Портальный робот

(21) (22) (46 тального типа. Целяется расшнрениза счет увеличенсвободы схвата,технологическихобеспечения необводов. Каждый гния подвижных элробота состоит ио- элементов, внутросновной шток 14 У 14Ю.Н.Никонов СССР981 м омыш л ДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИГКНТ СССР 4299469/25-0818.08.87) 15.04.89, Бюл.72) И.В.ВойцещукА.М.Захаров53) 621.229 72 (088.8)56) Авторское свидетельств1042991, кл, В 25 Л 9/00,54) ПОРТАЛЬНЬЙ РОБОТ57) Изобретение относитсятроению и, в частности к пенным роботам и манипулято РЕТЕНИЯ ления рабочеиЯ лью изобретения яве зоны обслуживания ия числа степеней а также расширение возможностей за счет ратимости гидроприидропривод перемещеементов портального з трех корпусных и которых расположенПри отсутствии дав; еды в полостях 37,147 38, 35, 36, 40, 41 гидроцилиндр оказывается зафиксированным относительно основного штока 14 подпружиненными шариками 27, 28 и 32, 33. При подаче давления рабочей среды в полости 36 и 40 полый управляющий поршень 34 расклинивает шток 14 перемещением шариков 33, позволяя тем самым поршню 24 дополнительно введенного гидроцилиндра перемещаться вверх до момента выравнивания давления в полостях 35, 36. Шток 14 при этом остает 2251ся заклиненным в верхней управляемой тормозной муфте. При подаче рабочей среды в полости 36 и 37 шток 14, за".клиненный шариками 32, 33, перемещается вверх при перемещении вверх поршня 24. Варьируя подачей давления в различные полости, осуществляют перемещение основного штока 14 относительно неподвижного корпуса гидроцилиндра либо перемещение самого Корпуса гидроцилиндра относительно штока 14. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.1Изобретение относится к машиностроению, в частности к промьппленнымроботам и манипуляторам портальноготипа,Цель изобретения - расширение зоны обслуживания за счет увеличениячисла степеней свободы схвата, а также расширение технологических возможностей за счет обеспечения необ 10ратимости гидроприводов.На фиг.1 показан портальный робот,вид сверху; на фиг.2 - разрез А-Ана фиг,1; на фиг,3 - вид Б на фиг.2;на фиг,4 - сечение В-В на фиг.1.(привод вертикального перемещенияманипулятора и блок).На неподвижном основании .1 портального робота смонтированы направляющие 2 и 3 качения, на которых установлена с возможностью перемещения.нижняя каретка 4, содержащая направляющие 5 и 6 качения. На направляющих5 и 6 расположена верхняя каретка 7с закрепленными на ней гидроприводом 8 перемещения каретки 7; гидроприводом 9 (фиг.2) и гидроприводом10 поворота ахвата относительновертикальной оси.Концы основного штока 11 гидропривода 10 поворота манипулятора связаны между собой гибким элементом 12через блок 13 гидропривода 9 (фиг.2)вертикального перемещения, на основном штоке 14 которого закрепленсхват 15. Для предотвращения само"35произвольного проворота основногоштока 14, гидропривод 9 вертикального перемещения и схват 15 соединенынаправляющей 16. Концы основного 40штока 17 гидропривода 8 жестко зак-реплены на нижней каретке 4. На последней размещен гидропривод 18(фиг.З) перемещения со штоком 19,закрепленным концами .на основании 1.Приводы перемещения кареток 4 и 7и схвата 15 выполнены в виде гидроцилиндра (фиг,4), содержащего корпусной элемент 20, крышку 21, закреп-ленную полой стяжкой 22 через распорную втулку 23 в корпусном элементе. 20. Между корпусным элементом20 и крышкой 21 расположен подвижныйпоршень 24, образующий в корпусе 20две рабочие полости.На корпусном элементе 20 закреплены управляемые тормозные полумуфты25 и 26, установленные с противоположным направлением заклинивания ивозможностью взаимодействия с основным штоком 14 через подпружиненныезаклинивающие шарики 27 и 28. Междутормозными полумуфтами 25 и 26 установлен в гильзе двусторонне подпружиненный полый управляющий поршень 29, образующий также две рабочиеполости,На подвижном поршне 24 закрепленыуправляемые тормозные полумуфты 30и 31, установленные с,противоположным направлением заклинивания и возможностью взаимодействия со штоком14 через подпружиненные шарики 32 и33. Между тормозными полумуфтами 30и 31 установлен в гильзе двустороннеподпружиненный полый управляющий поршень 34. Шарики 27, 28, 32, 33 подпружинены в направлении заклинивания соответствующих полумуфт. Поршень 24 образует с корпусом 20 полости 35 и 36, поршень 29 с гильзой - полости 37 и 38, а поршень 34с гильзой - полости 39-41.Портальный робот работает следующим образом.При подаче давления рабочей среды в полость 36 и одновременно в полость 40 управляющий поршень 34, воздейст-вуя на подпружиненные шарики 33, расклинивает основной шток 14 в управляемой тормозной муфте 31 и позволяет подвижному поршню 24 сместить ся по штоку 14 до упора в крышку 21, При этом полости 37, 35, 39 соединены с атмосферой, а шток 14 остается неподвижным, заклиненным в полумуфтах 25 и 26 подпружиненными шарика ми 27 и 28. При подаче давления рабочей среды в полости 36 и 37, тогда как полости 38, 35, 39, 40 и 41 соединены с атмосферой, шток 14, заклиненный подпружиненными шариками 20 32 относительно полумуфты 30, перемещается вверх под действием поршня 24 на величину шага, определяемого величиной хода дополнительно введенного гидроцилиндра.Для последующего перемещения штока 14 в том же направлении на следующий шаг необходимо повторить цикл действий. Для перемещения штока 14 вниз давление рабочей среды по дается в полости 35 и 38 (при первоначальном положении поршня 24 в крайней верхней точке), а полости 37, 39, 40, 41 соединяют с атмосферой В этом случае управляющий поршень 29 отжимает подпружиненные шарики 28, освобождая шток 14 относительно полумуфты 26, и шток 14, зафиксированный полумуфтами 30 и 31, под действием поршня 24 перемещается вниз на 40 величину хода дополнительно введенного гидроцилиндра.Для возвращения штока 24 в исходное (крайнюю верхнюю точку) положение при неподвижном штоке 14, рабо чая среда подается в полости 36 и 41, а полости 35, 37, 38, 39 соединяют с атмосферой. Для осуществления последующих ходов в этом направлении цикл повторяют. Для остановки штока 14 в любой точке на величине шага перемещения полости 37, 38, 40, 41 соединяют с атмосферой. В случае закрепления. штока 14 соответствующие перемешения осуществляет корпус си лового цилиндра относительно штока 14.При подаче давления в соответствующие полости гидропривода 18 перемешения нижней каретки 4, гипропривод 18, смонтированный на нижней каретке 4, осуществляет пошаговое перемещение последней по направляющим 2 и 3 качения вдоль основного штока 19, закрепленного двумя концами на основании 1,Аналогично перемещается верхняя каретка 7 по направляющим 5 и 6 качения нижней каретки 4 вдоль закрепленного на ней основного штока 17 при подводе давления в соответствующие полости гидропривода 8, У гидро- привода 10 поворота схвата 15 вокруг вертикальной оси, шток 11, при своем перемещении, через гибкий элемен. 12 поворачивает блок 13 гидропривода 9 вертикального перемещения схвата на заданный угол.Все гидроприводы подвижных звеньев могут работать одновременно. Контроль положения подвижных звеньев осуществляется датчиками (не показаны) .Формула изобретения1, Портальный робот, содержащий нижнюю и верхнюю каретки с роликовыми опорами, расположенные одна на другой, перемещающиеся во взаимно перпендикулярных направлениях по соответствующим направляющим и кинематически связанные соответственно с неподвижным основанием и между собой посредством двух основных гидро- приводов линейного перемещения кареток, выполненных в виде гидроцилиндров, корпуса которых жестко связаны с соответствующими каретками, а ихосновные штоки жестко связаны с соответствующими направляющими, а также третий основной гидропривод вертикального перемещения схвата, корпус гидроцилиндра которого жестко связан с верхней кареткой, а на основном его штоке жестко установлен схват и напорные магистрали, связывающие все основные гидроприводы с гидростанцией, о т л и ч а ю щ и й - .с я тем, что, с целью расширения зоны обслуживания за счет .увеличения числа степеней свободы схвата, а также расширения технологических возможностей за счет обеспечения необратимости гидроприводов, онснабжен дополнительным гилроприводом поворота схвата, выполненным в виде дополнительного гидроцилиндра, корпус которого жестко установлен на верхней каретке, каждый гидроцилиндр снабжен дополнительным штоком, жестко связанным с поршнем, который расположен на еГо основном штоке свозможностью продольного перемещения, а основной шток дополнительного гидропривода кинематически связан посредством дополнительно введенного гибкого элемента с корпусом гидро- привода вертикального перемещения схвата, причем этот корпус, в свою очередь, шарнирно связан с верхней кареткой, при этом корпус каждого гидроцилиндра всех основных и дополнительного гидроприводов выполнен из трех соосных корпусных элементов, причем в крайних корпусных элементах расположены дополнительно введенные управляемые тормозные муфты, а в средней - дополнительный шток, кото- рый жестко связан с одним из крайних , корпусных элементов, а два других элемента жестко связаны между собой, при этом средние корпусные элементы связаны напорными магистралями с гидростанцией. 2. Робот по п,1, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что каждая управляемая тормозная муфта выполнена в виде вспомогательного гидроцилиндра,корпусом которого является соответствующий корпусной элемент соответствующего гидропривода, а внутри этого корпусного элемента расположен10 соосно основному штоку привода полыйуправляющий поршень двустороннегодействия, противоположные торцы которого с одной стороны подпружиненыотносительно этого корпусного эле 1 мента; а с другой стороны кинематически связаны с основным штоком гидропривода посредством дополнительновведенных шариков, при этом эти шарики расположены в конусных отверс 20 тиях, дополнительно выполненных вкорпусном элементе, и подпружиненыотносительно него, причем вершиныконусных отверстий направлены однанавстречу другой, а рабочие полости25 вспомогательного гидроцилиндра управляемой муфты образованы торцовыми поверхностями полого управляемого поршня и внутренними поверхностями корпусного элемента и соединены. допол 30 нительно введенными напорными магистралями с гидростанцией,