Манипулятор модульного типа

":ВЗВОЯ з й, ри: 1 Ий 0 д ИСАНИЕ ОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВ Н АВТОРСК, Ш. Колискор я им. А. А. Блаян и оведе о СССР 1976.МОДУЛЬНОГО , образованныи , изменяющими вумя фланцами которых распотел ьств ,1 1/02, ЯТОР модуль водами акже д ого из ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54) (57) МАНИПУЛТИПА, содержащийшестью тягами с придлины этих тяг а тв трех точках кажд ЯО 117 ложены центры сферических шарниров, связывающих концы тяг фланцами, отличающийся тем, что, с целью упрощения системы управления и повышения быстродействия, в первой точке каждого фланца модуля расположен центр одного шарнира, во второй точке расположены центры двух шарниров, а в третьей - трех шарниров, при этом точка одного фланца, являющаяся центром трех шарниров, связана тягами с тремя точками другого фланца, а точка одного фланца, являющаяся центром двух шарниров, связана тягами с двумя точками другого фланца.Изобретение относится к машиностроению, в частности к робототехнике, и может быть использовано при автоматизации различных работ в труднодоступных местах, характеризующихся узкими, искривленными пространствами, например сварка в салоне автомобиля, загрузка станков, сборка, окраска и т.д.Цель изобретения - упрощение системы управления манипулятора и повышение быстродействия.На фиг. 1 изображен манипулятор, общий вид; на фиг. 2 - кинематическая схема модуля.Манипулятор. (фиг, 1) состоит из соединенных между собой модулей 1 (фиг. 2), каждый из которых обладает шестью степенями подвижности, фланцы 2 и 3 каждого модуля соединены между собой шестью тягами 4, длины которых изменяются с помощью приводов, например силовых цилиндров 5. Поршни 6 цилиндров 5 связаны с фланцем 2 модуля 1 при помощи шарниров 7, а сами цилиндры 5 таким же образом с фланцем 3. Если длины тяг 4 зафиксировать, то число степеней подвижности модуля станет равным О, т.е. система превратится в ферму. Геометрическая интерпретация конструкции состоит в том, что шарниры 7 расположены на фланцах 2 и 3 модулей 1 таким образом, что образуют три не лежащие на одной прямой точки, а оси тяг и стороны треугольников, образованных этими точками, представляют собой пирамиды сАВС, АаЬс и АВЬс. Так как пирамиды являются геометрическими неизменяемыми фигурами, то совокупность длин тяг 4 и их расположение однозначно характеризуют взаимное расположение фланцев 2 и 3, причем ни одна из тяг 4 не может быть изъята без нарушения взаимной привязки фланцев 2 и 3.Механизм работает следующим образом.При помощи силовых цилиндров 5 по программе, поступающей от системы управления (не показаны), изменяется длина тяг 4. При этом изменение длины каждой тяги 4 может производиться по своему закону, т.е. система управления задает законы изменения длин тяг 4= ); Ва = ь; Ез = Вз;4 4(1)1 5 = 51 6 = 6 где 16 - текущие длины тяг 4;1 - время.Таким образом, один модуль 1 имеет 6 степеней подвижности, а пространственный механизм, содержащий и модулей, имеет бп степеней подвижности, Например, механизм, показанный на фиг. 1, состоит из четырех модулей и имеет 24 степени подвижности.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Система управления пространственным механизмом существенно упрощается, если тяги 4 соединяют три расположенные не на одной прямой точки одного фланца 2 с тремя расположенными также не на одной прямой точками другого звена 3, а оси тяг 4 и стороны треугольников, образованных указанными точками, представляют собой пирамиды.Это объясняется тем, что уравнения расчета текущих координат вершин пирамид существенно проще расчетов остальных вариантов конструкции, так как используют ту особенность, что в определенных точках пересекаются по три ребра пирамиды, соответствующих текущим значениям ;. Это приводит к тому, что для определения декартовых координат точек а, Ь, с достаточно решить три системы из трех уравнений.Благодаря этому уменьшается объем памяти системы управления, обрабатывающей информацию в реальном масштабе времени, снижаются требования к ее быстродействию, т.е. система управления упрощается.Еще один путь упрощения системы управления заключается в выполнении тяг 4 с фиксацией в двух крайних положениях. В этом случае система управления формирует сигналы, задающие только одну из двух длин тяги 4 - максимальную или минимальную. Применительно к модулю, показанному на фиг. 2, это означает, что поршень 6 по командам системы управления может занимать либо крайнее верхнее положение, либо - крайнее нижнее положение. При этом фиксация тяги 4 в каждом из этих двух положений осуществляется подачей масла в определенную полость цилиндра 5. Промежуточные положения поршня 6 цилиндра 5 не программируются, а программа задает для цилиндра 5 каждой тяги 4 полость, в которую подается давление.Для удержания механизма в заданном положении при отключении давления масла с целью фиксации тяг 4 в двух крайних положениях могут быть использованы механические фиксаторы (не показаны), например типа пружина - шарик.В рассмотренном случае длина каждой тяги 4 может иметь два значения, а фланец 2 относительно фланца 3 (фиг. 2) может иметь 2 положений в пространстве. При соединении двух модулей 1 выходное звено последнего модуля со схватом имеет 2положений, а при соединении п модулей 26 положений в пространстве. Таким образом, увеличение числа модулей 1, образующих пространственный механизм, увеличивает число возможных положений выходного звена манипулятора со схватом в пространстве.рдей Составитель Е. Ерм Техред И. Верес Тираж 1050осударственного ко м изобретений на, Ж - 35, Раушскатентэ, г. Ужгород,еда ктор С. Патрушева аказ 5 12/16 ВН КИПИ Г по дела 113035, Моска филиал ППП ПлаевКорректор ИПодписноемнтета СССРоткрытийя наб., д. 4/5ул. Проектная