Предохранительное устройство для выключения привода манипулятора при столкновении с объектами

)4 В 25,1 19/О ПИСА ЗОБРЕТЕН К ПАТЕНТ р Ш ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) КУКА Швейсанлаген унд РоботерГмбХ (РЕ)(54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВОДЛЯ ВЪКЛЮЧЕНИЯ ПРИВОДА МАНИПУЛЯТОРАПРИ СТОЛКНОВЕНИИ С ОБЪЕКТАМИ(57) Изобретение относится к областмашиностроения, а именно к предохранительным устройствам манипуляторовв частности к предохранительному ус ройству для выключения привода манипулятора при столкновении с об 1 ектами, Целью изобретения является повышение надежности работы предохранительного устройства за счет возможности его регулирования при столкновении с объектами независимо от направления, из которого воздействуют силовые импульсы. Для этого предохранительное устройство содержит переключатель для выключения привода манипулятора. Переключатель реагирует , на трехразмерное отклонение стыковочных узлов 1 и 2, соединенных между собой средством их силового замыкания. Устройство также имеет два рабочих органа, расположенных на расстоянии друг от друга и соединенных пру с другом средством их силового замыкания. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к машиностроению, а именно к предохранительным устройствам манипуляторов, вчастности к предохранительному уст 5ройству для выключения привода манипулятора при столкновении с объектами.Цель изобретения - повышение надежности работы предохранительногоустройства за счет возможности егореагирования при столкновении с объектами независимо от направления,из которого воздействуют силовые импульсы. 15На Циг,1 изображено предохранительное устройство, вид спереди; нафиг,2 - разрез А-А на фиг.1,Предохранительное устройство длявыключения привода манипулятора пристолкновении с объектами содержитдва стыковочных узла 1 и 2. При этомстыковочный узел 1 предназначен длясоединения с инструментом 3, а стыковочный узел 2 соединен с последнейпобочной осью 4 стрелы манипулятора.Оба стыковочных узла 1 и 2 неподвижно соединены друг с другом в нормальном рабочем положении. Однако в случае столкновения с объектами, например при столкновении инструмента скаким-либо предметом, такое соединение обоих стыковочных узлов 1 и 2является не жестким, а изменяющимся.Относительное двоение стыковочныхузлов,1 и 2 дает управляющий импульс, 5используемый для выключения приводаманипулятора. Согласно изображенному на фиг.2 примеру выполнения стыковочный узел 1 закреплен ца инструменте 3 через фланец 5 посредством винта 6.Стыковочные узлы 1 и 2 установлены концентрнчно, при этом на ступичном участке стыковочный узел 1 охватывается стыковочным узлом 2, причемна ступице стыковочного узла 1 по периферии выполнена выпуклая поверхность 7, чтобы стыковочный узел 2мог осуществлять сферическое (шарикообразное) движение вокруг стыковочного узла 1, Между стыковочными узламии 2 в различных местах, предпочтительно в трех, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга,предусмотрены центрирующие шарики 8,которые обеспечивают силовое замыкание (соединение) стыковочных узлови 2. Наружный стыковочный узел 2 имеет сквозные радиальные отверстия, доступные снаружи камеры 9. Каждый центрирующий шарик 8 расположен с возможностью радиального перемещения в направляющей 1 О. На наружной стороне центрирующий шарик 8 снабжен пакетом пружин 11, размещенным в насадочном корпусе 12, Эти пружины предварительно натягиваются желаемым образом при помощи соответствующего приспособления 13, которое снаружи доступно, и таким образом обеспечивается регулирование предохранительного устройства беэ демонтажа отдельных узлов.На внутренней стороне центрирующего шарика 8 находится полусферическая направляющая 14, предусмотренная в качестве вставки во внутреннем стыковочном узле 1. Все указанные элементы входят в средство для силового замыкания стыковочных узлов. Направляющая 14 перекрывает радиальное отверстие 15 во внутреннем стыковочном узле 1, причем в отверстие 15 направлены два шарика 16 и 17. Шарик 16 выполнен в качестве распорного элемента средства силового замыкания стыковочных узлов, а шарик 17 - в качестве соединительного элемента. Эти шарики 16 ы 17 взаимодействуют с центрующим шариком 8, а именно в радиальной плоскости, Таким образом, сме-, щение центрирующего шарика 8 в любом направлении приводит к перемещению шариков 16 и 17.Распорный шарик 16 взаимодействует со скосами 18 двух расположенных на расстоянии друг от друга рабочих органов 19 и 20, которые предпочтительно выполнены в виде диска. Рабочие органы 19 и 20 расположены коаксиально и параллельно и соединены друг с другом реэьбовыми винтами (болтами) 21. Винт 21 входит резьбовой в рабочий орган 20, Между другим рабочим органом 19 и головкой болта 21 установлена нажимная пружина 22, прижимающая друг к другу оба рабочих органа 19 и 20.На рабочем органе 20 расположен переключатель 23 приближения, имеющий задачу следить эа расстоянием между рабочими органами 19 и 20. Если уменьшение расстояния превышается на определенную величину, то переключатель 23 приближения далее передает такое изменение расстояния, служащее для выключения привода. Дляэтой цели в рабочем органе 9 через резьбу расположен регулировочный винт 24, имеющий переключатель 25, образующий с ним регулируемый упор и взаимодействующий с переключателем 23 приближения, Положение винта 24 можно фиксировать контргайкой 26. Во время нормальной работы через силу пакета пружин 11 центрирующий шарик 8 воздействует радиально вовнутрь на шарики 16 и 17, причем распорный шарик 16 обеспечивает то, что зба рабочих органа 19 и 20 расположены на заданном расстоянии друг от друга. Вращательное движение рабочих органов 19 и 20 предотвращается по меньшей мере одним штифтом 27, входящим в шлиц 28 рабочего органа 19, что обеспечивает возможность их осевого перемещения. При помощи реэьбовых болтов 21 силу предварительного натяжения между рабочими органами 19 и 20 можно регулировать посредством нажимной пружины 22. Нажимная пружина 22 и регулируемый упор, образованный регулировочным винтом 24 и пере,ключателем 25, входят в средство для силового замыкания рабочих органовЕсли относительное движение между стыковочными узлами 1 и 2 приводит к изменению положения центрирующих шариков 8 относительно их направляющих 14, то вследствие измененияФ расстояния рабочих органов 9 и 20 переключатель 23 выключает привод. Для предотвращения перемещения стыковочных узлов 1 и 2 из их заданного положения предусмотрен один или несколько стопорных болтов 29, входящих в выполненную с большим зазором выемку 30 другого узла, благодаря чему предотвращается разъединение обоих стыковочных узлов 1 и 2.На фиг.1 изображены винтовые соединения 31 для соединения наружного . стыковочного узла 2 с последней побочной осью 4 стрелы манипулятора, а также винтовые соединения для соединения внутреннего стыковочного узла 1 с инструментом 3.Однако согласно примеру выполнения отдельные насадочные корпусы 12 наружного стыковочного узла 2 выполнены так, что, с одной стороны, они допускают смещение приспособлений 13 для предварительного натяжения, а с другой стороны, фиксируют эти приспособления в установленном положе нни. Для этой цели отдельный корпус 12 выполнен с зазором 32. При помцпп винтового соединения 33 становится возможным натяжение корпуса 2 относительно приспособления 13 и таким образом фиксация его положения.Предохранительное устройство работает следующлм образом.Устройство направлено на внезапное прекращение автоматически управляемого движения манипулятора в том случае, если один узел манипулятора неожиданно сталкивается с каким-нибудь объектом. В большинстве случаев инструмент 3 манипулятора сталкивается с частью обрабатываемой заготовки. Прекращение работы должно служить для избежания повреждений.Предлагаемое предохранительное устройство расположено на конце стрелы манипулятора в месте примыкания последней побочной оси 4 к инструменту 3. В обоих случаях соединенные друг с другом узлы расположены в направляющей, снабженной силовым элементом, Создаваемое одной или несколькими пружинами силовое замыкание выбирают так, что узлы соединены друг с другом во время нормальной работы относительно неподвижно. Но если инструмент или другая часть манипулятора неожиданно сталкивается с каким-нибудь предметом, то силовое соединение узлов прекращается, причем относительное движение опознается срабатывающим переключателем и используется для выключения привода.Предохранительное устройство выполнено так, что оно может реагировать на трехраэмерное изменение их силового центрованного положения. Это достигается в том случае, если оба узла приближаются друг к другу в коаксиальном направлении или если их разворачивают относительно друг друга в окружном направлении, а также независимо от направления, из которого воздействуют силовые импульсы, что чаще всего происходит на практике. Как конструкцию рабочих органов, так и конструкцию распорных элементов и переключателя можно изменять самым различным образом.фофрмула изобретения 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Предохранительное устройстводля выключения привода манипуляторапри столкновении с объектами, содержащее два стыковочных узла, средство их силового замыкания, переключатель предназначенный для выключеФ5 ния привода, причем переключатель реагирует на пространственное отклонение узлов по трем координатам, о тл и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежности, оцо снаб О жено двумя рабочими органами, расположенными на расстоянии друг от друга, и средством для силового замыкания этих рабочих органов.2. Устройство по п,1, о т л и - 1 я ч а ю щ е е с я тем, что каждый рабочий орган выполнен в виде диска, причем диски расположены коаксиально, а средство для силового замыкания рабочих органов выполнено в виде пружи О ны, прижимающей диски, и регулируемого упора, причем между дисками по периферии установлены дополнительно введенные распорцые элементы средства для силового замыкания стыковоч ных узлов.3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что на обращенных одна к другой поверхностях дисков выполнены скосы. ЭО4. Устройство по и.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что ца одном из дисков закреплен указанный выше переключатель, а ца другом - регулируемый упор, средства для силового замыкания рабочих органов, предназначенные для взаимодействия с переключателем. 5, Устройство по пц.1-4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что диски установлены посредством распорных элементов в одном из стыковочных узлов свозможностью осевого перемещения.6. Устройство по пп.1-5, о т л ич а ю щ е е с я тем, что стыковочные узлы установлены концентрично иимеют радиальные отверстия, а средстдля силового замыкания этих узловснабжено полусферическими направляющими, установленными в радиальныхотверстиях внутреннего стыковочногоузла, и подпружиненными центрирующими шариками, размещенными г радиальных отверстиях наружного узла и вполусферических направляющих внутреннего стыковочного узла.7. Устройство по пп,1-6, о т л ич а ю щ е е с я тем, что распорныеэлементы выполнены в виде шариков,прилегающих друг к другу в радиальных отверстиях полусферической направляющей внутреннего узла и цецтрирующими шариками подпружиненно прижатых к рабочим органам,8, Устройство по пп.1-7, о т л ич а ю щ е е с я тем, что средстводля силового замыкания стыковочныхузлов снабжено дополнительными направляющими под центрирующие шарики,установленные в радиальных отверстиях наружного узла, и пакетами пружин с индивидуальными приспособлениями их предварительного натяжения, установленными в этих же отверстиях.409124 зг Составитель И. Б Техред М. Ходанич а Редактор С.Патр орректор И.Мус аэ 3362/5 Тираж 9 И Государст делам иэоб Москва, Жписное енного комитета ССетений и открытий ВН 113035 аушская наб., д,л. Проектная роиэводственно-полиграфическое предприятие, г