Датчик векторов силы и момента

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 13.05,81 (21) 3306895/18-10 51) М. КП.З с присоединением заявки Й 9 -С 011/22 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ДАТЧИК ВЕКТОРОВ СИЛЫ И МОМЕНТА 5 П я 5 2 Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при очувствлении промышленных роботов.Известны датчики векторов силы и момента, содержащие два фланца и измерительные преобразователи силы ГНедостатком данных устройств явл ется их сложность.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является датчик векторов силы и момента, например, для очувствления проьыаленных роботов содержащий два фланца и измерительные преобразователи силы 12).Недостатки известного датчика за, ключаются в сложности его конструк-. ции, вызванной необходимостью измерения 8-ми параметров, характеризующих в данной конструкции векторы силы и момента, а также в нетехнологичности входящих в него деталей. Кроме того, .на точноеть датчика отрицательно влияет отсутствие полной взаимной независимости элементов, на которых установлены измерительные преобразбватели силы. целью изобретения является упрощеие датчика и повышение его точности за счет исключения взаимного влияния составляющих силы.Поставленная цель достигается тем, что датчик снабжен шестью стержнями, , соединяющими посредством сферических шарниров три располокенные не на одной прямой точки одного фланца с тремя расположенными не на одной прямой точками другого фланца, а измерительные преобразователи силы связаны со стержнями, а также тем,.что соединение стержней н сторон треугольников, образованных указанными точками на фланцах, представляет собой три тетраэдра.На фиг.1 изображена схема датчика векторов силы и момента; на фнг.2 .схема установки датчика на руке промышленного робота.Датчик векторов силы и момента содержит фланцы 1 и 2 (фиг.1) измерительные преобразователи силы 3, установленные на шести стержнях 4-9, соединяющих посредством сферических шарниров 10 расположенные не на одной прямой три точки а, Ь и д фланца 1 с тремя, расположенными не на однойпрямой точКами А, В и О фланца 2.Стержни 4.-9 и стороны аЬ, Ьд ад треугольника аЬО а также стороны АВ,ВО и АО треугольника А 80 образуют Ферму, одним из вариантов которой является совокупность трех тетраэдров,Поскольку Ферма является геометрически неизменяемой фигурой, то совокупность длин стержней 4-9 и их рас пОложение однозначно характеризуют взаимное расположение фланцев 1 и 2, причем ни один из стержней 4-9 не может быть изъят беэ нарушения взаимной привязки Фланцев 1 и 2. 10Датчик 11 установлен на руке робота Фиг,2), содержащей шарниры 12, звенья 13 и схват 14, причем датчик 11 установлен так, что фланец 1 связан со схватом 14, а Флпнец 2 - со звеном 13 руки робота.Датчик работает следующим образом,При приложении нагрузки к охвату 14 на Фланец 1 также передается нагрузка - сила или момент (или и сила и момент) и в стержнях 4-9 возникают осевые силы, уравновешивающие нагрузку, которые фиксируются измерительными преобразователями силы 3. Поскольку взаимное расположение стержней 4-9 известно, то по обычнымФормулам теоретической механики, например с помощью ЭВИ, можно рассчитать вектор равнодействующей шести сил и вектор момента, которые и характеризуют нагрузку, приложенную к фланцу 1.Таким образом, при приложении нагрузки к схвату, датчик определяет векторы силы и момента, что может быть использовано для очувствления 359 ротора, например, при сборке.Предлагаемый датчик имеет простую конструкцию, так как содержит только шесть измерительных преобразователей (вместо 8"ми в известных датчиках). 40 Кроме того, он обладает высокой точностью, так как силы, возникающие в стержнях, на которых установлены измерительные элементы, взаимно независимы,Формула изобретения1. Датчик векторов силы и момента, например, для очувствления про- .мышленных роботов, содержащий фланцы и измерительные преобразователисилы, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения датчика и повышения его точности эа счет исключения взаимного влияния составляющихсилы, он снабжен шестью стержнями,соединяющими посредством сферическихшарниров три расположенные не на одной прямой точки одного Фланца стремя расположенными не на однойпрямой точками другого фланца, аизмерительные преобразователи связаны со стержнями,2Датчик по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что соединение стержней и сторон треугольников, образованных указанными точками на фланцах,представляет собой три тетраэдра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Оп Ьеог апд ргасй 1 се оГ гоЬой 5 дпд Репрц 1 ейог, Г 1 г 5 й 0 ЯМ ГТОММ вущроэ 1 цв. Ос 1 пеа 1 у, 5-8ЗерйещЬег, 1973, р.309.310.2. Гогсе зепип 9 и гоЬойв апд оап 1 рц 1 айогз, ТЬеогу апд ргасй 1 се оГгоЬо 1 ь апд вап 1 рц 1 еСогь, 5 есопд 1 и"сегпай 1 опа САМГТОММ ьероьйцщИагваи, Ро 1 апд 5 ерсеоЬег 14-17, 197 б