора снабженного механизмом передачи движения к штоку поршня от привода, механизмом его крепления и автономной емкостью для рабочей массы, которые закреплены на корпусе дозатора и связаны с возможностью взаимодействия.
При этом механизм передачи
движения от привода к штоку поршня выполнен в виде коромысла, поворотно закрепленного на корпусе дозатора, одно плечо коромысла кинематически связано с приводным штоком поршня, а на другом - закреплен контактный элемент, причем приводной шток поршня выполнен в виде вилки, поворотно закрепленной на оси, коромысло выполнено в виде рамы одна сторона которой жестко связана с той же осью, а на противоположной ее стороне закреплен контактный элемент в виде вращающегося ролика, при этом механизм крепления дозатора выполнен в виде разъемной струбцины, одна половина которой представляет собой П-образную направляющую, жестко закрепленную на корпусе, а другая - ответную ей скобу с ответным элементом взаимодействия ригельного замка, которая поворотно закреплена на том же корпусе и подпружинена относительно П-образной направляющей.
Механизм передачи движения от привода к штоку поршня, выполненный в виде коромысла рамочного типа поворотно закрепленного на корпусе дозирующего устройства и одним плечом кинематически связанного со штоком поршня в виде вилки, а другим его плечом через контактный элемент в виде вращающегося ролика с приводом, позволяет осуществить простое и точное управление дозатором на дистанции, например с помощью одной из губок захватного механизма манипулятора такого робота без повреждения поверхности.
Автономная емкость позволяет исключить необходимость в питающих коммуникациях большой длины, а также в сложном механизме управления штоком поршня с помощью импульсного давления передаваемого по ним.
Выполнение механизма крепления корпуса дозирующего устройства в виде разъемной струбцины, одна половина которой в виде П-образной направляющей жестко закреплена на корпусе, а другая - ответная ей скоба с ответным элементом взаимодействия ригельного замка поворотно закреплена на том же корпусе и подпружинена к П-образной
направляющей, позволяет легко и быстро монтировать и размонтировать устройство с манипулятора робота.
Признаки указанные выше обеспечили сопряжение описанного выше дозирующего устройства с захватным механизмом манипулятора робота и в совокупности представляют собой простой в изготовлении и эксплуатации, а также легко отмываемый съемный модуль, так необходимый при выполнении работ по дезактивации загрязненных поверхностей в зоне радиации.
Таким образом, признаки, приведенные в формуле полезной модели, являются необходимыми и достаточными для достижения указанного выше технического результата, то есть являются существенными.
Наличие отличительных признаков по отношению к выбранному прототипу свидетельствуют о соответствии заявленного технического решения критерию «новизна» по действующему законодательству.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного результата, поясняются чертежами:
На фиг1 представлен общий вид дозирующего устройства импульсного действия в виде съемного модуля.
На фиг.2 представлен вид сверху.
На фиг.3 представлено сечение дозирующего устройства по А-А фиг.2.
На фиг.4 в увеличенном масштабе представлено сечение корпуса дозатора, внутри которого размещен поршень с приводным штоком, подпружиненный клапан обратного действия и входное и выходное отверстия, связанные с коммуникациями.
Предлагаемое дозирующее устройство в виде съемного модуля для подачи рабочей массы состоит из дозатора 1 (см. фиг.1) внутри корпуса которого размещен поршень 2 (см. фиг.4), в головке которого выполнены отверстия 3, а на конце штока 4 выполнена вилка 5 (см. фиг.2). Кроме того в корпусе размещен подпружиненный пружиной 6 (см. фиг.4) обратный клапан 7, а также выполнены входное отверстие 8, сообщающееся с
питающими коммуникациями 9 (см. фиг.2) и выходное отверстие 10 с обратным клапаном 11 (см. фиг.1) в выходных коммуникациях. На корпусе дозатора также жестко закреплена автономная емкость 12 (фиг.1.2.3) связанная с питающими коммуникациями 9. Кроме того дозирующее устройство снабжено механизмом передачи движения к штоку 4 от приводной губки 13 (см. фиг.1) захватного механизма манипулятора робота (на фиг. не показано), который представляет собой коромысло в виде рамы 14 (см. фиг.3), закрепленной на корпусе 1 с возможностью поворота вокруг оси 15 (см. фиг.3). Одно плечо коромысла 14 (см. фиг.3) через ось 16 связано с вилкой 5 штока 4, а на другом закреплен контактный элемент 17 в виде вращающегося ролика. Для крепления на другой губке 18 (на фиг. не показано) того же захватного механизма манипулятора робота на корпусе 1 дозатора смонтирован механизм крепления в виде разъемной струбцины, П-образная направляющая 19 которой жестко закреплена на корпусе 1, а ответная ей скоба 20 с элементом 21 взаимодействия ригельного замка поворотно закреплена на оси 22 того же корпуса 1 и подпружинена пружиной 23 относительно последнего.
Предложенная полезная модель работает следующим образом:
К дозирующему устройству с клеевой массой в емкости 12, который размещен в ложементе на роботе, по команде подводят губки 13, 18 захватного механизма манипулятора робота и разводят их в горизонтальном направлении, устанавливая губку 18 напротив П-образной направляющей 19 разъемной струбицы, а губку 14 - напротив вращающегося контактного ролика 17. Далее по команде губку 18 подают в разъемную струбцину на корпусе 1 дозирующего устройства (съемного модуля), которая перемещаясь по П-образной направляющей 19 (см. фиг.3) отводит в сторону элемент 21 в виде зуба взаимодействия ригельного замка, закрепленного на ответной скобе 20, поворотно закрепленной на оси 22 и подпружиненной пружиной 23 (см. фиг.1) относительно П-образной направляющей 19. Как только ответный элемент взаимодействия
ригельного замка, например, отверстие, с вращающимся роликом, в губке 19 устанавливается напротив зуба 12, (см. фиг.3) зуб 21 входит в это отверстие до упора в стену П-образной направляющей 19, то есть замок закрылся, а съемный модуль закрепился на губке 18 захватного механизма манипулятора робота. Одновременно с этим другая губка 14 того же механизма вошла в контакт с вращающимся роликом 17.
Робот готов к выполнению работ по дозированной подаче клеевой массы, например для изоляции или локализации поверхностей с радиоактивными загрязнениями, что позволяет исключить дальнейшее загрязнение окружающей среды.
Для подачи одной дозы рабочей клеевой массы подается команда на дальнейшее сведение губок 13, 14 захватного устройства манипулятора робота. При этом губка 13 (см. фиг.3) захватного механизма нажимает на контактный элемент в виде ролика 17 коромысла 14. Коромысло 14 в виде рамы под действием усилия губки 13 поворачивается вокруг своей оси 15 и через вилку 5 передает поступательное движение на шток 4, который в свою очередь давит на поршень 2, находящийся внутри корпуса 1. Поршень 2, передвигаясь внутри корпуса 1, входит в контакт с обратным клапаном 7 подпружиненным пружиной 6 и сокращает объем полости А (см. фиг.4), выдавливая находящуюся там рабочую массу через выходное отверстие 10, обратный клапан 11 (на фиг. не показан) и соединенные с ним коммуникации и сжимая при этом пружину 6. Теперь подается команда на разведение губок 18, 13 захватного механизма манипулятора. Под действием возвратной пружины поршень 2 возвращается в исходное положение, толкая перед собой шток 4 и который через вилку 5, ось 17 поворачивает коромысло 14, удерживая контактный элемент 17 в соприкосновении с губкой 13 манипулятора. При этом в полости А возникает разряжение, так как обратный клапан 11 препятствует всасыванию воздуха в эту полость. Под действием атмосферного давления рабочая масса поступает в полость А через отверстия 3 в
головке поршня 2 из полости Б, которая была заполнена клеевой рабочей массой емкости 12 через коммуникации 9 и входное в корпусе 1 отверстие 8. После заполнения полости А рабочей массой и возвращения всех элементов механизма в исходное положение подается команда на сведение губок 13, 18 манипулятора и происходит выдача второй порции рабочей массы аналогично первому рабочему циклу.
После окончания работ по дозированной подаче клеевой массе на обрабатываемую поверхность подается команда на укладку съемного модуля в соответствующий ложемент на роботе и замена его на другой съемный модуль, если это требуется по программе работ.
В настоящее время изготовлен опытный образец в виде съемного модуля дозирующего устройства импульсного действия, который прошел натурные испытания с подтверждением достигаемого технического результата.
Таким образом, создано дозирующее устройство в виде съемного модуля малогабаритного мобильного робота для осуществления работ по дозированной подаче рабочей массы на загрязненные поверхности, расположенные в затесненных условиях, где присутствие человека невозможно или недопустимо.
Такое решение позволяет исключить необоснованное использование крупногабаритных универсальных роботов при выполнении указанных выше работ, что значительно сокращает материальные затраты.
Кроме того, новое устройство простое в изготовлении, в эксплуатации с помощью робота и легко отмывается от радиоактивных загрязнений.
Из вышеизложенного следует, что заявленная полезная модель направлена на решение поставленной задачи и соответствует требованиям патентоспособности по действующему законодательству.
1. Дозирующее устройство импульсного действия, содержащее корпус внутри которого размещен поршень с приводным штоком, а в стенках выполнены входное и выходное отверстия для питающих коммуникаций, отличающееся тем, что оно выполнено в виде съемного модуля, состоящего из дозатора, снабженного механизмом передачи движения к штоку поршня от привода, механизмом крепления и автономной емкостью для рабочей массы, которые закреплены на корпусе дозатора с возможностью взаимодействия.
2. Дозирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм передачи движения от привода к штоку поршня выполнен в виде коромысла, поворотно закрепленного на корпусе дозатора, одно плечо коромысла кинематически связано с приводным штоком поршня, а на другом закреплен контактный элемент.
3. Дозирующее устройство по п.2, отличающееся тем, что приводной шток поршня выполнен в виде вилки, поворотно закрепленной на оси, коромысло выполнено в виде рамы, одна сторона которой жестко связана с той же осью, а на противоположной ее стороне закреплен контактный элемент в виде вращающегося ролика.
4. Дозирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм крепления выполнен в виде разъемной струбцины, одна половина которой представляет собой П-образную направляющую, жестко закрепленную на корпусе дозатора, а другая - ответную ей скобу с элементом взаимодействия ригельного замка, которая поворотно закреплена на том же корпусе и подпружинена относительно П-образной направляющей.
