L-координатное устройство для определения положения или перемещения объекта в пространстве

СОЮЗ СОВЕ ТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 11 1 В 25 Л 9/02 АВТ 57) ся к машинопольэовано,е при исследорования про- изобретения обретение относи ю и может быть и строен наприм тотехни анни точности позициомышленного робота. Цел адов повышение деления полообъекта путемдействий и у од оценкипромьпдленординат, -86, У 5,ия на позицион ойство содержи екте. Устшесть одно.преобразов перемещений, кажруемом объ корпус 1,ерительныхкоординатных из вателей 2 линей стоит из потенцио 4, один конец которойтенциометра 3, а дыи из ко горых метра 3 и стру амотан на в д ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬ 1 ТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Галлай Ю.М. и др, Меточности позиционированияного робота на основе Ь-кИзмерительная техника, 19с.10, рис. 2.) Ь-КООРДИНАТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ИЛИ ПЕРЕМЕШЕНИЯЕКТА В ПРОСТРАНСТВЕ дежности и точности опрежения или перемещенияисключения ударных воэ"меньшения точек базирова1519869 другой прикреплен к одному из трек элементов 6 базирования, связанных с платформой 7, которая, в свою очередь, связана с корпусом 1 шестью5 пружинами 9, Образующими упругую подвеску, Благодаря этой подвеске платформа 7 имеет шесть степеней подвижности. В каждый момент времени потенциометр 3 измеряет текущую длину свя зацной с ним струны 4, Перед подходом схвата промышленпо 1 о робота, в котором выполнены ответные элементы, приИзобретение отцо Итгя к машиностроению и может быть испо ьзовацо, на приме,), ц робототехнцке при исследовании точности позиционирования промьпдленных роботов (ПР).Целью изобретения является повышение надежности и точности опреде ленин положения или перемещения объекта в пространстве путем исключения ударных воздействий и уменьшения числа точек базирования на позиционируемом объекте, 30Па чертеже приведена схема предлага мого устройства.Устройство содержит корпус 1, шесть однокоординатцых измерительных преобразователей 2 линейных перемеще;35 ний у каждый иэ которых сОстоит из вращающегося потецциометра 3 и струны 4. С одного конца каждая струна 4 намотана на вал потецциометра 3 (несколько витков для исключения проскальзывания относительно вала) и связана с одним концом пружины 5 растяжения, второй конец которой закреплен на корпусе 1. Второй конец каждой струны 4 прикреплен к одному из трех 45 элементов 6 базирования, рабочая поверхность которого выполнена в виде сферы. Элементы 6 базирования связаны с платформой 7 посредством упругих или жестких связей 8. Платформ связана с корпусом 1 шестью пружинами 9, образующими упругую подвеску, обеспечивающую ей шесть степеней подвижности относительно корпуса.Устройство снабжено приводом 1055 (электродвигателем) перемещения элементов 6 базирования. На валу электродвигателя установлен кривошип 11, связанный струной 12 с платформой 7,вод 10 удерживает платформу 7 в нижнемположении. При этом схват промьппленного робота не контактирует с элементами6 базирования, 11 осле остановки промышленного робота привод 10 поворачиваеткривошип 11, что принодит к движениювверх платформы 7. Элементы 6 базирования занимают определенное положениена объекте (схвате), поэтому длиныструн являются координатами этогообъекта (схвата) ц их значения регистрируются блоком 13. 7 з.п. ф-лы, 1 ил. Выходы потенциометров 3 связацы с соответствующими входами регистрирующего блока 13.В устройстве для определения положения или перемещения тела в пространстве используется метод Ь-координат. Положение тела в пространстве характеризуется его координатами. В системе Ь-координат положение твердого тела в пространстве определяется при помощи шти чисел Ьф Ьфф Ьф ных длинам отрезков (струн), соединяющих точки тела с точками неподвижной базы (корпуса) так, что при данных значениях Ь Ь .Ьб образуется геометрически неизменяемая структура, Ь-координаты образуют как бы пространственные фермь, стержнями которых являются отрезки ЬЬе1.По аналогии с пространственными формами число точек в Ь-координатах на неподвижной базе (корпусе) и объекта должно быть не менее трех и не более шести и они не должны лежать на одной прямой. При этом недопустимо: пересечение в одной точке более трех отрезков, расположение в одной плоскости не более трех отрезков, параллельность трех отрезков и пересечение трех других в одной точке, расположение всех отрезков в двух. плоскостях.В устройстве может быть использо - вана одна из двух структур Ь-координат. В каждой из этих двух структур на неподвижной базе (корпусе) расположено шесть точек, а на объекте - триХарактер соединения точек базы с точками объекта в одной структуре таков: одна точка тела соединена с1519869 одной точкой основания, втораяс двумя и третья - с тремя точкамиоснования, В другой возможнойструктуре каждая точка объекта со 5единена с двумя точками основания,Упругая подвеска также имеет Ькоординатную структуру соединенияпружин 9 с платформой 7 и корпусом1, например шесть точек платформы 7соединены с шестью точками корпуса1 так, чтобы оси пружины отвечалиструктуре Ь-координат.Устройство на примере схвата ПРработает следующим образом. 15Каждый потенциометр 3 измеряетприращение текущей длины связаннойс ним струны 4. В исходном положенииустройства длина каждой струны известна (конструктивный параметр устройства) и, таким образом, известны текущие длины струн при любых возможных положениях элементов 6 базирования,В схвате ПР выполнены три отверстия с конической заборной частью(ответные элементы объекта), каждоеиз которых предназначено для взаимодействия с соответствующими элементами 6 базирования. Перед подходом ПР 30привод 1 О удерживает платформу 7 внижнем положении. При этом ПР, выходяна позицию, в которой установленоустройство, не контактирует с элементами 6 базирования.35После остановки ПР электродвигатель 1 О поворачивает кривошип 11,что приводит к движению вверх платформы 7. При этом элементы 6 базирования западают в ответные элементы тела 4 р(схвата) и поджимаются к ним пружинами 9 упругой подвески основания, Струна 12 свободно провисает, так какплатформа 7 не доходит до крайнеговерхнего положения, Теперь элементы6 базирования занимают определенноеположение на теле (схвата), и, следовательно, длины струн Ь, ЬЬь являются координатами этого тела(схвата) и их значения регистрируются 5 Облоком 13Следует отметить, что каждый элемент 6 базирования в случае его упругого закрепления на платформе 755 устанавливается по своему ответному элементу объекта независимо от остальных элементов базирования, что повышает точность измерений. После регистрации значений Ь-координат схвата электродвигатель 1 О перемещает платформу 7 вниз, отводя элементы 6 базирования от схвата, и ПР возвращается в исходную позицию, В случае необходимости циклы измерений повторяются.Предлагаемое устройство позволяет также определять перемещения тела в пределах измерительного диапазона устройства, В частности, оно может определять и регистрировать колебания схвата при позиционировании ПР. Кроме тогооно может быть использовано для определения деформаций промьппленного робота при его разнонаправленном нагружении. Формула изобретения 1. Ь-координатное устройство дляопределения положения или перемещенияобъекта в пространстве, преимущественно схвата промьппленного робота,содержаще . корпус, шесть однокоординатных измерительных преобразователейлинейных перемещений, связанных сбазовыми точками корпуса,и блок регистрации, о т л и ч а ю ш е е с ятем, что, с целью повышения надежности и точности определения положенияили перемещения объекта путем исключения ударных воздействий и уменьшениячисла точек базирования на позиционируемом объекте, оно снабжено тремяэлементами базирования, установленнымис возможностью взаимодействия с объектом и соединенными с однокоординатнымиизмерительными преобразователями линейных перемещений и упруго связаннымис корпусом.2. Устройство по п.1, о т л и ч а -ю щ е е с я тем, что один из элементов базирования связан с одним однокоординатным измерительнымпреобразователемлинейных перемещений, второй - с двумя, а третий - с тремя преобраэователями,3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что каждый из элементов базирования связан с двумяоднокоординатными измерительными пре.обраэователями линейных перемещений. 4, Устройство по пп.1 - 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что рабочая поверхность каждого элемента базирования выполнена сферической.1519869 иСоставитель Ф.МайоровТехред М. Ходанич Корректор Н.Король Редактор И.Горная Заказ 6642/17 Подписное Тираж 778 ВНИИ 11 И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственя -издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 5. Устройство по пп. - 4, о т л ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено платформой, установленной в корпусе на упругой подвеске, а баэирующие элементы связаны с этой платформой. 6. Устройство по п.5, о т л и ч аю щ е е с я тем, что упругая подвеска платформы выполнена в виде шести пружин растяжения-сжатия.7, Устройство по пп.5 и 6, о т л ич а ю щ е е с я тем, что связь баэирующих элементов с платформой выполнена упругой.8. Устройство по пп,5 - 7, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено приводом перемещения платформы.