Тактильный сенсор промышленного робота

(5) 4 В 25,1 500, 19/О НИ це 04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР х(о 1074711, кл. В 25 ) 15/00, 1984.(54) ТАКТИЛЬНЫЙ СЕНСОР ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА(57) Изобретение относится к робототехнике, а именно к устройствам для очувствления захватов и корпусов промышленных роботов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет повышения его селективности цо отношению к месту приложения усилий и придания трехмерной чувствительности. Для этого устройство, состоящее из листового упругого элемента, в котором выполнены замкнутые полости, заполненные жидкостью, токопроводящей пластины, установленной на упругом элементе, и тензорезисторных датчиков, расположенных в отверстиях упругого элемента и разделенных замкнутыми перегородками, также заполненными жидкостью снабжено дополнительным листовым упругим элементом, расположенным поверх токопроводящей пластины, тензорезисторцые датчики выполнены сегментными со вза им ной изоляцией сегментов, а внутри каждого датчика расположен дополнительный датчик, также состоящий из взаимно изолированных сегментов, причем оба датчика взаимно изолированы. Внутри дополнительного датчика установлен перемещающийся электрический контакт в виде стержня, верхняя часть ко торого соединена с дополнительным упругимэлементом, который имеет точечное крепленне наа иенарачн заман сеыа ннаоееей ае ав цовного упругого элемента. 9 ил.1371902 111 зцбретение относится к робототехнике,д иченно к устройствам для оцувствлениязахватов и корпусов промышленных роботсв, и является усовершенствованием известнснц лстроиства цо авт. св. )хо 10(4(11.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей тактильнцго сенсор зд счет цсвышения селективцск) и егоццврхвкти цо отннценик) к месту цриложсция усилий, д также цридация сснсору10тРСХМЕРНЦй ЦУВСтВЦ)сЛЬЦОСтн.11 фи). 1 изображ( нз цоверхв)сть так И,ьцц)ц сснсора, цб(ний ви.; нд фиг,сецсние Л-Л ца фи 1; цд фиг. 3 сецение 1-1) ц фиг. 1; нд фиг. 4 тц же, цри.и)ч т.ильвч у ц;)стлсснсор 1 (ницк)1 здцы) . 5511 цв рх цл;)сгицы 22 рзчцется;и)- цц, ц)и)с льны и лис)ц)ци элемент 23, цдрил) р, и рс и цы и,1 И .(рл)ц и э,дети)нц)ц ч(1 териала с жесткостью меньшей, цем у листа 10. Элемент 23 подвижен относительно верхней поверхности пластины 22, но жестко закреплен в тоцках 24 к пластине 22 цал центрами полостей 11 14. 1 ри работе сенсор устанавливается нз оцувствляемой цоверхцости 25.Конструкция лдтциков 1 9 цолробно изсбражена на фи) 5 и 6. Основной латцик состоит из сегментов 26, расположенны х тзк, цтс они контактируют с перегородками полостей с жидкостью, уцомянутых ранее. С.егченты 26 рзз;и.)сны лиэлектрицескими црцклдлками 27. Доцсс)ительный латцик сктоит из сегментов 28, также рззлеленных црцклдлками 29. Обд лдтцикд между собой рдзлелецы цилинлри(еской црцклалкцй 3 О. Все цроклдлки диэлектрицеские и оолалают з)шцительно большей жесткостью цо отношению к материалу ддтцикд и элдстицных деталей сенсор. В центрс второго датчика вы ццл не но отверст ис, в котс) ром свобс;но церемециается металл ицеский контакт 31 в вилс стержня, имекнцс го электрическийс(н 1 рикдсдк)щил(ися цоверхцостячи сегментов 28. Кцтдк) 31 в верхней цасти снабжен коцтактцсй цлоцалкой 32, имеющей электрицеский контакт с пластиной 22, контактом 31 и верхними торцами сегментов 26 первого латцикд, на которые опирается площадка 32 своей нижней поверхностью. Верхней поверхностью площадка 32 скреплен с элементом. От всех сегментов датчиков выццлцяктся отдельные выволы с вмсщью нрцвцлникцв, ццдклксл)ых к измерительнцлх устрс)йству систлы уцравления роботцл или к уцрдвлякнцеи ЭВЧ.1 ктильный снсцр рд(от;ит сле,р,кнцим цбрдзцч.11 ри црилс)женин лсцлия лжлл,1)тци. кчи 1 9 цернцликхлярцо )цверхцкти сн(цр;), например Р л ццлцсти 14, ццо цсрс Лается жидк(ктид)ц.)цякн)сей )нлость 14, которая чгнцвс 1)ц црелдет лдвление на л;цики 4, 5, 7 и 8 цс рсз стн(ли 2 О и 21 1 ри эцм соотвсс ) вс книнес и,)ия цри.с )с(ктся к се) л(сцтдч 26, ири,с)дк(цич к стс илч 2 и 21 и ич;)ндлцгццныч (.И) ндлы этих СС)Мц ГСВ, цр(НН)рцнцис)ЛЬНЫЕ ЛСИЛИК Р нн(ццдют чесгц црилцжения и интцсинвсгь цри.иженццп лсилия Р). 1.сли к ццврхцсс)и сшкцр бу.сс) ирилжев лси.)ис 1)ц.1 л глоч л нцв рхццс) и, )ц такк лсилис рслл(1,(ындлся и;1 Л)с сцсг,)як)щие Р и Р . 11 ри эгцл Нср) ил),)ьццс лси)ие Р, .с 1)ст ну , ца;штцики т;(лж, кк и ццисцви лсилис Р У (ори янп;)льндя сцстдвляк)- щд Ррдси рктрд ц)1 тс я и ,)емец гс 23, цдцример, лжлх л;(гцик;)ми 3 и 5, р;)стяги;)с эгц элечс(цт, сц;и истин бц.1 ьц)еи с тС)И НИ Скд)ц; С я и уцСТКС ЭЛСЧС ц Т,) 23, р)сцц.)цж нцц сг)с 1(д цт чссг 24 лрсц. Л(.ЦИ 51с)(.ТЦЛ СЛ 1 СНИНСГСЯ (,ИфЦРЛ)цЛ С137(Н)2 Фир,(гг.га изп 5 рет( н(гг т ся) и церелает свое усилие ца плоналку 32 контакта 31, который смецается от цредыдуц 1 еп нейтральноо положения и передает усилие ца соответствующий сегмент 28 второго латчика, который изменяет свое электрическое сопротивление, регистрируемое измерительным устройством робота. При приложении усилия Рз непосредственно к датчику, например, к датчику 5, перцецдикулярно к поверхности сенсора, это усилие через площадку 32 воздействует на торцы сегментов 26 первого датчика, сопротивление которы изменяется и место ириложения усилия Р, локализуется измерительным устройством. В случае приложения к датчику усилия Р цод углом к вовс рхности сецсора, то это усилие раскладывается на лве составляющие - вертикальнук Р и горизонтальную Р, которые лействх ют нэ датчик также, как описанные ранее: составлякнцая Рдействует также, кдк Р, а Рю кдк Р, приложенное цеиосрелствецно к цгинцадке 32. В случае приложения усилия к цереп- родке, например Р, оно, деформируя церегородку 18, цередзет давление ца жидкость фи. 4), заполняюцую внутренний обьех церепродки и через торцовые стенки перегородкица соответствукнцие сегменты 26 датчиков 5 и 8. При этом за счст деформации церегоролки незначительная часть лзвления передается в полости 13 и 4, контактируюцие с,1 атчиками 4 9, однако сигналы от этих датчиков крайне незначительны или вовсс отсхтствуют, тзк как давление рассеивается в полостях в силу своей небольшой величины и упругости материала сецсора, з кновной сигнал наибольшей величины будет От лдтчиков 5 и 8, контактирующих с перегородкой 18, к которой приложено усилие Р что и необхо;1 имо для четкой работы сецсора. В ссни)ре еп жестк(гь дви оналичия церегоролок, т,к кдк ж(сксть сенсорного слоя оцрс.иле. гся цс жс(ко.стью эластичного ч;т(ри;л;, иыггорог 5 изготовлен сенсор, д лц(ц гьк и хцргостью жилколи, сил.рж(Иии(5 и дчкцхтых цол(ктях 1 - 14 в эгиченте 1), Ири этом плотность и уцрх гост жилккти значите,ь выше плотности и упругости элдстичвго материала.Во всех случаяк церелдчд усилия т - лост(.й и иеЕ)(.ГоО,1 ок цроисхолит зд сч.1 т деформации ленок, цс цосрелл вецно контзктирукнцих с датчиками В цроцсссе работы сенсор не теряет ччвствит(лш(ости цри 15 любом усилии, цосколькх жидкость, используемая в работе. несжич;ичд и цри лкбой величине усилия церелзт сп ц датчики Тд ктис ьы й секор и рм и илен шг робота по двт. св. Л 1074711, от.гггингиигг теч, что, (. И(.ьк) Е)зсцир(ни 51 фх цкциОцдгьны х возможно. Теи, о 1 сц;бжец,ц(,ни Г(,ьцыч листовым уцругич эллстох, рд(цо о женцыч поверх токоцроно;1 яци и властиыи ИЕ)икрецгигиым к этои властиг(. в точк;х, сктветствукнцих центрам змкх тых ио;иктей основного уцругог( элс мента, внутри кгжлОГО из тсцзорезисторцьгх;11 Гик(1 в хс.30тано вле и изолировд цц ы й от неп лоиол цительный те зоре.историл( чик, )х три котороО ргоно.ожсц с взможц(с Гьк) осевого верехеци ни я токцроиляций стержень, црикрелешый Олцич к(шич к лоцолнительночу лСтон(му Ецрупчу лечсцтх и электриче(. ки связд ццыи с тк(нрводящей цлдстишй и тсцзорезисторным .1 тшком, в котороч Оц устдцовл(ц, цри этом каждый из (кновных и лоцолитегц х тецзорезисторцых лдтчиков выпили и и ии:и изо,ировднных лрхг т рхд с(гххитов