Манипулятор с программным управлением

(щ 733975 Совз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл. В 25 г 9/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Государственный научно-исследовательский институт машиноведения им. акад. А.А. Благонравова(54) МАНИПУЛЯТОР С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ Изобретение относится к области машиностроения. и предназначено для механизации и автоматизации основных и вспомогательных операций в промышленности.Известен манипулятор с программным управлением, в котором содержатся шарнирно соединенные, звенья, привод каждого из которых образован моментным двигателем и тормозной муфтой, а управление осуществляется от программного устройства ло схеме следящего привода 11.Недостатком указанного манипулятора является значительная мощность двигателей при малой скорости перемещения звеньев.Наиболее близким решением иэ известных к предлагаемому является ма.- нипулятор с програюеным управлением, содержащий смонтированные на основании шарнирно соединенные звенья и кинематические цепи для осуществления относительных перемещений звеньев от двигателей 21.Недостаток укаэанного манипулятора заключается в том, что он не обладает достаточно высокими эксплуатационными качествами вследствие того, что инерционные свойства двигателя, а вернее, соотношение междумоментом инерции ротора двигателяи развиваемым им моментом, даже прииспользовании высокомоментных и малоинерционных. двигателей, не позволяют получить скорости перемещенийзвеньев, соизмеримые со скоростями,достигаемыми при использованиипневмо- и гидродвигателей и позиционной системы управления. Увеличение же мощности двигателей;зачастуюне приводит к положительному эффекту(к повышению быстродействия системы)в связи с еще более быстрым ростомотношения момента инерции роторадвигателя к развиваемому им моменту,Кроме того, вся накопленная механизмом на такте перемещений энергиягасится на тормозах, упорах и т.д.вызывая повышенные порой ударныенагрузки в конструкции, снижает долговечность системы.Целью изобретения является повышение эксплуатационных качеств путем увеличения скорости перемещениязвеньев, уменьшения мощности двигателей и увеличения долговечностиконструкции,Цель достигается тем, что в кинематических цепях привода перемещениязвеньев введены аккумуляторы механической энергии и управляемые муфты,каждая из которых установлена междуприводом звена и соответствующимаккумулятором, а также тем, что между5приводом звена и соответствующимаккумулятором установлен механизмреверса, связанный с управляемоймуфтой,На фиг, 1 изображена кинематическая схема предлагаемого манипулятора;на фиг, 2 - вариант выполненияаккумулятора и программно-управляемоймуфты.Манипулятор с программным управлением состоит из последовательноустановленных на основании 1 и шарнирно соединенных между собой звеньев2-8. Звено 2 посредством шарниракрепится на основании 1. Там же . 20установлены компенсирующий механизм,образованный рядом дифференциалов9-14 и индивидуальные дьигатели 1521, связанные со звеньями руки кинематическими цепями, выполненными, 25например, на конических передачах.Кроме того, на основании 1 установлены аккумулятОры механической энергии 22-28, выполненные, например,в виде пружины кручения, выходныезвенья аккумуляторов 29-35, Механизмы реверса 36-42 установлены междувыходными звеньями аккумуляторов икинематическими цепями приводов, вданном случае валами 43-49 двигателей 15-21. Программно-управляемыемуфты 50-56 также установлены междувыходными звеньями аккумуляторов икинематическими цепями приводов.В варианте подключения выходныхзвеньев аккумулятора к кинематичес Оким цепям привода, не содержащим механизма реверса (см.фиг.2), аккумулятор выполнен в виде пружины кручения. Аккумуляторами механическойэнергии могут быть оснащены приводыне всех звеньев, а только наиболеенагруженных, т.е. наиболее инерционных.Манипулятор с программным управлением работает следующим образом,В исходном положении (перед началом работы) аккумуляторы заряжены,т.е. пружины сжаты,их состояния зафиксированы, например, с помощьюспециальных тормозных устройств (начертежах не обозначено) . При поступ 55ленин команды на отработку задаваемых перемещений включаются в требуемом направлении двигатели 15-21, ик валам 43-49 подключаются выходныезвенья аккумуляторов 29-35 с помощью 60программно-управляемых муфт 50-56 так,что направление моментов от, аккумуляторов 22-28 совпадает с направлениемвращения валов 43-49 и с моментамидвигателей 15-21. При этом происходит Я интенсивный разгон системы, переход потенциальной энергии пропущенных аккумуляторов в кинематическую энергию звеньев, При отработке некоторой части требуемых перемещений программно-управляемые муфты по сигналам от системы управления переключают направление моментов от аккумуляторов, например, с помощью механизма реверса на обратное. При этом на второй части такта движения моменты от аккумуляторов не совпадают с направлениями скоростей валов 43-49 и с моментами двигателей 15-21. Происходит торможение системы, сопровождаемое зарядкой аккумуляторов 22-28 и обратным переходом кинематической энергии системы в потенциальную энергию пружин, Энергия двигателей 15-21 расходуется при этом на преодоление оси трения и на подзарядку аккумуляторов. В конце каждого такта состояние пружинных аккумуляторов опять фиксируется тормозными устрой ст вами.В варианте (см. фиг.2) для реверснрования момента аккумулятора используются собственные свойства коле бательной системыпружинный аккумулятор в . выходное звено аккумулятора. Собственная частота этой системы значительно выше частоты системы аккумулятор - манипулятор. Поэтому при отключении ведомого звена аккумулятора 29 от вала 43 двигателя 15 и при последующем его включении через половину периода собственных колебаний системы аккумулятор - выходное звено аккумулятора пружинный аккумулятор перейдет из фазы растяжения в фазу сжатия с незначительной потерей потенциала из-за неточности включения и наличия явления затухания в системе. Эти потери компенсируются энергией, поступающей в системуаккумулятор-манипуляторна интервале движения от двигателя этой системы.Формула изобретения1. Манипулятор с программным управлением, содержащий смонтированные на основании шарнирно соединенные звенья и кинематические цепи привода перемещений звеньев от двигателей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационных качеств, путем увеличения скоростей перемещения звеньев, уменьшения мощности двигателей и увеличения долговечности конструкции, в кинематических цепях привода перемещения звеньев введены аккумуляторы механической энергии и управляемые луфты, каждая из которых установле733975 аж 1033 Падписно аказ 1968/22 П илиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная на между приводом звена и соответствующим аккумулятором,2. Манипулятор по п,1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что между приводом звена и соответствующим аккумулятором установлен механизм реверса,связанный с управляемой муфтой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Дистанционно управляеМые роботы-манипуляторы, под ред,Е.П, Попова, Мир, М., 1976, с. 182-193.2. Станки и инструменты 1976 м 4 с 7 р 6