Манипулятор

 

1. МАНИПУЛЯТОР, содержапщй основание, на котором смонтировано плечо, несущее упор, дри этом в плече установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения штанга с роликом на ее конце, механизм перемещения плеча, имеющий вал, двигатель, червячную передачу, имеющую выходной вал и поворотную опору, охват с механизмом его перемещения, выполненным в виде смонтированного на плече подпружиненного двуплечего рычага, на одном конце которого закреплен схват, а на другом - кулачок , взаимодействующий с роликом штанги, отличающийся тем, что, с целью повьшения производительности путем улучшения динамических характеристик и расширения зоны обслуживания, он снабжен кулисой, кривошипно-кулисным механизмом, кривопшпно-шатунным механизмом, двумя зубчато-реечными передачами, зубчатой передачей и цепной передачей , ведзпцая звездочка которой жестко связана с одним концом .выходного вала червячной передачи и имеет поводок , установленный с возможностью взаимодействия с кулисой, а последняя посредством одной зубчато-реечной передачи связана с поворотной опорой , при этом другой конец выходного вала червячной передачи посредством кривошипно-кулисного механизма и другой зубчато-реечной передачи связан с валом механизма перемещения плеча, другой конец которого с помощью зубчатой передачи и кривошипно-щатунного механизма связан со штангой, причем длина прямолинейного участка цепи равна длине окруж§ ности, описываемой кривошипом первого кривошипно-кулисного механизма, (Л а длина всей цепи в три раза больше длины окружности. 2. Манипулятор по п.1, о т л и чающийс-я тем, что передаточное отношение зубчатой передачи определяется выражением 180 Г) 1 7 1 4 О5 где oi - угол поворота вала механизма , перемещения плеча, град. , СО 3. Манипулятор по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что он снабжен .системой датчиков, включающих неподвижные и подвижную части, при этом неподвижные части установлены на основании, а подвижная - на одном из звеньев цепи цепной передачи.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1194673 (д1) g В 25 J 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Lg с

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

180 а где — угол поворота вала механизма

1 перемещения плеча, град., 3. Манипулятор по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что он снабжен системой датчиков, включающих неподвижные и подвижную части, при этом неподвижные части установлены на основании, а подвижная — на одном из звеньев цепи цепной передачи.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3739275/25-08 (22) 10.05.84 (46) 30. 11. 85. Бюл. Н - 44 (72) Б. Г. Аветиков, В. В. Баскарев, P.Ì. Грузинцев, Э. Г. Данилов, А. Н. Журавлев, В.Д.Левин и С.М.Щербаков .(53) 62-229.72 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 655522, кл. В 25 Л 13/00, 1977.

:(54)(57) 1 ° МАНИПУЛЯТОР, содержащий основание, на котором смонтировано плечо, несущее упор, при этом в плече установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения штанга с роликом на ее конце, механизм перемещения плеча, имеющий вал, двигатель, червячную передачу, имеющую выходной вал и поворотную опору, схват с механизмом его перемещения, выполненным в виде смонтированного на плече подпружиненного двуплечего рычага, на одном конце которого закреплен схват, а на другом — кулачок, взаимодействующий с роликом штанги, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности путем улучшения динамических характеристик и расширения зоны обслуживания, он снабжен кулисой, кривошипно-кулисным механизмом, кривошипно-шатунным механизмом, двумя зубчато-реечными передачами, зубчатой передачей и цепной передачей, ведущая звездочка которой жестко связана с одним концом выходного вала червячной передачи и имеет поводок, установленный с возможностью взаимодействия с кулисой, а последняя посредством одной зубчато-реечной передачи связана с поворотной опорой, при этом другой конец выходного вала червячной передачи посредством кривошипно-кулисного механизма и другой зубчато-реечной передачи связан с валом механизма перемещения плеча, другой конец которого с помощью зубчатой передачи и кривошипно-шатунного механизма связан со штангой, причем длина прямолинейного участка цепи равна длине окружности, описываемой кривошипом первого кривошипно-кулисного механизма, а длина всей цепи в три раза больше длины окружности.

2. Манипулятор по п.1, о т л и— ч а ю щ и и с-я тем, что передаточное отношение зубчатой передачи определяется выражением

Изобретение относится к технологическому оборудованию для перемещения иэделий из ОднОЙ тОчки В другую и может быть использовано в майиностроении и других областях техники.

Цель изобретения — повышение производительности за счет улучшения динамических характеристик и расширения зоны обслуживания.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема манипулятора, на фиг. 2. — схема взаимного расположения системы датчиков и цепной передачи.

Манипулятор содержит основание 1, на котором смонтировано плечо 2, в котором установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения штанга 3 с роликом 4 на ее конце, при этом на конце плеча 2 установлен упор 5, схват 6 с механизмом его перемещения, механизм перемещения плеча, включающий кинематически связанную псворотную опору 7, вал

8, червячную передачу 9 с двигателем

10. Механизм 2 выдвижения плеча состоит иэ кривошипно-кулисного механизма, имеющего кривошип 11, выполненный с поводком 12, установленный на одном конце выходного вала червячной передачи 9 и связанный с кулисой 13, а также зубчато-реечной передачи, рейка 14 которой связана с кулисой 13, а зубчатое колесо

15 закреплено на одном конце вала 8.

Механизм поворота плеча состоит из цепной передачи 16, ведущая звездочка которой жестко связана с другим концом выходного вала червячной передачи 9, и имеет поводок 17, установленный с возможностью взаимодействия с кулисой 18, и зубчатореечной передачи, рейка 19 которой связана с кулисой 18, а ось зубчатого колеса 20 закреплена на поворотной опоре 7.

На другом конце вала 8 установлена зубчатая передача 2 1, ведущее колесо которой жестко закреплено на конце нала 8, а ведомое колесо этой передачи посредством кривошипно-шатунного механизма связано со штангой 3.

На ведомом колесе зубчатой -передачи

21 закреплен кривошип 22 кривошипношатунного механизма, соединенный через шатун 23 со штангой 3 плеча 2

При этом ось ведомой шестерни зубчатой передачи 2 1 закреплена на поворотной опоре 7, причем передаточ94673 2 ное отношение i зубчатой передачи

21 находится в зависимости от угла поворота вала 8 и определяется следующим выражением

S 180

d

1 где с — угол поворота вала 8 в градусах.

Длина прямолинейного участка цепи цепной передачи 16 равна длине окружности, описываемой кривошипом

11, а длина всей цепи — в три раза больше ее..

Механизм перемещения схвата 6 выполнен в виде смонтированного на прикрепленной к плечу 2 опоре 24 двуплечего подпружиненного рычага

25, на одном конце которого закреплен схват 6, а на другом — кулачок

26, взаимодействующий с роликом 4 штанги 3.

Система датчиков включает неподвижные части 27, закрепленные после75 довательно на основании 1, с возмож ностью настройки на любую точку позиционирования в пределах заранее выбранных зон положения плеча 2 манипулятора, и подвижную часть 28, установленную на одном из звеньев цепи 29 цепной передачи 16 и взаимодействующую с последовательно расположенными неподвижными частями 27.

Манипулятор работает следующим образом.

35 От двигателя 10 через червячну передачу 9 вращение посредством выходного вала одновременно передается на кривошип 11 и ведущую звездочку цепной передачи 16. Поводок 17 двигается из точки а по траектории а-Ь, а поводок 12 — из точки а по траектории а-Ь, при этом кулисы соответстI венно 18 и 13 с рейками 19 и 14 будут перемещаться в одном направ45 лении и, благодаря одинаковым передаточным отношениям реечных передач, с одинаковыми скоростями по синусоидальному закону (т.е. относительная скорость между поворотной опорой

7 и валом 8 равна нулю). При этом

E происходит независимый поворот плеча 2 против часовой стрелки. При выходе поводк6в 17 и 12 соответственно в точки Ь и Ь кулисы 18 и 13 останавливаются. При дальнейшем перемещении поводка 1, по прямолинейному участку в цепйой передаче 16 происходит выстой кулисы 18, а следона3 11 тельно, и поворотной опоры 7, в то время, как поводок 12 кривошипа 11, продолжая движение по траектории

Ь - or,âoçâðàùàåò кулису 13 в исходное положение, вал 8 через реечную передачу, поворачиваясь на опреде-ленный угол с помощью зубчатой передачи 21, поворачивает кривошип 22 на угол 180 . При этом шатун 23 кривошипа 22 через штангу 3 перемещает плечо 2 (т.е. происходит независимое вьдвижение плеча 2). После останов ки плеча 2 до упора 5 и при продолжении вращения главного вала 8 происходит поступательное движение штанги 3 относительно плеча 2. При вьдвижении штанги 3 несущий ролик

4 производит поворот кулачка 26 и, следовательно, схвата б на заданный угол, определяемый как профилем кулачка 26, так и установкой упоpR 5 °

Затем, когда поводок 12, продолжаЯ ДВИЖЕНИЕ ПО тРаЕКтОРИИ cl - Ь, вновь перемещает кулису 13 в крайнее положение, а поводок 17 продолжает движение по прямолинейному участку

cd цепной передачи 16, вал 8 совершает реверсивное вращение — плечо 2

/ возвращается в исходное положение . (т.е. независимое втягивание пле ча 2). Затем поводок 17 выходит на криволинейный участок цепи, а поводок 12 — на участок 6 a . Кулисы 13 и 18 снова двигаются вместе в одном направлении с одинаковыми скоростями (т.е. относительная скорость между поворотной опорой 7 и валом 8 равна нулю). При этом происходит независимый поворот плеча 2, но s обратную сторону — -по часовой стрелке.

При выходе поводков 17 и 12 соответственно в точки е и a кулисы

13 и !8 снова останавливаются. При дальнейшем перемещении поводков 17

94673 по прямолинейному участку ef-Ãà цепной передачи 16 происходит выстой кулисы 18 (аналогично тому, как на участке bc- с4), в то время, как поводок 12 перемещается по траектории a - Ь и 5 - a . При этом плечо 2 снова совершает независимое вьдвижение и втягивание.

Благодаря передаточному отношению зубчатой передачи кратному углу поворота вала 8 кривошип 22 всегда о поворачивается на угол 180, что улучшает динамические характеристики возвратно-поступательного перемещения плеча 2, так как обеспечивается симметричный синусоидальный закон его движения.

Неподвижные части 27 системы датчиков вьдают электрические сигналы в систему управления манипулятором (не показана) при их взаимодействии с подвижной частью 28 системы датчиков, расположенной на одном из звеньев цепи цепной передачи 1б.

Благодаря возможности настройки . неподвижных частей 27 системы датчи.ков на любую точку позиционирования в пределах зоны между двумя соседни30 ми неподвижными частями 27 системы датчиков, точка настройки которых соответствует вполне определенному положению плеча 2, а следовательно, и пространственному положению схвата манипулятора, может быть осуществлено позиционирование плеча и схвата манипулятора в необходимых по ходу технологического процесса положениях. Кроме того, в точках срабатывания системы датчиков могут быть сигналы на включение либо выключение схвата технологического оборудования, например пресса, а также может осуществляться контроль правильности прохождения технологичес45 кого процесса.

1194673

ВНИИПИ Заказ 7361/19

Тираж 1049 Подписное иП г. Ужгород, ул. Проектная, 4