Манипулятор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 1563969 А(51)5 В 25 1 11/О ЮИИ 8 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВ ОМУ С Н АВТО 54) МАНИПУЛЯТ инс- ское ьство СССР 1/00, 1982 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОщРытиямПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано вручных манипуляторах, обслуживающихметаллорежущие станки. 1 ель изобретения - уменьшение энергозатрат приманипулировании объектами за счетвзаимного уравновешивания исполнительных устройств. Манипулятор содержит исполнительные устройства 1 и1563969 2, установленные на поворотной коонне 7. Каждое из исполнительных устойств имеет рабочее звено 12 с заватным устройством. В исходном по 5 ложении захватное устройство 4 находится вблизи накопителя заготовок, а захватное устройство 3 - вблизи патрона станка. После установки объектов 8 соответствующие захватные устрой тва оператор опускает устройство 3 и дновременно поворачивает колонну.ри этом перемещаются тяги 10 исполительных устройств, шарнирно соедиенные с рабочими звеньями 12, а так е рычаги 11 и кривошипы 9 исполниельных устройств, закрепленные на оворотной колонне и шарнирно соединенные с тягами, Одновременное перемещение двух захватных устройств обес О йечивается наличием шатуна 13, кинеИзобретение относится к машинотроению и может быть использованоручных манипуляторах, в частности бслуживающих металлорежущие станки. 30Цель изобретения - уменьшение энергозатрат при манипулировании объектами за счет взаимного уравновеШивания исполнительных устройств.На фиг.1 представлена кинематичес Кая схема манипулятора; на фиг.2 Фщ А на фиг.1; на фиг.3 - накопитель заготовок и готовых деталей; на фиг.4 - характерные положения захватных устройств и уровни зон за грузки и выгрузки.Манипулятор содержит исполнительные устройства 1 и 2, имеющие захватные устройства 3 и 4 детали и заготовки. Исполнительные устройства 45 выполнены в виде лямбдаобразных прямолинейно направляющих механизмов Чебышева и шарнирно установлены посредством шарниров 5 и 6 на поворотной колонне 7, которая в свою очередь установлена на основании 8. Каждый из механизмов Чебьппева содержит кривошип 9, трехшарнирную тягу 10 с равными плечами, рычаг 11 и шарнирно соединенное с тягой рабочее звено 12,55 несущее захватное устройство. РычагИ 11 шарнирно соединены между собой посредством шатуна 13, образующего с ними и с колонной шарнирный паралматически связывающего оба исполнительных устройства. Шатун 13 шарнирно соединен с каждым иэ рычагов 11.Так как отношения длин звеньев первого исполнительного устройства кдлинам соответствующих звеньев второго исполнительного устройства и отношения весов звеньев второго исполнительного устройства к весам звеньевпервого исполнительного устройстваравны отношению массы объекта манипулирования первого исполнительногоустройства к массе объекта манипулирования второго исполнительного устройства, то обеспечивается взаимноеуравновешивание исполнительных устройств, После этого заготовка устанавливается в патрон, а деталь - внакопитель, а затем цикл повторяется.1 э,п. ф-лы, 4 ил. лелограмм для обеспечения синхронного вращения рычагов и противонаправленности движений захватных устройств.Размеры звеньев обоих механизмов Чебышева связаны равенствами 16 =с - 21, 1,О = 21.и = 516, где для каждого механизма 16, 1 д и 1 - длины кривошипа, тяги и рычага; 1 э 6 - расстояние между осями шарниров 5 и 6 кривошипа и рычага, обеспечивающими прямолинейное перемещение точек подвеса звеньев 12 по вертикали,Длины звеньев 12 устанавливаются по зависимостям (фиг.4)1= Н-Ь, 1 =1+ 2 й - М, где 1 и 1 - расстояния от центровзахватных устройств 3и 4 до осей шарнировподвеса жестко связанных с ними звеньев 12;Н - высота уровня оси шарнира 5 кривошипа исполнительного устройства 1над уровнем пола;Е - отношение веса заготовки к весу детали;Й - расстояние между осямишарниров 5 и 6 исполнительного устройства 2;М - расстояние между осямишарниров 5 и 6 исполнительного устройства 1.63969 6После этого заготовка устанавливаетсяв патрон, а деталь опускается на наклонную плоскость 16 и оператор, преодолевая только трение в шарнирах, переводит разгруженный манипулятор висходное положение.Шарнирное соединение с тягами 10звеньев 12 позволяет отклонить оси 10 последних от вертикали с целью облегчения снятия детали с патрона и установки в него заготовки. 5 15Размеры и веса элементов обоихисполнительных устройств устанавливаются по условию обеспечения их взаимоуравновешенности как с манипулируемыми объектами, так и без них. Дляэтого размеры одноименных звеньев (кривошипа, тяги и рычага) в механизмеперемещения захвата детали устанавливаются в К .раз больше, а веса звеньев(включая и звенья 12 с захватами)во столько же раз меньше, чем в механизме перемещения заготовки,При выполнении этих условий всеэлементы механизма перемещения заготовки как с манипулируемым объектом,так и без него в К раз тяжелее, чемодноименные элементы механизма перемещения детали, но имеют в К раз меньше скорости и перемещения, чем и обеспечивается взаимоуравновешенность механизмов.Уровни загрузки манипулятора заготовкой и выгрузки готовой детали(фиг.З, 4) должны быть расположены наразных высотах:н,=ь-гка, н,=ь-гй,что диктуется как удобством совмещения накопителей 14 заготовок и деталей, так и совмещением центра одногоиз захватных устройств с.осью патрона при нахождении другого захватногоустройства в нижнем крайнем положенииу накопителя,л Формула20 изобретения друг с другом, каждое из которых имеет рабочее звено с захватным устройством, рычаг, шарнирно установленный на поворотной колонне, и тягу, шарнирЗ 0 но соединенную с рабочим звеном и срычагом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью уменьшения энергозатрат при манипулировании объектами за счет взаимного уравновешивания исполнитель ных устройств, он снабжен шатуном,шарнирно соединенными своми концами с рычагами исполнительных устройств, а также двумя кривошипами, каждый из которых шарнирно установлен на пово ротной колонне и шарнирно соединен стягой соответствующего исполнительного устройства.2. Манипулятор по п.1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что отношения 45 длин звеньев первого исполнительногоустройства к длинам соответствующих звеньев второго исполнительного устройства и отношения весов звеньев второго исполнительного устройства 50 к весам соответствующих звеньев первого исполнительного устройства равны отношению веса объекта манипулирования. второго исполнительного устройства квесу объекта манипулирования первого 55 исполнительного устройства. Манипулятор работает следующим образом.В исходном положении манипулятора захватное устройство 4 находится у плоскости 15 накопителя, а захватное устройство 3 - у патрона станка. Оператор последовательно осуществляет установку заготовки детали в соответствующие захватные устройства. Далее оператор опускает захватное устройство детали и одновременно поворачивает колонну на 180 до совмещения захватного устройства детали с наклонной плоскостью 16 приема детали. При этом захватное устройство заготовки поднимается и устанавливается напротив патрона, а оператор ввиду взаимоуравновешенности элементов механизмов и веса заготовки весом детали преодоле" вает только силы трения в шарнирах. Такое конструктивное выполнениеманипулятора позволяет уменьшить энер гозатраты путем обеспечения взаимоуравновешенности исполнительных устройств. 1. Манипулятор, содержащий основание, поворотную колонну, установленную на основании, первое и второе испОлнительные устройства, смонтированные на колонне и кинематически связанные1563969 Аа.9оставитель В,Верховскийехред М.Дидык ректор М.Кучерявая дактор Н.Горват Заказ 1128 Тираж 693 Подписи ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Раушская наб , д. 4/5 КНТ ССС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гага