Привод робота

)1 тиъЮЫ 9 йГЕНИЯ ОП ЕЛЬСТВ силовопопеиг. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ К АВТОРСКОМУ СВИ(56) Белов С.Ю. и др. КомбинированныйэлектрЬпневматический привод промьппленного робота. - Промьппленные роботы. 1982, У 3, с.160.(57) Изобретение относится к областиробототехники и может быть использовано в качестве модуля роботов, работающих как в прямоугольной, так ив сферической системе координат. Целью изобретения является улучшениемассогабаритных показателей приводаза счет совмещенного выполнения пневмоцилиндра и электродвигателя. Поршень 1 и пневмоцилиндр 2 привода выполнены из магнитопроводного материала, на внутреннеи поверхностиго пневмоцилиндра 2 выполненыречные кольцевые зубцы пассивного ротора линейного электродвигателя, пазымежду которыми заполнены немагнитопроводным материалом, а на наружнойповерхности поршня выполнены ответныекольцевые зубцы н расположена обмотка5 линейного электродвигателя. По сигналам датчика 8 положения и скоростиперемещения поршня 1 блок управления7 вырабатывает сигнал, воздействующийна вход управления силового преобразователя 6, подключенного своим выходом к статорным обмоткам 5, и входпневмоусилителя 3, выходы которогосоединены с полостями пневмоцилиндра2. Электро- и пневмодвигатель создают усилие, обеспечивающее заданноеперемещение поршня 1. Для улучшенияохлаждения статора рабочее тело поступает в полости пневмоцилиндра 2через каналы, выполненные в поршне 1.2 з.п. ф-лы, 4 ил.10 15 1 135Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в качестве модуля роботов, работающих как в прямоугольной, так и в сфери-. ческой системах координат.Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей привода за счет совмещенного выполнения пневмоцилиндра и электродвигателя.На фиг.1 изображена структурная схема привода, на фиг.2 - привод со штоком, внешний вид; на фиг.З - привод с трехфазным линейным электродвигателем; на фиг.4 - модуль робота, выполненный на основе привода.Привод содержит поршень 1, помещенный внутри силового пневмоцилиндра 2, полости которого соединены с выходами пневмоусилителя 3, подключенного своим входом к пневмомагистрали 4. Поршень 1 выполняет функцию одного элемента - линейного электродвигателя (индуктора), обмотки 5 которого соединены с выходами силового преобразователя 6. Вход преобразователя 6 подключен к выходу блока 7 управления, выход которого соединен с управляющим входом пневмоусилителя 3. С поршнем 1 механически связан датчик 8 положения и скорости перемещения поршня 1, выходы которого соединены с входами блока 7 управления. Поршень 1 и пневмоцилиндр 2 выполнены из магнитного материала, причем пневмоцилиндр 2 выполняет функцию второго неподвижного элемента линейного электродвигателя. Пля этого на внутренней поверхности пневмоцилиндра 2 (фиг.З) нанесены поперечные кольцевые зубцы 9, пазы 10 между которыми заполнены немагнитопроводным материалом, На наружной поверхности поршня 1 нанесены ответные кольцевые зубцы 11 и размещена и-фазная статорная обмотка 5, Статор трехфазного электродвигателя состоит из идентичных секций 12, имеющих ширину, равную 1,5 зубцевого деления, и отделенных друг от друга немагнитными прокладками 13 шириной в 1/3 зубца. Секции 12 вместе с расположенными по краям поршня уплотняющими прокладками 14 и 15 стянуты впакет немагнитной стяжкой 16.Поршень 1 привода может быть связан со звеньями робота посредством штока 17, с которым связана подвижная часть датчика 8 (фиг,2), или с помощью рычагов, например, для поворота 7225 2 звена 18 (фиг.4). Для этого звено18,через одностепенной шарнир 19 подвешено к выступу 20 на наружной стороне пневмоцилиндра 2. Обратный (нереализующий выходное перемещение)конец звена 18 через два идентичныхвспомогательных рычага 21 и 22 шарнирно связан с двумя диаметральнопротивоположными выступами 23 и 24,выполненными в средней части поршня1 и размещенными в двух продольныхнаправляющих 25 и 26, выполненных впневмоцилиндре 2. Поскольку угол поворота звена 18 и положение поршня 1связаны однозначной зависимостью, тоцелесообразным в этом варианте привода является использование более простого и распространенного датчика8 углового положения и скорости вращения, ротор которого соединен сосью вращения звена 18.Поршень 1 разделен на две половины немагнитной шайбой 27 и в нем вы полнены каналы 28 и 29 для подачи рабочего тела в полости пневмоцилиндра2, В варианте привода, изображенномна фиг.2, каналы 28 и 29 продолженыв шайбе 27 и выступах 24 и 23 соответственно. При наличии штока 17(фиг.2) указанные каналы могут, бытьпродолжены внутри этого штока. Каналы 28 и 29 гибкими шлангами 30(фиг.4) соединены с выходами пневмо усилителя 3.Привод работает следующим образом.С выходов датчика 8 на входы блока7 управления поступают значения текущего положения и скорости перемещенияпоршня 1. В зависимости от рассогласования между заданным и текущим положениями поршня блок 7 управленияформирует выходной сигнал, например,на основе пропорционально-интеграль Б но-дифференциального закона управления. Выходной сигнал блока 7 управления поступает одновременно на входсилового преобразователя 6 и управляющий вход пневмоусилителя 3. Возбб действие управляющего сигнала вызывает повышение давления на одном из выходов пневмоусилителя 3 и понижениедавления на втором его выходе. Поддействием перепада давления рабочеетело через каналы, например, 28, начинает поступать в одну из полостейпневмоцилиндра 2. Одновременно давление в противоположной полости понижается за счет оттока рабочего тела3 13572 через соответствующие каналы. Поршень 1 приходит в движение, и рассогласование между текущим и заданным положением поршня 1 .уменьшается до заданной величины, затем силовой преобразователь 6 по сигналу блока 7 управления возбуждает в соответствующей фазе обмотки 5 ток такой величины и знака, что усилие, создаваемое электродвигателем, действует согласованно 10 с усилием, создаваемым за счет давления рабочего тела на поршень 1 до тех пор, пока рассогласование межцу заданным и измеренным положением перемещаемого звена не станет равным . 15 нулю,ф о р м у л а изобретения1. Привод робота, содержащий сило вой пневмоцилиндр, полости которогочерез пневмоусилитель связаны спневмомагистралью высокого давленияэлектродвигатель, обмотка которогосоединена с выходом преобразователя, 25и блок управления, выход которогосоединен с входами пневмоусилителяи преобразователя, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью улучше 25 4ния массогабаритных показателей за счет совмещенного выполнения силовог пневмоцилиндра и электродвигателя,цилиндр и поршень выполнены из немагнитопроводного материала, а на внутренней поверхности цилиндра и на наруъной поверхности поршня выполнены кольцевые зубцы, при этом обмотка электродвигателя расположена на поршне в пазах между зубцами, а пазы, образованные зубцами на внутренней поверхности цилиндра, заполнены немагнитопроводным материалом.2 Привод по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения теплоотвода от обмоток электродвигателя, в поршне выполнены каналы для соединения рабочих полостей силового пневмоцилиндра с пневмоусилителем.13. Привод по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в цилиндре выполнены расположенные диаметрально противоположно продольные сквозные пазы, а в средней части поршня выполнены выступы, расположенные в этих пазах, при этом длина пазов не превышает половины длины поршня.Редак орови 3 Подписитета СССРкрытийд.4/5 Яроектн Ужгоро каз 5931/ 13 Тираж 952 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений ио 3035, Москва, Ж, Раушская на