Манипулятор

О ПЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоеетскикСоциалистическихРеспубликОпубликовано 30,09.80, Бюллетень36Дата опубликования описания 05.10.80 по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения В. Л. Жавнер Ленинградскии технологический институт холодильной промышленности(54) МАНИПУЛЯТОР Изобретение относится к машиностроению, а именно к копирующим манипуляторам, предназначенным, в частности, для механизации погрузочно-разгрузочных работ, установки и снятия тяжелых деталей при обслуживании металлообрабатывающих станков, монтажно-сборочных работ и т. д,Известен манипулятор, в котором управление осуществляется от задающего механизма, расположенного на общем с исполнительным органом элементе 11).Недостатком манипулятора является низкая точность выполнения работ, обусловленная применением в приводе релейного управления и удаленностью оператора от объекта.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является манипулятор, в котором содержатся многозвенные шарнирно сочлененные исполнительный и смонтированный на одном из его звеньев и кинематически связанный со смежным звеном задающий органы, и сервопривод с датчиками 2.Недостатки манипулятора заключаются в том, что он не обладает достаточной точностью позиционирования и надежностью работы. Цель изобретения - повышение точностипозиционирования и надежности работы.Указанная цель достигается тем, чтозадающий орган снабжен ползунами, установленными с возможностью перемещенияпараллельно смежным звеньям, и соединенс этими ползунами перпендикулярно расположенными направляющими, при этом каждый ползун связан с датчиком сервопривода.На фиг.изображен манипулятор, общий вид; на фиг. 2 - система управления10 звеном задающего органа манипулятора;на фиг. 3 - задающий орган манипулятора.Манипулятор состоит из первого звена 1,шарнирно установленного на основании 2,и второго звена 3, шарнирно соединенногосо звеном 1. На звене 3 установлен дополнительный рычаг 4, соединенный со звеномс помощью рычага 5, образующий вместесо звеньями 1, 3 и рычагом 4 передаточныймеханизм с передаточным числом, равнымединице (параллелограмм), В других ва 20 риантах исполнения в качестве передаточного механизма применяют цепные передачи,ременно-зубчатые и т. д,На звене 3 шарнирно закреплены двашарнирно сочлененных звена 6 и 7. На звене 7 на обшей оси установлены ролики 8,ось которых служит осью шарнирного крепления рукоятки управления. При неподвижном исполнительном органе ось роликовсовпадает с осью шарнирного соединениязвеньев 3 и 4. Ролики 8 входят в пазыползунов 9 и 10, причем пазы перпендикулярны осям направляющих сгоответствуюШихползунов. которые, в свою очередь, параллельны звеньям 3 и 4, Ползуны 9 и 10 соединены с датчиками 11 и 12, представляюшими собой потенциометрические датчики.Привод первого звена 1 осуществляетсяс помошью гидродвигателя 13, а второгозвена 3 - гидродвигателем 14.Схемы управления звеньями 1 и 3 идентичны (фиг. 2), На осях шарнирных соединений звеньев 1 и 2, 1 и 3, установленытахогенераторы 15,Потенциометрический датчик 11 соединяется последовательно через входное сопротивление 16 с усилителем 17 и обмоткойэлектрогидравлического преобразователя 18,которая заземляется через сопротивление 19.Электрогидравлический преобразователь 18соединен с гидродвигателем 13. Тахогенератор 5 через сопротивление 20 соединенс усилителем 17 и обеспечивает обратнуюсвязь по скорости. Сопротивление 21 образует цепь обратной связи усилителя, а сопротивление 22 и конденсатор 23 формируют корректирующий сигнал. Для предохранения от перегрузок служат ограничители 24напряжений.Манипулятор работает следующим образом,Г 1 ри смешении оси роликов 8 из нейтрального положения, совпадающего в исходном положении с осью шарнирного соединения звеньев 3 и 4, происходит смещениеползунов 9 и 10 из нейтрального положенияи, соответственно, смешение потенциометрических датчиков 11 и 12, Возникающиепри этом управляющие сигналы поступаютчерез входное сопротивление 16 на входусилителя 17, охваченного обратной и корректируюшей связями с помощью сопротивлений 21 и 22 и конденсатора 23. С усилителя 17 сигнал поступает на обмотку электрогидравлического преобразователя 18, который управляет гидродвигателем 13 или 14, осушествляюшим вращение звеньев 1 или 3. С помощью тахогенератора 15 осуществляется обратная связь по скорости, что увеличивает жесткость скоростной характеристики и приближает ее к линейной вне зависимости от нагрузки. Как только ось шарнирного соединения звеньев 3 и 4 догонит ось роликов 8,управляющий сигнал будет равен нулю, что приведет к остановке звеньев 1 и 3.При данной организации движения звеньев манипулятора на вход систем управления поступают сигналы, пропорциональные требуемым скоростям соответствующих звеньев.На фиг. 3 в точке шарнирного соединениязвеньев 3 и 4 построен план скоростей для звеньев 1 и 2 для требуемого вектора скорости 7, определяемого смещением оси роликов 8, т. е. составляющими векторами ско 1 о ростей Чи Ъ.Смещение ползуна 9 пропорциональнолинейной скорости оси шарнирного соединения звеньев 1 и 3, а смешение ползуна 10 пропорционально скорости оси шарнирного соединения звеньев 3 и 4. В связи с этим датчик, установленный на втором звене 3, включен в систему управления приводом первого звена 1, а датчик, установленный на дополнительном рычаге 4, включен в систему управления привода второго звена 3.2 о Коэффициенты усиления по скорости приводов звеньев при равных опорных напряжениях пропорциональны длинам звеньев, а при равных коэффициентах усиления, опорные напряжения различны и пропорциональны длинам звеньев, Очевидно, что при таком построении системы управления управляюшие сигналы пропорциональны требуемым скоростям при любых величинах рассогласований и, следовательно, не зависят от скорости выполнения рабочих операций, что позволяет повысить точность выполнения рабочих операций.формула изобретенияМанипулятор, содержащий многозвенныешарнирно сочлененные исполнительный и смонтированный на одном из его звеньев и кинематически связанный со смежным звеном задающий органы, а также сервопривод с датчиками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования и надежности работы, задающий орган снабжен ползунами, установленными с возможностью перемещения параллельно смежным звеньям, и соединен с этими пол зунами перпендикулярно расположенныминаправляющими, при этом каждый ползун связан с датчиком сервопривода,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США3637092, кл. 214-1,1972.2. Авторское свидетельство СССР по заявке2090173/25-08, кл. В 259/00, 1974.766852 Фи,4/5ная, 4 Редактор А, Долиниц Заказ 6950/5 ВНИИПИ Госуд по делам и 113035, Москва, Ж илиал ППП Патент