Модуль манипулятора

.А.Сер(54) МОДУЛЬ (57) Изобре ностроению, роботам, ма МАНИПУЛЯТОР ение относи маш омышленным менно к правление ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельствоУ 37263, кл. В 25 3 1/00, 19 ипуляторам с программным предназначенным для механизации и автоматизации основныхи вспомогательных операций в промьппленности. Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет увеличения числаточек позиционирования. Для этого рама 1 совместно со скобами 2 установлена с возможностью поворота на несущей оси 3, Диск 5 жестко установлена несущей оси 3, причем по периметру диска равномерно расположены радиальные прорези, а фиксирующие отверстия 6 выполнены в его центральной части, На одной из скоб 2 установлено управляющее фиксирующее устройство, а на свободных концах этихскоб 2 расположены регулируемые упоры 17 и 18. Винтовые пружины 10 расположены между упорами 12, жесткозакрепленными на раме 1. 5 ил.20 Подвижный элемент 8 управляемого фиксирующего устройства опускается в фиксирующее отверстие 6 пор действием приводного элемента 9, например пневмоцилиндра с возвратной пружицой, также устанонленной на подвижной 5 скобе 2, выполненной, например, в виде вилки. На раме 1 установлены. аккумулирующие упругие элементы 10, выполненные в виде двух винтовых пружин. Здесь же жестко закреплен двигатель 11, например пневмоцилиндр. Винтовые пружины 10 расположены между упорами 12, жестко закрепленными на раме 1. Радиальные прорези риска 5 выполнены с Фиксирующими поверхностями, с которыми контактирует средний ролик фиксирующего подшипникового блока 13 при завершении Фиксирующего движения двигателя 11. Изобретение относится к машиностроению, а именно к промышленнымроботам, манипуляторам с программнымуправлением, предназначенным для механизации и автоматизации основныхи вспомогательных операций в промышленности.Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счетувеличения числа точек позициониро. -вания.На фиг.1 изображен модуль манипулятора, разрез; на фиг.2 - разрезА-А на Фиг,1 на фиг,3 - разрез Б-Б 15на фиг.1; на фиг,4 - промышленныйробот (манипулятор), в котором используется модуль манипулятора, общий вид; на фиг.5 - график движениярамы от упора до упора,Модуль манипулятора состоит израмы 1, которая совместно с подвижными скобами 2 вращается на подшипниках вокруг несущей оси 3, установленной на предыдущем звене манипулятора, например на колонке 4, и диска 5 с равномерно расположенными попериметру радиальными прорезями иФиксирующими отверстиями 6, выполненными в его центральной части,Диск 5 жестко установлен на несущейоси 3. На одной из скоб 2 установленных на несущей оси 3 с противополож".иых торцов диска 5, установлен корпус 7 управляемого фиксирующего устройства, подвижный элемент 8-которого взаимодействует с фиксирующимиотверстиями б диска 5.Фиксирующий подшипниковый блок 13состоит из 5 роликов, насаженных наодну общую ось 14. Два веръних идва нижних ролика блока 13 контактируют с параллельными направляющими15 и 16, закрепленными неподвижно нараме 1. Ось 14 жестко связана с вы-.ходным элементом, например штокомпневмоцилиндра 11. Направляющие 15и 16 выполнены с уступами (фиг.3),что обеспечивает беззазорность и высокую жесткость перемещения и фиксации среднего ролика фиксирующего подшипникового блока 13 и соответственно всей рамы 1,На свободных концах скоб 2 расположены регулируемые упоры 17 и 18,Усовершенствование модуля манипулятора связано с оснащением его риском5 с радиальными прорезями, подвижнымискобами 2 и управляемым фиксирующимустройством.Модуль манипулятора работает следующим образом,а ал ном по оже ии (напримеркак показано на фиг.1) рама 1 застопорена относительно несущей оси 3(фиг.1 и 2) через средний ролик фиксирующего подшипникового блока 13 ификсирующие поверхности риска 5 с .,.прорезями 6. В этом положении винтовые пружины 10 находятся в сжатомсостоянии. С одной стороны винтовыепружины 10 упираются н упоры 12, а сдругой стороны через прокладки - врегулируемые упоры 17, через которыеусилие передается на скобу 2, а далее через подвижный элемент 8 - надиск 5 с радиальными прорезями. Другая цепь замыкания усилия сжатия винтовой пружины следующая: упоры 12,рама 1, направляющие 15 и 16, средний ролик Фиксирующего подшипниковогоблока 13 и диск 5 с радиальными прорезями.При расфиксации, т.е. при движении фиксирующего подшипникового блока 13 вправо (показано пунктиром на фиг.1), жесткая связь рамы 1 и диска 5 с радиальными прорезями нарушается и рама 1 под действием сжатых винтовых пружин 10 начинает поворачиваться по стрелке. Действие винтовой пружины 10 на раму 1 продолжается до тех пор, пока винтовые пружины 10 не сходят с винта регулирующего упора 17. К этому моменту снимается дав 1472250ление воздуха в пневмоцилиндре 9, иподвижный элемент 8 под действиемвозвратной пружины пневмоцилиндра 9выходит из фиксирующего отверстия 6диска 5 с радиальными прорезями,осуществляется расфиксация подвижной скобы 2 с диском 5, В этом состоянии рама 1 свободно двигаетсявместе со скобой 2 относительно диска 5.Движение рамы продолжается до позиции, указываемой системой управления в соответствии с введенной внее программой (циклом работы робота). Заданная позиция определяетсяпо показаниям датчика 19 (фиг,2) положения рамы 1 относительно несущейоси 3При появлении сигнала с датчика19 пневмоцилиндр 9 перемещает подвижный элемент 8 в фиксирующее отверстие 6 диска 5 с радиальными прорезями. При этом поворотные скобы 2стопорятся и становятся неподвижными относительно диска 5 с радиальными прорезями и, соответственно, несущей оси 3, а рама 1 продолжаетдвигаться в данном случае против часовой стрелки и сжимает винтовыепружины 10 через прокладку и регулируемые упоры 17. В этот моменткинематическая энергия рамы 1 переходит в потенциальную энергию сжимаемых винтовых пружин 10,Одновременно с работой пневмоцилиндра 9 с возвратной пружиной посигналу датчика 19 начинает работать фиксирующий гневмопривод 11 иперемещает фиксирующий подшипниковыйблок 13 вперед. При этом средний ролик фиксирующего подшипникового блока 13 входит в контакт с фиксирующейповерхностью диска 5 с радиальнымипрорезями. При перемещении фиксирующего подшипникового блока 13 до переднего крайнего положения, совершается дополнительное деформированиевинтовых пружин 10 и, таким образом,добавляется энергия в аккумулятор,израсходованная при движении рамы 1на совершение работы по преодолениюсил трения и других вредных сил со"противления,Движение рамы 1 в другом направ"ленин осуществляется аналогично.Характерной особенностью такого типа роботов с рекуперацией энергии является то, что пружина действует на перемещаемую массу (раму 1) не на всем пути ее движения, а лишь на малой части. В цикле движения рамы 1 от упора можно выделить три интервала (фиг.5): 1 - подвижная масса (рама 1) движется ускоренно под действием винтовой пружины, 11 - подвижная масса движется свободно, силы трения и другие силы сопротивления делают это движение "слабо" замедленным, 11 - подвижная масса "садится" на пружину, осуществляются ее торможение и подкачка энергии в аккумулятор). 5О15 Формула изобретения 20 Модуль манипулятора, содержащий раму, установленную с возможностью вращения относительно несущей оси, упоры с прорезями, жестко связанные с рамой, два аккумулирующих упругих элемента, размещенные между последними, и фиксирующий подшипниковый блок, шарнирно связанный с выходным элементом двигателя, установленным нараме, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет уве 25 30 личения числа точек позиционирования,35 он снабжен диском, жестко связаннымс осью, имеющим фиксирующие отверстия в его центральной части и равномерно расположенные по периметру радиальные прорези под фиксирующий 40 подшипниковый блок, двумя скобами,размещенными на оси с противоположных торцов диска с возможностью вра" щения совместно с рамой, управляемым фиксирующим устройством, корпус ко торого закреплен в средней части одной скобы, а подвижный элемент установлен с воэможностью взаимодействия с фиксирующими отверстиями диска и регулируемыми упорами, расположенны ми на свободных концах этих скоб ипредназначенными для взаимодействия с аккумулирующими упругими элемента-.ми, а также датчиком положения рамы, установленным на оси и связанным с 55 приводным элементом управляемого фиксирующего устройства.1472250 1 1 Ч э е Составитель И.БакулинТехред А.Кравчук Редак И.Касарда Корректор М.Васильев аказ 1653 15 ираж 778 Подписное НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5