Манипулятор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН уВ 25 Л 13/00 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМУ 80 а гол поворота валаеремещения плеча,еханизмрад.1, отлито он снабженючающих неасти, приустановленыая - на одном передачи. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР У 655522, кл, В 25 Л 13/00, 1977. (54)(57) 1МАНИПУЛЯТОР, содержащий основание, на котором смонтировано плечо, несущее упор, дри этом в плече установлена с возможностью воз-. вратно-поступательного перемещения штанга с роликом на ее конце, механизм перемещения плеча, имеющий вал, двигатель, червячную передачу, имеющую выходной вал и поворотную опору, схват с механизмом его перемещения, выполненным в виде смонтированного на плече подпружиненного двуплечего рычага, на одном конце которого закреплен схват, а на другом - кулачок, взаимодействующий с роликом штанги, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производитель- . ности путем улучшения динамических характеристик и расширения зоны обслуживания, он снабжен кулисой, кривошипно-кулисным механизмом, кривошипно-шатунным механизмом, двумя зубчато-реечными передачами, зубчатой передачей и цепной передачей, ведущая звездочка которой жестко связана с одним концом выходного.801194673 вала червячной передачи и имеет поводок, установленный с возможностью взаимодействия с кулисой, а последняя посредством одной зубчато-реечной передачи связана с поворотной опорой, при этом другой конец выходного вала червячной передачи посредством кривошипно-кулисного механизма и другой зубчато-реечной передачи связан с валом механизма перемещения плеча, другой конец которого с помощью зубчатой передачи и кривошипно-шатунного механизма связан со штангой, причем длина прямолинейного участка цепи равна длине окружности, описываемой кривошипом первого кривошипно-кулисного механизма, а длина всей цепи в три раза больше длины окружности.2. Манипулятор по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что передаточное отношение зубчатой передачи определяется выражением 3. Манипулятор по и ч а ю щ и й с я тем, ч системой датчиков, вкл подвижные и подвижную этом неподвижные части на основании, а подвиж из звеньев цепи цепной1 11 Изобретение относится к технологическому оборудованию для перемещения иэделий из ОднОЙ тОчки В дРуГуюи может быть использовано в майиностроении и других областях техники,Цель изобретения в .повышение производительности за счет улучшениядинамических характеристик и расширения зоны обслуживания.На фиг, 1 изображена кинематическая схема манипулятора, нафиг. 2 - схема взаимного расположения системы датчиков и цепной передачи,Манипулятор содержит основание 1, на котором смонтировано плечо 2, в котором установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения штанга 3 с роликом 4 на ее конце, при этом на конце плеча 2 установлен упор 5, схват 6 с механизмом его перемещения, механизм перемещения плеча, включающий кинематически связанную псворотную опору 7, вал8, червячную передачу 9 с двигателем10, Механизм 2 выдвижения плеча состоит иэ кривошипно-кулисного механизма, имеющего кривошип 11, выполненный с поводком 12, установленныйна одном конце выходного вала червячной передачи 9 и связанный с кулисой 13, а также зубчато-реечной передачи, рейка 14 которой связана с кулисой 13, а зубчатое колесо 15 закреплено на одном конце вала 8.Механизм поворота плеча состоит из цепной передачи 16, ведущая звездочка которой жестко связана с другим концом выходного вала червячной передачи 9, и имеет поводок 17,установленный с возможностью взаимодействия с кулисой 18, и зубчато- реечной передачи, рейка 19 которой связана с кулисой 18, а ось зубчатого колеса 20 закреплена на поворотной опоре 7.На другом конце вала 8 установлена зубчатая передача 2 1, ведущее колесо которой жестко закреплено на конце нала 8, а ведомое колесо этой передачи посредством кривошипно-шатунного механизма связано со штангой 3,На ведомом колесе зубчатой передачи21 закреплен кривошип 22 кривошипношатунного механизма, соединенный через шатун 23 со штангой 3 плеча 2 При этом ось ведомой шестерни зубчатой передачи 2 1 закреплена на поворотной опоре 7, причем передаточ 94673 2ное отношение 1 зубчатой передачи21 находится в зависимости отуглаповорота вала 8 и определяется следующим выражением 5 1801 1где Ы - угол поворота вала 8 в градусах.1 О Длина прямолинейного участка цепи цепной передачи 16 равна длинеокружности, описываемой кривошипом11, а длина всей цепи - в три разабольше ееМеханизм перемещения схвата 6выполнен в виде смонтированного наприкрепленной к плечу 2 опоре 24двуплечего подпружиненного рычага25, на одном конце которого закреплен схват 6, а на другом - кулачок26, взаимодействующий с роликом 4штанги 3.Система датчиков включает неподвижные части 27, закрепленные последовательно на основании 1, с возможностью настройки на любую точку позиционирования в пределах заранеевыбранных зон положения плеча 2 манипулятора, и подвижную часть 28,установленную на одном из звеньевцепи 29 цепной передачи 16 и взаимо.действующую с последовательно расположенными неподвижными частями 27.Манипулятор работает следующим образом.35 От двигателя 10 через червячнуюпередачу 9 вращение посредством выходного вала одновременно передаетсяна кривошип 11 и ведущую звездочкуцепной передачи 16. Поводок 17 двигается из точки а по траектории а-Ь,а поводок 12 - из точки а по траектории а-Ь, при этом кулисы соответст(венно 18 и 13 с рейками 19 и 14будут перемещаться в одном направ ленин и, благодаря одинаковым передаточным отношениям реечных передач,с одинаковыми скоростями по синусоидальному закону (т.е. относительнаяскорость между поворотной опорой7 и валом 8 равна нулю). При этомпроисходит независимый поворот плеча 2 против часовой стрелки. При выходе поводков 17 и 12 соответствен"но в точки Ь и Ь кулисы 18 и 13 останавливаются. При дальнейшем перемещении поводка 1; по прямолинейномуучастку в цепйой передаче 16 происходит выстой кулисы 18, а следона3 11тельно, и поворотной опоры 7, в товремя, как поводок 12 кривошипа 11,продолжая движение по траекторииЬ- а,возвращает кулису 13 в исходное положение, вал 8 через реечнуюпередачу, поворачиваясь на определенный угол с помощью зубчатой передачи 21, поворачивает кривошип 22на угол 180 . При этом шатун 23 кривошипа 22 через штангу 3 перемещаетплечо 2 (т.е. происходит независимоевьдвижение плеча 2). После останов ки плеча 2 до упора 5 и при продолжении вращения главного вала 8происходит поступательное движениештанги 3 относительно плеча 2. Привьдвижении штанги 3 несущий ролик4 производит поворот кулачка 26 и,следовательно, схвата б на заданныйугол, определяемый как профилемкулачка 26, так и установкой упора 5Затем, когда поводок 12, продолжая движение по траектории а- Ь,вновь перемещает кулису 13 в крайнееположение, а поводок 17 продолжаетдвижение по прямолинейному участкусд цепной передачи 16, вал 8 совершает реверсивное вращение - плечо 2Фвозвращается в исходное положение(т.е. независимое втягивание пле ча 2). Затем поводок 17 выходит накриволинейный участок цепи, а поводок 12 - на участок оа. Кулисы 1.3и 18 снова двигаются вместе в одномнаправлении с одинаковыми скоростями (т.е. относительная скорость между поворотной опорой 7 и валом 8равна нулю). При этом происходитнезависимый поворот плеча 2, но вобратную сторону - -по часовойстрелке,При выходе поводков 17 и 12 соответственно в точки е и юкулисы13 и 8 снова останавливаются, Придальнейшем перемещении поводков 17 94673по прямолинейному участку е-Га цепной передачи 16 происходит выстой кулисы 18 (аналогично тому, как на участке ос- с 4 ), в то время, как поводок 12 перемещается по траектории а- Ь и 5- а. При этом плечо 2 снова совершает независимое вьдвижение и втягивание. Благодаря передаточному отношениюзубчатой передачи кратному углу поворота вала 8 кривошип 22 всегдаоповорачивается на угол 180 , чтоулучшает динамические характеристики возвратно-поступательного перемещения плеча 2, так как обеспечива"ется симметричный синусоидальный закон его движения.Неподвижные части 27 системы датчиков вьдают электрические сигналыв систему управления манипулятором(не показана) при их взаимодействии с подвижной частью 28 системыдатчиков, расположенной на одномиз звеньев цепи цепной передачи 1 б.Благодаря возможности настройкинеподвижных частей 27 системы датчи.ков на любую точку позиционированияв пределах зоны между двумя соседними неподвижными частями 27 системыдатчиков, точка настройки которыхсоответствует вполне определенномуположению плеча 2, а следовательно,и пространственному положению схвата манипулятора, может быть осуществлено позиционирование плеча исхвата манипулятора в необходимыхпо ходу технологического процессаположениях, Кроме того, в точкахсрабатывания системы датчиков могутбыть сигналы на включение либо выключение схвата технологического оборудования, например пресса, а такжеможет осуществляться контроль правильности прохождения технологичес кого процесса.