Манипулятор

(22) Заявлено 18,0280 (21) 2883293/25-08 с присоединением заявки ЙО(23) Приоритет В 25 4 1/06 Государстаениый комитет ССС Р по делам изобретений и открытий(71) Заявитель . Производственное объединение турбостроения "Ленинградский металлический завод"( 54 ) МАН ИПУЛЯТОР Изобретение относится к манипуляторам и может быть использовано в машиностроении для обслуживания металлорежущего оборудования, в частности круглоФрезеровальных станков, обрабатывающих турбинные лопатки.Известен манипулятор, содержащий каретку, установленные на ней шарнирно связанные между собой ведущий и ведомый механизм параллелограммов, приводы перемещения этих механизмов и схват, шарнирно установленный на несущих звеньях ведомого параллелограмма 113.Недостатком этого манипулятора является сложность конструкции, обус-. ловленная наличием привода поворота схвата, необходимого для обслуживания станков, которые расположены рабочими зонами навстречу друг другуЦель изобретения - расширение зоны манипулирования при одновременном упрощении конструкции манипулятора путем создания манипулятора, осуществляющего.не только плоскопараллельное перемещение схвата но и его поворот.Поставленная цель достигается тем, что центр тяжести схвата смещен относительно оси верхнего шарнира,2соединяющего схват с ведомым параллелограммом, на величину, большую произведения коэФФициента трения в этомшарнире на радиус этого шарнира,На фиг.1 изображен манипулятор,общий вид различные положения недомого и ведущего механизмов параплелограмма в рабочей зоне); на фиг,2схват и ведомый механизм параллелог рамма моменты и реакции, возникающиев шарнирах от веса схвата в зонеплоскопараллельного перекоса), нафиг.З - то же, моменты и реакции,возникающие в шарнирах от веса схва та в неопределенной точке, на фиг.4то же моменты и реакции, возникающиев шарнирах от веса схвата в зонеповорота.Манипулятор содержит каретку 1, 20 к которой присоединен с возмжностьюповорота эа счет привода 2 ведущиймеханизм параллелограмма, состоящий иэ несущих звеньев 3 и 4 и ведомого звена 5. На ведомом звене 5 25 шарнирно установлен с возможностьюповорота за счет привода 6 ведоьыймеханизм параллелограмма, состоящийиэ несущих звеньев 7 и 8, на которыхзакреплен посредством шарниров 9 30:и 10 схват 11, причем центр тяжестисхвата 11 смещен относительно центра шарнира 10 (соединяющего схват к несущее звено 7, связанное с приводом 6) на величину а , Величина смещения а выбирается так, чтобы схват в определенном положении мог повернуться под действием собственного 5 веса, т.е. чтобы величина момента силы тяжести схната превосходила величину момента силы трения в шарнире 10 схвата 11При этом действительны соотношения: ОММтр. , ( )М 0в Нт Ото гш Следовательной) 1 тр, г (2) Ф 5 где М - момент силы тяжести схвата;Я0 - вес схната;а - величина смещения центратяжести схната относительноцентра шарнира 10, соединяющего схнат 11 со звеном 7,М- момент силы трения в шар- .тОнире 10;Г р - коэффициент трения н шарниртР -ном соединении; 25гш- радиус шарнира 10,Манипулятор работает следующимобразом,Привод 2 смонтированный на ка- ЗОретке 1, сообщает несущим звеньям3 и 4 ведущего механизма параллелограмма колебательное движение. Приэтом его ведомое звено 5 совершаетплоскопараллельные перемещения. Вмес- З 5те со звеном 5 перемещается шарнирнозакрепленный на нем ведомый механизмпараллелограмма со схватом 11. Кроме того, несущие звенья 7 и 8 ведомого механизма одновременно поворачиваются относительно звена 5 под 40воздействием привода б. Рука манипулятора со схнатом перемещается в рабочей зоне, принимая последовательноположения 1, 1, 111 и 1 Ч.При движении руки из положения 1 45в положение 11, проходя положение11,охват совершает плоскопараллельное перемещение, так как момент силытяжести схвата уравновешивается мо,:.ментом трения в шарнире 10 и моментом 5 рреакции звена 8 относительно шарни;ра 10 (фиг.2), т,е. имеет место соотношениеМ ю Мтр+ М55 где Мй 11Ьй - реакция звена 8, возникающаяпод действием момента склытяжести схвата;Ь - плечо приложения этой реакцииравное расстоянию линии действия ее до центра шарнира 10,М 1- момент от реакцииВ положении 1 руки плечо 9 становится равным нулю, так как происходит совмещение звеньев 7 и 8 ве-. 65 домого механизма параллелограмма и, слецлнательно, переход параллелограмма н неустойчивое состояние (фиг.З), В результате этого момент от реакции становится равным нулю (М 1=0) При этом имеет место следующее соотношениеМ - Мтр ) но учитывая формулы (1) и (2), имеем й = Гтрг,. Для того, чтобы схнат при переходе из положения 11 и положение 1 Ч мог повернуться под действием собственного веса, необходимо соблюдение условия М 0Мт 1 следовательно а ) т тР г ,При таком выборе велйчины смещения центра тяжести схвата и даю.ьнейшем перемещении руки из положения 11н положение 1 Ч н первоначальный момент движения происходит поворот схната н рабочей зоне под дейстнием момента его силы тяжести, превосходящего момента силы трения в шарнире 10. При этом нарушается параллельность звеньев ведомого механизма параллелограмма и происходит переход его н устойчивое состояние. Устойчивое состояние ведомого механизма объясняется тем, что с нарушением параллельности его звеньев происходит смещение линии действия реакции относительно оси шарнира 10, следовательно вновь появляется момент М и равенство (3) носстанаЯнлинается (фиг. 4) .При дальнейшем перемещении руки н положение 1 Ч схнат поворачинается в рабочей зоне н результате увеличения непараллельности звеньев 7 и 8 ведомого механизма параллелограмма. При этот момент силы тяжести, схната уравновешивается моментами М т и Мр согласно равенству (3) .При перемещении руки манипулятора из положения 1 Ч н положение 1 работа манипулятора происходит н обратном порядке.Таким образом, рабочая эона состоит из зоны плоскопараллельного переноса схвата и зоны, н которой наблюдается понорот схната. Граничными точками двух =он являются точки сложенного неустойчивого положения ведомого механизме параллелограмма, расположенные на линии Сд (фиг.1),Благодаря созданию манипулятора, осуществляющего не только плоско- параллельное перемещение схвата, но его поворот, расширяется рабочая зона и появляется возможность обслуживания манипулятором станков, расположенных рабочими зонами навстречу друг друг у е Формула изобретенияМанипулятор, содержащий каретку установленные на ней шарнирно свяэанные между собой ведущий и ведомый механизмы параллелограммов, приводы перемещения этих механизмов и с ват, шарнирно установленный на несущих звеньях ведомого параллелограмма,. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения зоны манипулирования и упрощения конструкции, центр тяжести схвата смещен относительно оси верхнего шарнира, соединяющегосхват с ведомым параллелограммом, навеличину, большую произведения коэффициента трении в этом шарнире наради ус этого шар нир а.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 3255893,кл. 214-1, опублик. 1966.аВшиш ейшеаВ ЕтШ Ш Ш Же Заказ 9463/17 Тираж 1093 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб д.4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4