Схват манипулятора

(56) 1.Ав6593 77 О/25-08 8384, Бюл. 9 2 радецкий, В,и иппович инут проблем ме ник УДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ 29,72(088,8)торское свидетельство СССР Р кл, В 25,7 15/00, 1977. (54)(57) 1. СХВАТ МАНИПУЛЯТОРА, содержащий основание, на котором установлены зажимные губки, кинематически связанные между собой и снабженные приводом их перемещения, датчик линейного перемещения со штоком, связанный через систему управления с приводом,о т л н ч а ю щ и йс я тем, что, с целью исключения повреждения деталей при захватывании, он снабжен датчиками усилия сжатия, установленными на губках, генератором, усилителем, блоком детектирования и блоком компенсации, при этом датчик усилия сжатия выполнен в виде пьезоэлектрического полого цилиндра, снабженного электродами,установленными на торцах, пьезоэлектрического стержня, снабженного электродами, установленными на торцах, расположенного внутри цилиндра и жестко с ним связанного через диэлектрическую прокладку, и мембраны, жестко соединенной с губкой и связанной через шаровую опору, закрепленную в сепараторе, со стержнем, а электроды цилиндра соединены с генератором, при этом электроды стержня подключены к входу усилителя, а выход усилителя соединен с одним из входов блока детектирования, другой вход которого подключен к выходу блока компенсации, а выход блока детектирования соединен с входом систе- ф мы управления.З2. Схват по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что он снабжен закрепленным на основании кронштейном, С в котором выполнен паз, и втулкой с цанговым зажимом, расположенной в пазу кронштейна с возможностью перемещения. вдоль губок, причем датчик линейного перемещения установлен во втулке.Изобретение относится к машиностроению и может быть использованодля автоматизации производственныхпроцессов с применением промышленных роботов, снабженных очувствленными схватами. 5Известен схват манипулятора, содержащий основание, на котором установлены зажимные губки, кинематически связанные между собой и снабженные приводом их перемещения, и датчик линейного перемещения со штоком,связанный через систему управленияс приводом Г 13.Однако данное устройство не обеспечивает точного измерения и дозирования усилия сжатия, адекватноговесу захватываемого объекта вследствие отсутствия датчика, измеряющегоэто усилие, непосредственно прилагаемое к объекту,что может привести к деформации и излому захватываемого объекта.Цель изобретения - исключение повреждения деталей при захватывании.Поставленная цель достигается тем, что схват мунипулятора, содержащий основание, на котором установлены зажимные губки, кинематически связанные между собой и снабженные приводом их перемещения, датчик линейного перемещения со штоком, связанный через систему управления с приводом, снабжен датчиками усилия сжатия, установленными на губках, генератором, усилителем, блоком детектирования и блоком компенсации, при 35 этом датчик усилия сжатия выполнен в виде пьезоэлектрического полого цилиндра, снабженного электродами, установленными на торцах, пьезоэлектрического стержня, снабженного 40 электродами, установленными на торцах, расположенного внутри цилиндра и жестко с ним связанного через диэлектрическую прокладку, и мембраны, жестко соединенной с губкой и связанной через шаровую опору, закрепленную в сепараторе, со стержнем, а электроды цилиндра соединены с генератором, при этом электроды стержняподключены к входу усилителя, выход усилителя соединен с одним из входовблока детектирования, другой вход которого подключен к выходу блока компенсации, выход блока детектирования соединен с входом системы управления.551(роме того, схват снабжен закрепленным на основании кронштейном, вкотором выполнен паз, и втулкой с цанговым зажимом, расположенной в пазу кронштейна с возможностью пере- бОмещения вдоль губок, при этом датчик линейного перемещения установлен во втулке.На фиг. 1 изображен схват манипулятора общий вид; на фиг, 2 - вид 65 А на фиг1;,на фиг. 3 - разрез Б-Бна фиг, 1,Схват манипулятора состоит изоснования 1, звеньев 2 привода перемещения разъемных губок 3 схвата ииндуктивного датчика 4 линейногоперемещения с подвижным штоком,выход которого связан с системой 5управления робота. В каждую губку 3схвата встроен изолированный откорпуса губки коробкой б датчик 7усилия сжатия, выполненный в видепьезоэлектрического полого цилиндра8 и цилиндрического стержня 9, входящего в него. Шаровая опора 10 закреплена в сепараторе 11 и кинематически связывает стержень 9 с мембраной 12, которая жестко закрепленана торцовой поверхности губки З.Приэтом полый цилиндр 8 и входящий внего стержень 9 жестко связаны междусобой через диэлектрическую прокладку 13, а электроды 14, установленные на торцах полого пьезоэлектрического цилиндра, соединены с генератором 15. Торцовые электроды 16,пьезоэлектрического стержня соединены с усилителем 17, выход которогоподключен к одному из входов блока18 детектирования, другой вход которого соединен с блоком 19 компенсации,Выход блока детектирования соединенс входом системы 5 управления, выход которой подключен к приводуперемещения губок схвата (не показан ).Датчик 4 линейного перемещенияустановлен во втулке 20, в нижнейчасти которой имеется цанговый зажим 21, обеспечивающий вертикальноеперемещение датчика .относительно губок схвата, втулка 20 соединена скронштейном 22, в котором сделан паз23 для обеспечения горизонтальногоперемещения датчика относительногубок схвата, при этом кронштейн 22жестко соединен с основанием 1схвата.Вертикальное и горизонтальноеперемещение датчика линейного перемещения позволяет точно устанавливатьего относительно захватываемой детали 24 и тем самым способствует точности измерения усилия сжатия.Схват манипулятора работает следующим образом.Схват с разведенными губками подводится к захватываемой детали 24так, что последняя оказывается междугубками 3. Система 5 управления подает команду на опускание схвата.При опускании схвата шток датчика 4входит в соприкосновение с деталью иподнимается в верхнее положение.После этого в систему 5 управленияпоступает команда на остановку схвата и сжатие детали. Сигнал управления поступает на привод перемещениягубок схвата ( не показан ), который приводит их в движение. Усилие сжатия через мембрану 12 и шаровую опору 10 воздействует на пьезоэлектрический цилиндрический стержень 9, который жестко соединен через ди электрическую прокладку 13 с полым пьезоэлектрическим цилиндром 8. Диэлектрическая прокладка изолирует генераторную секцию полого цилиндра от информационной секции, связанной 0 со стержнем. Материал диэлектрической прокладки выбирается из условия совпадения акустических сопротивлений пьезоэлектрических элементов и прокладки, что уменьшает ослабление 15 механического сигнала на границе раздела.При подключении электродов 14 полого цилиндра 8. к генератору 15, настроенному на резонансную частоту йродольных колебаний, на электродах 16 цилиндрического стержня 9 появляется электрический заряд, изменяющийся с частотой механических колебаний полого цилиндра 8, амплитуда которого зависит от измеряемого статического усилия сжатия, прикладываемого к детали 24.Блок 19 компенсации сдвигает начало отсчета усилия сжатия в нулевую точку характеристики, поэтому при увеличении усилия сжатия ЗО сигнал, поступающий в систему 5 управления, будет не уменьшаться, а увеличиваться, сравниваться с сигналом управления задающего устройства,расположенного в системе 5 управления,и отрабатываться приводом перемещения губок схвата. После сравненияэтих сигналов система управления по"дает команду подъема охвата. Ввидунедостаточности сжимающего усилиязахватываемый объем остается на месте или в процессе подъема схвата начинает проскальзывать в.губках. Следовательно, шток датчика 4 начинаетопускаться. Сигнал с датчика 4 поступает в систему управления, котораяавтоматически начинает отрабатыватьнедостающее сжимающее усилие. Придостаточном для эахватывания усилиидеталь начинает подниматься вместесо схватом и шток датчика 4 переста"ет перемещаться, прекращая увеличивать сигнал дозирования сжимающегоусилия. Деталь захвачена. Применение предлагаемой конструкции схвата позволяет повысить точность измерения и дозирования усилия сжатия широкого по весу класса деталей с силой, не превышающей необходимую для захватывания и исключающей деФормацию и излом деталей, а также сэкономить энергетические ресурсы, затрачиваемые на захват деталей при их транспортировке, и увеличить производительность труда за счет сокращения времени, необходимого на операцию захвата деталей.