Захватное устройство

)3 В 25 Э 15/00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР .(ГОСПАТЕНТ СССР АТЕНТН ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИЯ. ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Белорусский политехнический институт (72) К,В.Плюгачев, М.М,Антонов, Д.Л.Грибов и Р,В.Новичихин(56) Авторское свидетельство СССР ЬЬ 1194676, кл. В 25 3 15/00, 1984.(57) Использование: в машиностроении, в захватных устройствах промышленных роботов для захвата труб различногодиаметра и веса, Сущность изобретения; расширение технологических возможностей и повышение надежности устройства. Для этого устройство снабжено зажимными элементами 9,11, продольными 2,3 и поперечной 4 зуб 2чатыми рейками-направляющими и переда-. точным механизмом, оси которого жестко связаны с присоединительным фланцем для крепления к руке робота, При перемещении фланца 1 от центрального схвата, предварительно зажатого на торцовой поверхностйтрубы 32, по рейке 3 со скоростью ч, происходит движение реек 2 и 4 относительно фланца со скоростью 0,5 ч и, следовательно, относительно схвата 9 со скоростью 1,5 ч. Блокуправления выдаетсигнал на пневмопривод схватов 11, когда фланец 1 распола-" гается у центра трубы, а схваты 9,11 - по углам равностороннего треугольника, образуемого ими. Захват завершен. 1 з,п,ф-лы, 2 ил,Изобретение относится к машиностроению, а именно к захватным устройствам промышленных роботов, и может быть использовано для захвата труб различных диаметров и веса.Целью изобретения является расширение технологических возможностей и обеспечение возможности надежного захвата труб различного диаметра.На фиг.1 изображена кинематическая схема устройства; на фиг,2 - блок-схема блока управления устройством.Захватное устройство содержит корпусфланец 1 для крепления к руке робота, в направляющих которого смонтированы продольные направляющие 2 и 3, выполненные в виде зубчатых реек, С направляющей рейкой 2 жестко связана поперечная направляющая 4. Корпус 1 поджат при помощи пружины 5 к пальцу 6, закрепленному на конце рейки 3 перпендикулярно ее оси,На поперечной рейке 4 выполнены пазы, в которых установлены подвижные пальцы 7, подпружиненные друг к другу с помощью пружины 8, На конце пальца 6 неподвижно закреплен зажимной элемент 9, а на пальцах 7 шарнирно с помощью шарниров 10 установлены зажимные элементы 11,Устройство снабжено передаточным механизмом, выполненным в виде смонтированной на корпусе зубчатой передачи, На оси 12 передаточного механизма расположено первое большое зубчатое колесо 13, связанное с зубьями продольной рейки 3. Посредством зубчатой пары, расположенной на оси 14, состоящей из большого зубчатого колеса 15 и малого колеса 16, колесо 13 взаимодействует с зубчатым колесом 17, зацепленным с зубьями направляющей 2, Оба колеса 15 и 16 зубчатой пары смонтированы на одной ступице и закреплены на дополнительно введенном кронштейне корпуса, при этом зубья колеса 15 находятся в зацеплении с зубьями колеса 13,Диаметр и числа зубьев колес 13, 15, 17 в двараза больше числа зубьев и диаметра малого колеса 16. На пальцах 7 установлен датчик расстояния между их осями (на фиг,1 не показан), выход которого подключен к блоку управления захватным устройством. Зубчатые колеса и оси зубьев продольных реек могут быть расположены под небольшим (5 - 15 О) углом к плоскости реек 2 и 3.Блок управления захватным устройством (фиг.2) содержит аналого-цифровые преобразователи 19, 20, регистр 21, делитель напряжения 22, схему сравнения 23, 24, регистр 25, триггер 26, элемент И 27, элемент ИЛИ 28, блок 29 синхронизации, блок 30 питания устройства. Позиция 31 - датчик расстояния, позиция 32 (фиг.1) - захватываемый предмет,Устройство работает следующим обра зом. В исходном состоянии все три схватарасположены параллельно в ряд, губки схватов раскрыты, схват 11 прижат к схвату9. При этом пальцы 7 расположены в один ряд с пальцем 6. Передаточный механизм, 10 оси которого жестко связаны с корпусом,расположен вне плоскости, образованнойпальцами 7 и рейкой 4 и не препятствует сведению схватов 11 к схвату 9. Устройствоподводится роботом к вертикально распо-15 ложенной захватываемой трубе 32 неизвестного заранее диаметра, положение края которой известно (например, край трубы упирается в направляющие, положение которых в пространстве постоянно и извест но), после чего схваты опускаются на крайтрубы, пока торец не окажется между губками всех трех схватов. Затем зажимается центральный схват 9,Далее рука робота начинает движение 25 от края трубы к ее центру, при котором фланец 1 перемещается вдоль рейки 3. Пальцы 7 начинают продольное перемещение по пазу рейки 4 и схваты 11, поворачиваясь на.шарнирах 10, перемещаются по стенкам 30. трубы 32. Зубчатое колесо 13 при движениифланца 1 перемещается по зубчатой рейке 3 и приводит во вращение колесо 15. Малоеколесо 16, жестко связанное на оси с колесом 15, вращает колесо 17, которое переме щает рейку 2 вместе с поперечной рейкой 4к центру трубы. Коэффициент передачи передаточного механизма равен 1/2. Такимобразом, при перемещении фланца 1 отцентрального схвата 9 по рейке 3 со скоро 40 стью ч происходит движение также реек 2 и4 относительно фланца со скоростью 0,5 ч и,следовательно, относительно центральногосхвата 9 со скоростью 1,5 ч,Блок управления захватным устройст 45 вом постоянно контролирует расстояние 3между схватами 11, фиксируемое датчиком26. Как только расстоение Я, определяемоеблоком управления устройства, станет равным диаметру О трубы, блок управления50устройством. вычисляет значение р = 2О. При равенстве Я = р блок управленияустройством выдает сигнал останова напривод перемещения руки робота, При этом55 фланец 1 располагается у центра трубы, асхваты 9, 11 - по углам равностороннеготреугольника, образуемого ими, Блок управления роботом выдает сигнал на пневмопривод схватов 11 и те зажимают трубу,Захват завершен, После переноски трубыблок управления роботом подает командуна зажатие схватов 11, Далее рука робота, скоторой связан фланец 1, перемещает фланец 1 в исходное положение, после чегоразжимается центральный схват, Возврат в 5исходное положение может определятьсятакже по расстоянию между схватами 11.Возможен также просто разжим схватов 9,И и подъем руки вверх, после чего устройство само возвращается в исходное положение эа счет пружин 5, 8,Блок управления захватным устройством работает следующим образом. В исходном состоянии по сигналу "Начальнаяустановка" из блока управления роботом регистр 25 обнулен, а триггер 26 сброшен, Навыходе датчика 31 нулевое напряжение, соответствующее минимальному расстояниюмежду схватами 11, При изменении этогорасстояния (при движении руки робота) напряжение на выходе датчика 31 изменяетсяпо пилообразному закону. Напряжение свыхода датчика 31 подается на АЦП 19 и наделитель 22 напряжения. Кодовая комбинация с выхода АЦП подается на первый вход 25схемы сравнения 23, на второй вход которойподается задержанная в регистре 21 кодовая комбинация с выхода АЦП 19. В моментначала спада напряжения,на выходе датчика 31, который соответствует максимальному расстоянию между схватами 11, в тактеработы устройства схема 23 сравнения вырабатывает сигнал "Запись", который устанавливает триггер 26 и по которомузаписывается в регистр 25 кодовая комбинация с выхода АЦП 20. Этэ кодовая комбинация соответствует напряжению навыходе датчика 31 поделенному в делителе22 на величину 2, При дальнейшем двиЕжении руки робота расстояние между схватами 11 будет уменьшаться, соответственнобудет уменьшаться напряжение на выходедатчика 31,В момент равенства комбинаций на входе схемы 24 сравнения (Я = р) схема 24.вырабатывает в такте работы устройстваимпульс, который через открытый элементИ (триггер 26 установлен) подается как сигнал управления для останова на привод перемещения, Этот же сигнал через элементИЛИ поступает на входы сброса регистра 25и триггера 26 и сбрасывает их, Блок управления захватным устройством находится в55 исходном состоянии. Обработка сигнала датчика расстояния может быть осуществлена непосредственно блоком управления роботом,Устройство в сравнении с прототипом обладает расширенными техническими вОз- можностями, позволяет надежно захватывать трубы разного диаметра без перекосов, так как после окончания захвата фланец роботанаходится на продолжении оси трубы, При этом обеспечивается таже определение диаметра захватываемой трубы,Ф ар мула изобретен и я1. Захватное устройство, содержащее корпус-фланец и связанные с приводом зажимныеэлементы, отл ич а ю щеес я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и обеспечения надежного захвата труб различного диаметра, оно снабжено первой и второй продольными направляющими, выполненными в виде зубчатых реек и смонтированными в направляющих корпуса., а также поперечной направляющей и передаточным механиз.мом, при этом передаточный механизм выполнен в виде смонтированной на корпусе зубчатой передачи, первое из колес которой имеет возможность зацепления с первой продольной направляющей, на которой установлен один из зажимных элементов, подпружиненный относительно корпуса, а второе зубчатое колесо передаточного механизма имеет возможность взаимодействия с второй продольной направляющей, жестко связанной с поперечной направляющей, на которой установлены с возможностью перемещения вдоль нее два зажимных элемента, подпружиненных относительно друг друга, при этом первое и второе зубчатые колеса передаточного механизма имеют возможность взаимодействия между собой посредством зубчатой пары колес, смонтированной на одной ступице и закрепленной на дополнительно введенном кронштейне корпуса, кроме того, между зажимными элементами на поперечной на- . правляющей установлен датчик расстояния.2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что коэффициент передачи передаточного механизма равен 1/2,Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина Заказ 1919ВНИИПИ Госу Тираж Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рэушская наб;, 4/5