SU1268398A1 - Исполнительный орган манипул тора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области робототехники , преимущественно к системам позиционировани  исполнительного органа манипул тора. Целью изобретени   вл етс  повышение точности позиционировани  схвата манипул тора. По команде из системы управлени  бесштокова  полость цилиндра 1 сообщаетс  с источником высокого давлени  и щток 2 движетс  слева направо. Дл  остановки его в заданной точке отключаетс  бесщтокова  полость цилиндра I и подаетс  питание на катущки электромагнитов фиксаторов 15, 22 и 23. При этом направл ющий элемент 4 фиксируетс  относительно корпуса цилиндра I, а кольца 9 и 12 расфиксируютс  относительно штока 2. В процессе инерционного перемещени  штока 2 происходит поворот зубчатого колеса 5, зацепленного с рейкой, жестко св занной с штоком. Колесо 5 без линейного перемещени  перемещает рейку 6 в направлении, противоположном инерционному движению штока 2, совместно с рейкой движетс  кольцо 12 и схват, жестко св занный с этим кольцом, компенсиру  инерционное смещение штока 2. а S 4 ил. tsd Од 00 со ;о 00

Description

Изобретение относится к области робототехники, преимущественно к системам позиционирования исполнительного органа манипуляторов.

Целью изобретения является повышение точности позиционирования схвата за счет исключения влияния инерционности подвижных элементов привода.

На фиг. 1 схематично изображен исполнительный орган манипулятора, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — вид В на фиг. 1.

Исполнительный орган содержит силовой цилиндр 1 со штоком 2. В корпусе цилиндра выполнено сквозное отверстие 3, где размещен направляющий элемент 4, на котором закреплено с возможностью вращения зубчатое колесо 5, зацепленное с зубчатой рейкой, которая закреплена на штоке 2 (не показана), и с зубчатой рейкой 6, смонтированной на направляющей 7. Рейка 6 посредством скобы 8 жестко связана с кольцом 9, установленным на штоке 2 с возможностью возвратно-поступательного перемещения. На кольце 9 жестко закреплен фланец 10, к которому крепится, например, схват 11.K направляющему элементу 4 жестко прикреплено кольцо 12, установленное на штоке 2 с возможностью продольного перемещения. В местах установки колец 9 и 12 на штоке выполнены кольцевые проточки 13 и 14. Ширина колец превышает ширину канавок. Направляющий элемент 4 взаимодействует также с фиксатором 15 электромеханического типа, жестко закрепленным на цилиндре 1.

Фиксатор 15 содержит расположенные коаксиально направляющему элементу 4 цангу 16, связанную с корпусом катушки 17, выполняющей роль статора, подвижный в осевом направлении якорь 18, катушку 19 электромагнита. Между цангой 16 и якорем 18 установлена пружина 20. Кроме того, якорь 18 своей наружной цилиндрической поверхностью базируется в стакане 21. Внутренняя поверхность цанги 16 выполнена с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью направляющего элемента 4. На кольцах 9 и 12 закреплены фиксаторы 22 и 23. Они состоят из корпуса 24 катушки 25 электромагнита, стакана 26, внутри которого смонтированы якорь 27, статор 28 и опора 29 механизма возврата якоря 27. Механизм возврата, помимо опоры 29, жестко связанной с корпусом 24, содержит толкатель 30, установленный соосно фиксатору 22 или 23, один конец которого опирается на якорь 27, а второй — на пружину 31. Свободный конец пружины 31 воздействует на регулировочный винт 32, установленный в опоре 29. К якорю 27 посредством штифта 33 прикреплен палец 34, выполненный с возможностью взаимодействия с проточкой 13 или 14. Фикса торы 22 и 23 соответственно связаны с кольцами 9 и 12 посредством винтов 35.

Исполнительный орган работает следующим образом.

В исходном перед началом цикла состоянии катушка 19 цангового фиксатора 15, а также катушки 25 фиксаторов 22 и 23 обесточены. Направляющий элемент 4 расфиксирован и может свободно перемещаться в отверстии 3 корпуса цилиндра 1. Якорь 27 пружиной 31 отжат от статора 28, в результате чего палец 34 каждого из фиксаторов 22 и 23 западает в кольцевые проточки 13 и 14 штока 2. При этом направляющий элемент 4, фланец 10 и рейка 6 жестко связаны со штоком 2.

По команде из системы управления (не показана) бесштоковая полость цилиндра 1 соединяется с источником высокого давления. Шток 2 движется слева направо. При необходимости его останова в любой точке отключается подача энергии в бесштоковую полость и подается питание на катушки 19 и 25 электромагнитов фиксаторов 15, 22 и 23. У фиксатора 15 якорь 18 под действием электромагнитных сил движется на цангу 16, сжимая пружину 20, вдоль стакана 21. При воздействии внутреннего корпуса якоря 18 на наружный конус цанги 16 лепестки последней обжимают наружную поверхность направляющего элемента 4 и затормаживают ее. Одновременно с этим якорь 27, сжимая пружину 31, притягивается к статору 28, а палец 34 выходит из зоны взаимодействия с проточками 13 и 14. В этом случае обеспечивается свобода перемещения кольцам 9 и 12 в осевом относительно штока 2 направлении.

В процессе продолжающегося инерционного перемещения штока 2 происходит проворот зубчатого колеса 5, зацепленного с рейкой, закрепленной на штоке. При этом колесо 5 не имеет линейного смещения. Вращение с колеса 5 передается на рейку 6 и последняя линейно перемещается в направлении, противоположном инерционному движению штока 2, компенсируя это движение. Совместно с рейкой 6 относительно штока 2 движется кольцо 9 с фланцем 10 из-за наличия связи между ними, выполненной в виде скобы 8. Таким образом, инерционные свойства штока 2 не сказываются на точность позиционирования схвата манипулятора.

При возвратном ходе вновь выполняются все подготовительные операции, и при разгоне штока 2 ведомые массы смещаются вдоль него и пальцы 34 западают в проточки 13 и 14.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к области робототехники , преимущественно к системам позиционировани  исполнительного органа манипул торов. Целью изобретени   вл етс  повышение точности позиционировани  схвата за счет исключени  вли ни  инерционности подвижных элементов привода. На фиг. 1 схематично изображен исполнительный орган манипул тора, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вид В на фиг. 1. Исполнительный орган содержит силовой цилиндр 1 со штоком 2. В корпусе цилиндра выполнено сквозное отверстие 3, где размещен направл ющий элемент 4, на котором закреплено с возможностью вращени  зубчатое колесо 5, зацепленное с зубчатой рейкой , котора  закреплена на штоке 2 (не показана), и с зубчатой рейкой 6, смонтированной на направл ющей 7. Рейка 6 посредством скобы 8 жестко св зана с кольцом 9, установленным на щтоке 2 с возможностью возвратно-поступательного перемещени . На кольце 9 жестко закреплен фланец 10, к которому крепитс , например, схват 11. К направл ющему элементу 4 жестко прикреплено кольцо 12, установленное на щтоке 2 с возможностью продольного перемещени . В местах установки колец 9 и 12 на щтоке выполнены кольцевые проточки 13 и 14. Ширина колец превыщает щирину канавок. Направл ющий элемент 4 взаимодействует также с фиксатором 15 электромеханического типа, жестко закрепленным на цилиндре 1. Фиксатор 15 содержит расположенные коаксиально направл ющему элементу 4 цангу 16, св занную с корпусом катушки 17, выполн ющей роль статора, подвижный в осевом направлении  корь 18, катушку 19 электромагнита. Между цангой 16 и  корем 18 установлена пружина 20. Кроме того,  корь 18 своей наружной цилиндрической поверхностью базируетс  в стакане 21. Внутренн   поверхность цанги 16 выполнена с возможностью взаимодействи  с наружной поверхностью направл ющего элемента 4. На кольцах 9 и 12 закреплены фиксаторы 22 и 23. Они состо т из корпуса 24 катушки 25 электромагнита, стакана 26, внутри которого смонтированы  корь 27, статор 28 и опора 29 механизма возврата  кор  27. Механизм возврата, помимо опоры 29, жестко св занной с корпусом 24, содержит толкатель 30, установленный соосно фиксатору 22 или 23, один конец которого опираетс  на  корь 27, а второй - на пружину 31. Свободный конец пружины 31 воздействует на регулировочный винт 32, установленный в опоре 29. К  корю 27 посредством штифта 33 прикреплен палец 34, выполненный с возможностью взаимодействи  с проточкой 13 или 14. Фиксаторы 22 и 23 соответственно св заны с кольцами 9 и 12 посредством винтов 35. Исполнительный орган работает следующим образом. В исходном перед началом цикла состо нии катущка 19 цангового фиксатора 15, а также катущки 25 фиксаторов 22 и 23 обесточены. Направл ющий элемент 4 расфиксирован и может свободно перемещатьс  в отверстии 3 корпуса цилиндра 1. Якорь 27 пружиной 31 отжат от статора 28, в результате чего палец 34 каждого из фиксаторов 22 и 23 западает в кольцевые проточки 13 и 14 штока 2. При этом направл ющий элемент 4, фланец 10 и рейка 6 жестко св заны со штоком
2. 2. По команде из системы управлени  (не показана) бесштокова  полость цилиндра 1 соедин етс  с источником высокого давлени . Шток 2 движетс  слева направо. При необходимости его останова в любой точке отключаетс  подача энергии в бесштоковую полость и подаетс  питание на капушки 19 и 25 электромагнитов фиксаторов 15, 22 и 23. У фиксатора 15  корь 18 под действием электромагнитных сил движетс  на цангу 16, сжима  пружину 20, вдоль стакана 21. При воздействии внутреннего корпуса  кор  18 на наружный конус цанги 16 лепестки последней обжимают наружную поверхность направл ющего элемента 4 и затормаживают ее. Одновременно с этим  корь 27, сжима  пружину 31, прит гиваетс  к статору 28, а палец 34 выходит из зоны взаимодействи  с проточками 13 и 14. В этом случае обеспечиваетс  свобода перемещени  кольцам 9 и 12 в осевом относительно штока 2 направлении . В процессе продолжающегос  инерционного перемещени  щтока 2 происходит проворот зубчатого колеса 5, зацепленного с рейкой, закрепленной на штоке. При этом колесо 5 не имеет линейного смещени . Вращение с колеса 5 передаетс  на рейку 6 и последн   линейно перемещаетс  в направлении , противоположном инерционному движению штока 2, компенсиру  это движение . Совместно с рейкой 6 относительно щтока 2 движетс  кольцо 9 с фланцем 10 из-за наличи  св зи между ними, выполненной в виде скобы 8. Таким образом, инерционные свойства щтока 2 не сказываютс  на точность позиционировани  схвата манипул тора . При возвратном ходе вновь выполн ютс  все подготовительные операции, и при разгоне штока 2 ведомые массы смещаютс  вдоль него и пальцы 34 западают в проточки 13 и 14. Формула изобретени  Исполнительный орган манипул тора, содержащий силовой цилиндр, шток которого св зан со схватом, и фиксатор положени  схвата, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности позиционировани  схвата , он снабжен направл ющим элементом, расположенным в корпусе цилиндра параллельно его оси, зубчатым колесом, установленным на одном конце направл ющего элемента , двум  зубчатыми рейками, наход щимис  в зацеплении с зубчатым колесом и расположенными по обе стороны от него, а также двум  кольцами, имеющими фиксаторы положений реек и установленными на щтоке с возможностью продольного перемещени , одно из которых жестко св зано со схватом и с одной из зубчатых реек, а другое - с направл ющим элементом, при этом друга  зубчата  рейка выполнена совместно с щтоком, а фиксатор положени  схвата установлен на корпусе цилиндра с возможностью взаимодействи  с направл ющим элементом.

   (Риг.2

   -Б

   29

   28

   fPu.2.5

   В Lid В

   1fpLLZA