Манипулятор

 

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для автоматизации технологических процессов снятия, переноса и установки деталей на станки для дальнейшей их обработки. Цель изобретения состоит в снижении динамических нагрузок путем уменьшения массы подвижных частей конструкции. Манипулятор содержит вторую зубчатую рейку 20, жестко закрепленную на приводной стойке 4. Блок зубчатых колес 18 и 19 шарнирно установлен на штоке силового цилиндра 5 вертикального перемеш,ения руки. Движение кулисы 15 через первую дополнительную рейку 16 передается зубчатому колесу 18. Зубчатое колесо 19, поворачиваясь на тот же угол и взаимодействуя с второй дополнительной рейкой 20, поднимает шарнирный параллелограммный механизм на нужную высоту. 2 ил. (риг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1269994 (S1> 4 В 25 J 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3847691/25-08 (22) 23.01.85 (46) 15.11.86. Бюл. № 42 (71) Запорожский автомобильный завод

«Коммунар» (72) А. П. Снисарь и А. В. Мельник (53) 62-229.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1186464, кл. В 25 J 9/00, 1983. (54) МАНИПУЛЯТОР (57) Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для автоматизации технологических процессов снятия, переноса и установки деталей на станки для дальнейшей их обработки. Цель изобретения состоит в снижении динамических нагрузок путем уменьшения массы подвижных частей конструкции. Манипулятор содержит вторую зубчатую рейку 20, жестко закрепленную на приводной стойке 4. Блок зубчатых колес

18 и 19 шарнирно установлен на штоке силового цилиндра 5 вертикального перемещения руки. Движение кулисы 15 через первую дополнительную рейку 16 передается зубчатому колесу 18. Зубчатое колесо 19, поворачиваясь на тот же угол и взаимодействуя с второй дополнительной рейкой 20, поднимает шарнирный параллелограммный механизм на нужную высоту. 2 ил.

1269994

1 19

Г18

Зо

55

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к робототехнике, и предназначено для автоматизации технологических процессов снятия, переноса и установки деталей на станки для дальнейшей их обработки.

Цель изобретения — снижение динамических нагрузок путем уменьшения масс подвижных частей конструкции.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема манипулятора; на фиг. 2 — его расчетная схема.

Манипулятор содержит силовой цилиндр 1 плоскопараллельного перемещения руки 2, являющейся звеном шарнирного параллелограммного механизма, зубчато-реечную передачу, рейка 3 которой жестко связана со штоком силового цилиндра 1 плоскопараллельного перемещения руки, установленного на приводной стойке 4. Последняя смонтирована на штоке силового цилиндра

5 вертикального перемещения руки. Приводная стойка 4 жестко связана с несущим звеном 6 параллелограммного механизма. Зубчатое колесо 7 приводной зубчато-реечной передачи установлено на оси одного из шарнирнов несущего звена 6 параллелограммного механизма.

Манипулятор содержит цепную передачу, звездочки которой установлены на осях шарниров несущего звена 6, при этом одна звездочка 8 жестко соединена с зубчатым колесом 7 приводной зубчато-реечной передачи, а другая звездочка 9 жестко связана с кривошипом 10 кулисного механизма. Между собой звездочки 8 и 9 соединены цепью 11.

Звено 12 параллелограммного механизма неподвижно соединено с зубчатым колесом 7 приводной зубчато-реечной передачи, а звено 13 параллелограммного механизма —— со звездочкой 9 цепной передачи. Ползун

14 установлен в прямолинейной кулисе 15, причем кривошип 10 смонтирован в ползуне с регулируемым радиусом. Манипулятор имеет дополнительную зубчато-реечную передачу, первая дополнительная рейка 16 которой жестко связана с одной стороны с кулисой 15, а с другой — со штоком дополнительного силового цилиндра 17 (уравновешивающего механизма), Корпус дополнительного силового цилиндра 17 неподвижно соединен с приводной стойкой 4.

Дополнительная зубчато-реечная передача имеет блок зубчатых колес, шарнирно установленный на штоке силового цилиндра

5 вертикального перемещения руки.

Кулиса 15 посредством рейки 16 соединена с зубчатым колесом 18 блока колес, а зубчатое колесо 19 этого блока находится в зацеплении с второй дополнительной рейкой 20, неподвижно соединенной с приводной стойкой 4.

Манипулятор работает следующим образом.

В исходном положении по команде из системы управления (не показана) рабочая среда, например сжатый воздух, подается в поршневую полость силового цилиндра

1 плоскопараллельного движения руки 2, а его шток, жестко связанный с рейкой 3, поворачивает зубчатое колесо 7 на определенный угол 1. На этот же угол поворачиваются звенья 12 и 13 napaллелограммного механизма, звездочки 8 и 9 и кривошип 10 кулисного механизма, при этом наличие цепной передачи предотвращает снижение точности позиционирования в «мертвой точке». Рука 2 совершает плоскопараллельное движение, величина вертикальной составляющей определяется по формуле

Н= R(1 — сокр), где R — длина звена 13 параллелограммного механиза.

При повороте кривошипа 10 на угол q> кулиса !5 совершает подъем на высоту h=

=г(1 — сояр), где r — длина кривошипа 10.

Движение кулисы 15 через первую дополнительную рейку 16 передается зубчатому колесу 18, шарнирно закрепленному на штоке 5 цилиндра вертикального перемещения.

Второе колесо блока колес 19, поворачиваясь на тот же угол и взаимодействуя с дополнительной рейкой 20, поднимает шарнирный napaëëåëoãðàììíûé механизм на высоту где гi8 и г1 — радиусы соответствующих колес.

Но подъем параллелограммного механизма на Н1 вызовет дополнительное перемещение кулисы, которая в свою очередь вновь через блок зубчатых колес 19 и 18, шарнирно установленных на штоке, передает перемещение на приводную стойку 4. Гlри этом шарнирный параллелограмм поднимается на высоту

Суммарное поступательное перемещение приводной стойки 4 вместе с шарнирным параллелограммным механизмом и кулисой при первоначальном повороте зубчатого колеса 7 на угол 11, складываясь из и таких перемещений, представляет собой выражение: и — 1Х (19)"

Для обеспечения технологических операций в труднодоступных узких зонах и рука

2, и деталь, установленная в захватах руки, совершают строго прямолинейное поступательное перемещение, что достигается равенством вертикальной составляющей плоскопараллельного движения руки и суммарного

1269994

3 поступательного перемещения приводной стойки 4, т.е.

Формула изобретения щим образом: ггв

Н» г

1 г|9

118 или — ——

Г19

Гiв R+4

Рие 2

Составитель И. Ьакулини

Техред И. Верее Корректор Т. Коле

Тираж 1031 I1ол",исног

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открнтий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская. нао., д 4 5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Реда к тор М. Келем еш

Заказ 6082/12

Н= Н или Н Q(")"

T is

Подставляя значения Н и h, получаем следующее выражение:

К (1 — созгр) = г (1 — соО) Х (— „ )" или

= (— ")"4 1 ris

Правая часть выражения представляет собой убывающую геометрическую прогрессию, первый член и знаменатель которой равны —, а сумма определяется следуюГ19

Г18

Рука 2, совершая строго прямолинейнопоступательное движение, доставляет деталь в необходимую технологическую зону. Для досылки детали непосредственно в установочное место технологического оборудования или извлечения ее из этого установочного места необходимо осуществить определенное дополнительное перемещение, для чего предназначен силовой цилиндр 5. Последний срабатывает после поступления команды из системы управления (не показана) и поднимает манипулятор на эту дополнительную высоту.

Таким образом, для обеспечения прямолинейного перемещения руки необходимо выполнение указанного соотношения размеров зубчатых колес блока, Это соотношение близко к единице, что приводит к значительному уменьшению габаритов и металлоемкости дополнительной зубчато-реечной передачи и всего манипулятора в целом.

Манипулятор, содержащий руку, являющуюся звеном шарнирного параллелограммного механизма, кинематически связанного с кулисным механизмом, силовые цилиндры плоскопараллельного и вертикального перемещения руки, приводную стойку, установленную на штоке силового цилиндра вертикального перемещения руки и жестко связанную с несущим звеном параллелограммного механизма, приводную зубчато-реечную передачу, рейка которой жестко связана со штоком силового цилиндра плоскопараллельного перемещения руки, установленного на приводной стойке, а зубчатое колесо приводной зубчато-реечной передачи установлено на оси одного из шарниров несущего звена параллелограммного механизма, цепную передачу, звездочки которой установлены на осях шарниров несущего звена, при этом одна из звездочек жестко связана с зубчатым колесом приводной зубчато-реечной передачи, а другая звездочка — с кривошипом кулисного механизма, причем два других параллельных звена параллелограммного механизма связаны соответственно с зубчатым колесом приводной зубчато-реечной передачи и со звездочкой цепной передачи, также жестко связанной с кривошипом кулисного механизма, кроме того, он снабжен дополнительной зубчато-реечной передачей, включающей блок зубчатых колес, дополнительную зубчатую рейку, выполненную на штоке дополнительного силового цилиндра, установленного на приводной стойке, при этом его шток жестко связан с кулисой и размещен в направляющей, закрепленной на приводной стойке, отличаюи ийся тем, что, с целью снижения динамических нагрузок, он дополнительно снабжен второй зубчатой рейкой, жестко установленной на приводной стойке, а блок зубчатых колес шарнирно закреплен на штоке силового цилиндра вертикального перемещения, при этом обе дополнительные зубчатые рейки кинематически связаны посредством блока зубчатых колес.