Тактильный сенсор промышленного робота

,ЯО 1074711 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН зд) В 25 3 15/00; б 01 1 7/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ листово щими п размещ личающ чувстви замкнут костью, датчика нутыми же жи чиками . полосте рующих равенст редавае 7ионныеергия,УДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) ТАКТИЛЬНЫЙ СЕНСОР ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА; содержащий й упругий элемент с токопроводяластинами и отверстиями, в которых ены тензорезистивные датчики, отийся тем, что, с целью повышения тельности, упругий элемент снабжен ыми полостями, заполненными жидконтактирующими через стенки с ми, разделенными пустотелыми замкперегородками, заполненными той дкостью и контактирующими с датторцами, причем толщина стенок й и торцов перегородок, контактис датчиками, выбрана из условия ва их жесткости по отношению к пемому давлению,Изобретение относится к промышленным роботам, а именно к сенсорным устройствам для очувствления захватов и корпусов промышленных роботов,Известны захваты промышленных роботов 1 и 2.Однако они обладают неысокой надежностью, особенно при работе с предметами, имеющими дискретные поверхности, в связи с тем, что рабочие поверхности захватов очувствлены в них частично.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является тактильный сенсор, выполненный в виде поверхности захватного устройства, чувствительный к прикладываемому давлению, содержащий слой резины, образующий внутреннюю поверхность захвата, в котором выполнены отверстия, заполненные угольным порошком, причем обе поверхности слоя резины снабжены токопроводящими пластинами. Поверхность захвата фиксирует момент соприкосновения захвата с предметом и вырабатывает сигналы, пропорциональные величине и площади прикладываемого,давления 3.Однако применение резины, не обладающей достаточной эластичностью, не обеспечивает необходимой чувствительности поверхности захвата при приложении нагрузки между отверстиями, особенно при фиксации момента соприкосновения поверхности захвата с предметом. Кроме того, при зажатии захвата с предметом внутри резина в местах контактирования с ним сминается полностью, в связи с чем чувствительность сенсора теряется полностью, что не позволяет измерять усилие, прикладываемое к предмету со стороны захвата.Целью изобретения является повышение чувствительности.Указанная цель достигается тем, что в тактильном сенсоре промышленного робота, содержащем листовой упругий элемент с токопроводящими пластинами и отверстиями в которых размещены тензорез исти вные датчики, упругий элемент снабжен замкнутыми полостями, заполненными жидкостью, контактирующими через стенки с датчикамиразделенными пустотелыми замкнутыми перегородками, заполненными той же жидкостью и контактирующими с датчиками торцами, причем толщина стенок полостей и торцов перегородок, контактирующих с датчиками, выбрана из условия равенства их жесткости по отношению к передаваемому давлению.На фиг. 1 изображена поверхность тактильного сенсора, общий вид; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б - Б иа фиг. 1; на фиг. 4 - то же, при действии нагрузки Р; фиг. 5 - сечение В - В на фиг. 1; на фиг. 6 - ,сечение Г - Г на фиг. 2 и 5; на фиг. 7 - сечение Д - Д нафиг.2 и 5,Тактильный сенсор состоит из тензорезистивных (силоизмерительных) датчиков 1 - 9, закрепленных в отверстиях листа 10 из эластичного материала, например резины. В толще листа 10 содержатся замкнутые полости (минирезервуары) 11 - 14, заполненные жидкостью, например трансформаторным маслом. Между собой полости 11 - 14 разделены перегородками 15 - 19 кольцевого сечения и содержат замкнутые полости, заполненные той же жидкостью, Стенки перегородок и лист 10 конструктивно представляют собой одно целое. Торцы перегородок 15 - 19 контактируют с дат чиками 1 - 9, так, например, полости перегородок 16 и 18 контактируют с датчиками 2, 5 и 8 (фиг. 5). Полости 11 - 14 также контактируют с датчиками. Так, например, на фиг. 2 показано контактирование полостей 12 и 14 с датчиками 3, 5 и 7, а на фиг. 6 и фиг, 7 - контактирование поло стей 11 - 14 с датчиком 5.Во всех случаях полости контактируютс датчиками через тонкий слой материала листа 10, например полости 12 и 14 контактируют с датчиками 5 и 7 через тонкие стенки 20 и 21 (фиг. 2). Наружная поверхность листа 10 покрыта гибким токопроводящим материалом в виде пластины 22, приклеенной к листу 10, например из бериллиево-бронзовой фольги, имеющей прочный электрический контакт с датчиками 1 - 9.От противоположной стороны датчиковвыполняются отдельные выводы с каждого датчика с помощью проводников, подключаемых в измерительное устройство системы управления робота, что дает возможность замерять усилие на каждом отдельном участке сенсора (не показаны).В том случае, когда необходимо замерятьобщее усилие, пропорциональное площади прикладываемой к сенсору нагрузки, на противоположной стороне листа 10 также устанавливается токопроводящая пласти О на 23, аналогичная пластине 22, из того жематериала. Пластина 22 снаружи покрывается тонким слоем диэлектрического покрытия, например лаком.При работе сенсор устанавливается на 45очувствляемой поверхности 24. При приложении усилия, например Р к датчику 5 поверхность пластины 22 в этом месте деформируется и передает усилие на датчик 5.Электрическое сопротивление датчика, пропорциональное величине усилия Р, подается в измерительное устройство системы управления робота.При приложении усилия между датчиками 1 - 9, например Р к полости 14, оно передается жидкости, заполняющей полость 14, которая мгновенно передает 55 давление на датчики 4, 5, 7 и 8 через стенки20 и 21, Сигналы этих датчиков, пропорциональные усилию Р , обозначают место проложения и интенсивность усилия Р.В случае приложения усилия к перегородке, например Р, оно деформируя перегородку 18, передает давление на жидкость, заполняющую внутренний объем перегородки и через торцовые стенки перегородки - на датчики 5 и 8. При этом за счет деформации перегородки незначительная часть давления передается в полости 13 и 14, контактирующие с датчиками 4 - 9, однако сигнал от датчиков 4 - 9 будет незначительным или вовсе будет отсутствовать, так как давление рассеивается в полостях в силу своей небольшой величины и упругости материала сенсора, а основной сигнал наибольшей величины будет от датчиков 5. и 8, контактирующих с перегородкой 18, к которой приложено усилие Р, что и необходимо для четкой работы сенсора.В предлагаемом тактильном сенсоре жесткость не зависит от наличия перегородок, так как жесткость сенсорного слоя определяется, в основном, не жесткостью листа эластичного материала, из которого изготовлен сенсор, а плотностью и упругостью жидкости, содержащейся в замкнутых полостях 11 - 14 в толще листа 1 Опри этом плотность и упругость жидкости значительно выше плотности и упругости эластичного материала.Во всех случаях передача усилия от полостей и перегородок происходит ,за счет деформации стенок, непосредственно контактирующих с датчиками. В процессе работы сенсор не теряет чувствительности при любом усилии, поскольку жидкость, используемая в работе, несжимаема и при любой величине усилия передает его на датчики. При этом сенсорный слой не сминается и не теряет своей упругости. Схемы включения датчиков давления в схему управления автоматическим манипулятором промышленного роботв могут быть самыми разнообразными, в зависимости от задачи, решаемой автоматическим манипулятором.1074711 г 1 б Фиг. 7 ектная едактор П. Коссейаказ 206/15 ВНИИПИ Гопо делам13035, Москва филиал ППП Па Составитель В. КурбатоваТехред И. ВересТираж 1033дарственного комитетаизобретений и открытиЖ - 35, Раушская наб.,нт, г. Ужгород, ул. Пр орректор В. БутягаодписноеССР