Рука робота

(72) Ф.А. Па (53) 62 1-229 (56) Авторск У 1284819,паяни .7(088.8 ое свидекл. В 25 льство СССР 1/00, 1986. ится к роботоспользовано осй в матиза ых опе ино- и рибо вляе рете гиче их возможабочей а состоит иэ по- ленных и шарнирГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ПНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 9,Бюл,Рбй политехнический инст(54) РУКА РОБОТА (57) Изобретение отн технике и может быть для механизации и ав новных и вспомогател различных отраслях м ростроения,Целью изо ся.расширение технол ностей эа счет увели зоны руки. Рука робо следовательно устано но связанных между собой модулей,торцовые поверхности каждого из которых образованы соответственно торцовыми поверхностями полюсов электромагнитов 2 и постоянных магнитов 1,Поворот модулей вокруг шарнира 7 происходит при выключении электромагнита 4 привода штока 5 и взаимодействиипостоянных магнитов 11 одного из модулей с электромагнитами 2 соседнегомодуля. Для осуществления поворотавокруг продольной оси модуля включается двигатель 14, вращающий в подшипниках 13 основание 12, на которомрасположены электромагниты 2. Крометого, электромагниты также могутперемещаться по дуге окружности сцентром, совпадающим с шарниром 7,для регулирования угла относительного поворота модулей. 4 з.п.ф-лы,4 ил.Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано длямеханизации и автоматизации основныхи вспомогательных операций в различ"ных отраслях машино- и приборостроения,Целью изобретения является расширение технологических возможностейпутем увеличения рабочей зоны руки.На Фиг, 1 изображены модули рукипри их относительном повороте с управляемым Фиксатором поворота штока;на Фиг. 2 - модули руки с Фиксированным штоком и принодамн перемещения электромагнитов; на фиг, 3привод перемещения электромагнитовс силовым цилиндром; яа Фиг. 4привод перемещения электромагнитов,содержащий вращающийся двигатель. 20Рука робота содержит последовательно установленные и шарнирно связанные между собой модули 1. На одномконце каждого модуля расположеныэлектромагниты 2, поверхности полюсов 3 которых образуют торцовую поверхность этого. конца модуля. Внутрикаждого модуля 1 расположен приводлинейного перемещения, например электромагнит 4 с якорем, соединенным со 30штоком 5, Шток подпружинен к электромагниту 4 с помощью пружины б, одинконец которой закреплен на штоке, адругой - на элехтромагпите. На штоке 5 расположен шарнир 7, которыйпозволяет осуществить поворот соседних модулей в плоскостях, проходящихчерез ось штока. Верхняя часть штока, расположенная вьпце шарнира 7заканчивается пятой 8, являющейсяэлементом Фиксатора 9, например сэлектромагнитным приводом, на котором жестко закреплена пружина 10, другой конец которой жестко прикрепленк нижней части модуля. Если приводФиксатора 9 оЪесточен пята 8 можетсвободно вращаться и, соответственно, модули могут иметь круговое вращение один относительно другого вшарнире 7, Пружина 10 может сжиматься или растягиваться в направлении,параллельном оси штока, однако препятствует круговому вращению Фиксатора 9 что достигается подбором матеъриала и Формы пружины. При запитыва 55нии током привод Фиксатора 9 пята 8входит в положение жесткого сцепления с Фиксатором 9 я, следовательно,с пружиной 10. В этом случае, как и раньше, возможен поворот модулей в плоскостях, проходящих через ось штока 5, но невозможен поворот их вокруг штокаНа другом конце модуля 1 установлены постоянные магниты 11, поверхности полюсов которых образуют вторую торцовую поверхность, выполненную в Форме усеченного конуса. На модуле со стороны электромагнитов 4 расположено основание 12, выполненное в Форме кольца, которое соединено с корпусом модуля как с внутренней, так и с наружной стороны через подшипники 13, что позволяет основанию 12 вращаться вокруг оси штока 5. Вращение основания обеспечивается двигателем 14, который через зубчатое колесо 15 передает вращение зубчатому колесу 1 б, жестко связанному . с основанием 12 ребрами 17. Для исключения случайных проворотов основания в то время, когда двигатель 14 обесточен. устройство снабжено управляемым Фиксатором 18. Поскольку электромагниты 2 расположены на вращающемся основании 12, то для передачи электрических сигналов в стационарной части модуля предусмотре,ны круговые контакты 19 со щетками, связанными с подвижной частью модуля. Для получения инФормации об угле поворота электромагнита 2 на валу двигателя 14 может быть установлен сельсин-датчик 20. И аналогично, чтобы ориентироваться в круговом смещении модулей, на шток 5 может быть установлен другой сельсин-датчик 21, корпус которого жестко крепится к пружине 10.Для надежного сцепления магнита 11 с полюсами 3 последний облегает внешнюю боковую поверхность этого магнита. Причем в случае прямолинейного расположения модулей полюса 3 могут вращаться (вместе с основанием), не задевая поверхности магнитов 11.В том случае, когда шток 5 Фиксируется постоянно, в конструкции модулей по второму варианту вместо пружины 10 на модуле используется пружина 22 (Фиг, 2), которая одним концом закреплена на конце модуля. на котором расположены постоянные магниты, а другим - на штоке 5. Назначение пружины 22 - не допускать круго-вого вращения модулей вокруг оси штока 5. Торец, образованный поверхностями постоянных магнитов 11, вэтом случае может иметь плоскую поверхность 23, а противоположный торец 24 - форму усеченного конуса.Дпя увеличения зоны манипулированияконструкция предусматривает возможность смещения полюсов 3 в продольныхплоскостях модуля. Чтобы постоянныемагниты и полюса 3 электромагнитов 1 Омогли плотно прилегать один к другому при их магнитном сцеплении, конструкция содержит привод 25, которыйобеспечивает перемещение электромагнита по дуге окружности радиуса, 15равного расстоянию от центра шарнирадо центра полюса электромагнита, Конструктивно привод 25 может быть выполнен с использованием, привода линейного перемещения (силовой цилиндр),20шток которого через шарнир 26 толкает ползунок 27, который движется посоответствующим направляющим 28, иобеспечивает движение по упомянутойвыше траектории. Другой вариант привода 25 включает направляющую 29,подвижной шток 30 в форме дуги окружности, на котором установлена зубчатая передача 31, приводимая в движение двигателем 32, 30Рука работает следующим образом.В исходном положении модуля 1руки робота образуют прямую за счетотключения электромагнитов 2 и включения электромагнита 4, который втягивает шток 5. При включении фиксатора 9 пята 8 жестко сцепляется .сним и пружиной 10, исключая тем самымкруговое вращение модулей вокруг осиштока 5,40Для того чтобы повернуть модулиодин относительно другого, выключают фиксатор 18 и включают двигатель 14.Через зубчатые передачи 15 и 16 начинает поворачиваться основание 12 45вместе с электромагнитами 2. Послетого как разворот на нужный уголсделан, двигатель 14 выключают, фиксатор 18 стопорит зубчатое колесо 16.Таким образом, полюса 3 повернутыотносительно соседнего модуля на некоторый угол. При включении электромагнитов 2 между их полюсами 3 и полюсами противолежащих магнитов 11возникает сила магнитного притяжения.При выключении электромагнита 4 шток5 под действием пружины 6 поднимается, модуль поворачивается под действием силы магнитного притяжения в новое устойчивое положение. В этом положении можно также вращать верхний модуль относительно оси, Для этого Фиксатор 18 отключают. Двигатель 14 запитывается током и вращает основание 12, полюса 3 и находящийся с ним в магнитном зацеплении верхний модульаДля возвращения модулей в положение прямой линии выключают фиксатор 18, включают электромагнит 4. Включенные ранее электромагниты 2 реверсируются, в результате чего между включенными электромагнитами 2 и постоянными магнитами 11, расположенными напротив, возникает сила отталкивания, ускоряющая возвращение повернутого модуля в исходное положение.Аналогично осуществляется поворот модуля в каждое из направлений, о:. - ределяемое поворотом основания 12.Работа руки робота с постоянно Фиксированным штоком 5 аналогична. Отличие заключается в том, что пружина 22 не позволяет модулю вращаться вокруг оси штока 5, к которому она прикреплена. Различное выдвиже- . ние электромагнитов 2 в продольных плоскостях позволяет установить требуемьй угол поворота модулей, Формула изобретения 1. Рука робота, содержащая последовательно установленные и шарнирно, связанные между собой модули, каждый из которых имеет электромагниты, поверхности полюсов которых образуют одну из торцовых поверхностей модуля постоянные магниты, поверхности полюсов которых образуют другую тор.1 цовую поверхность модуля, и привод линейного перемещения, шток которого шарнирно связан с соседним модулем, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет увеличения рабочей зоны, каждый модуль снабжен приводом поворота электромагнитов вокруг пРодольной оси модуля и управляемым Фиксатором положения электромагнитов относительно модуля, а шток привода линейного перемещения снабжен Фиксатором его поворота относительно соседних модулей.2. Рука по п, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что,один из фиксаторов штока выполнен управляемым.;РОГ Составитель Ф, Майоровехред Л.Олийнык Корректор С, Иекмар дактор А. Маковская Заказ 308/О Тираж ВНИИПИ Государственного комите 113035, Москва78 Подписное при ГКНТ СССР и изобретен5, Раушска м и открыти наб., д. 4 зводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная Э. Рука по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем что торцовая поверхность, образованная поверхностью полюсов постоянных магнитов выполнена в виде усеченного конуса, а торцовая поверхность, образованная поверхностью полюсов электромагнитов;. плоской.4. Рука по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что торцовая поверхность модуля, образованная поверхностью полюсов постоянных магнитов, выполнена плоской, а торцовая поверхность, образованная поверхностьюю полюсов электромаг нитов,- в виде усеченного конуса.5. Рука по пп, 1-4, о т л и ч аю щ а я с я тем, что каждый модуль содержит приводы перемещения электромагнитов в продольной плоскости модуля по дуге окружности, радиус которой, равен расстоянию от оси шарнира, соединяющего шток с модулем, до центра полюса электромагнита.