Манипулятор

(5 ТЕНИ ьство ССС8/06, 1985 ототехниразличных омышленорган, по поясняю при сим пластин при сим пластин пулятор, двух вза стях; на сбоку; н поперечн ыше- ения ся по увел улятор патель си; на олнит еп иг.2 - льный ГОСУДАР СТВ Е ННЫ И КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ.И ОТКРЫТИГ 1 РИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт кибернетики АН ГССР(56) Авторское свидетел РМ 1194669, кл. В 25 3 1(57) Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в различныхконструкциях манипуляторов промышленных роботов. Целью изобретения являетсяповышение грузоподъемности за счет увеличения жесткости конструкции. Манипулятор состоит из основания и механическойруки 1 с захватным устройством. Механическая рука 1 выполнена в виде гибких модулей 2. опорных элементов 3 в виде дисков изахватного устройства. Каждый из гибкихмодулей 2 включает попарно состыкованные двухслойные пластины 5, слои которыхвыполнены из материалов с различными коэффициентами линейного расширения.Каждая двухслойная пластина 5 гибкого моИзобретение относится к ке и может быть использовано конструкциях манипуляторов ных роботов,Целью изобретения являе ние грузоподъемности за сче жесткости конструкции,На фиг,1 изображен манип печивающий возвратно-посту ремещение вдоль продольной о то же, вид сбоку; на фиг.3 - исп дуля 2 связана с пластиной 5 соседнего гибкого модуля 2, образуя прямоугольные полосы 7, Параллельные прямоугольные полосы 7 образуют цилиндрический каркас посредством опорных элементов 3 в виде дисков, расположенных в местах стыковки пластин 5 двух соседних гибких модулей 2 или по середине первой пластины 5 каждого гибкого модуля 2, при этом в каждой прямоугольной полосе 7 слои с меньшими коэффициентами линейного расширения чередуются со слоями с большими коэффициентами линейного расширения. Для получения возвратно поступательного перемещения захватного устройства 4 слои в одноименных пластинах 5 каждой прямоугольной полосы 7 с одинаковым коэффициентом линейного расширения направлены к продольной оси, Для получения перемещений в двух взаимноперпендикулярных плоскостях прямоугольные полосы установлены так, что их плоскости параллельны друг другу и слои дополнительных пластин с одинаковым коэффициентом линейного расширения обращены в одну сторону. 3 з,п. ф-лы, 10 ил. перечный разрез; на фигА - схема, щая работу манипулятора (фиг.1) метричной выгнутости отдельных к продольной оси; на фиг,5 - то же, метричной выгнутости отдельных от продольной оси; на фиг,б - мани- обеспечивающий перемещение в имно перпендикулярных плоскофиг.7 - исполнительный орган, вид а фиг.8 - исполнительный орган, ый разрез; на фиг,9 - схема, пояс 1648759няющая работу манипулятора (фиг,6) с односторонне симметричной выгнутостью отдельных пластин; на фигЛО - то же, с односторонне несимметричной выгнуто- стью отдельных пластин.Манипулятор состоит из основания (не показано), механической руки 1, состоящей из последовательно соединенных гибких модулей 2 и опорных элементов 3 в виде дисков, а также захватного устройства 4, Каждый гибкий модуль 2 состоит из попарно состыкованных идентичных двухслойных пластин 5 прямоугольного сечения, слои которых выполнены из материалов с различными коэффициентами линейного расширения. Слой с большим коэффициентом линейного расширения является активным, а слой с меньшим коэффициентом линейного расширения - пассивным. Каждая из двухслойных пластин связана с источником питания посредством электропроводов 6, Каждая пара двухслой.ных пластин 5 гибкого модуля связана с двухслойными пластинами смежных гибких модулей, образуя прямоугольные полосы 7, обьединенные опорными элементами 3 в цилиндрический каркас, При этом на нижней и верхней поверхностях прямоугольных полос 7 имеет место чередование активных и пассивных слоев, Стыковка гибких модулей 2 обеспечивается, например, сваркой, склеиванием и т.п.Диски изготовлены из конструкционного электроизоля цион ного материала (например, пластмассы, стекла, керамики) и неподвижно связаны (склеиванием, замковым соединением, винтами и т.п.) с прямоугольными полосами,Диски расположены на равных расстояниях друг от друга, а соединяющие их прямоугольные полосы параллельны друг другу и крепятся к дискам стем, чтобы их продольные оси были параллельны продольной оси механической руки. Крепление дисков всегда приходится либо на линию стыковки отдельных пластин в прямоугольной полосе, либо на середину отдельных пластин. Диски и прямоугольные полосы 7.пенпендикулярны друг другу. В зависимости от варианта исполнения концевые отдельные пластины либо равны по длине неконцевым пластинам, либо равны половине их длины, Прямоугольные пластины электрически соединяются между собой.в зависимости от выполненного варианта исполнительного органа. Соединенные между собой двухслойные пластины (например, параллельно или последовательно или смешанно) проводами электропитания 5 присоединяются к блокам управления и электропитания, ность изгиба от продольной оси.45Закрепление дисков в местах стыка гибких модулей 2 или в середине первых пластин модулей обеспечивает параллельность расположения дисков по отношению друг к другу при деформациях прямоугольных по лос 7. При отключении энергии исполнительное устройство возвращается в исходное положение.Для осуществления возвратно-поступательного перемещения захватного устрой ства 4 со смещением в параллельнуюплоскость относительно продольной оси используется вариант выполнения исполнительного органа, изображенный на фиг,6, На фиг.9 приведена схема изгиба пластин 5, когда первые пластины 5 выполнены с вер 10203040 В примерах на фиг,1 и 6, электропроводы подключены параллельно, Параллельноподключены и пластины 5. Объединения дисков и пластин создают единую жесткуюконструкцию, в которой параллельность прямоугольных полос 7 обеспечивает симметричность деформаций. В случае необходимости увеличения жесткости увеличивают диаметр дисков и поэтому становится возможным увеличение числа укрепляемых на них прямоугольных полос 7.На фиг.1 приведен манипулятор, в котором обеспечивается поступательное перемещение захватного устройства 4 за счетсимметричного закрепления прямоугольных полос 7 на дисках,На фиг,6 приведен манипулятор, в котором плоскости прямоугольных полос расположены параллельно друг другу и обеспечивается перемещение захватногоустройства 4 в двух взаимно перпендикулярных направлениях.Манипулятор работает следующим образом,Возвратно-поступательное перемещение осуществляется следующим образом.При подаче энергии к двухслойным пластинам 5 каждого гибкого модуля 2 (например, нагрева магнитострикцией,электрострикцией обратным и ьезоэффектом) слои пластины 5, имея различные коэффициенты линейного расширения, деформируются и перемещают диск, а, следовательно, и захватное устройство 4, Перемещение захватного устройства 4определяется ак общее суммарное перемещение всех дисков.При установке дисков в серединах первых двухслойных пластин 5 с пассивным слоем (фиг.2) имеют направленность изгиба двухслойных пластин 5 к продольной оси, апри установке дисков в серединах пластин 5 с активным слоем (фиг,3) - направлен 1648759хним активным слоем, а диски закреплены на серединах пластин 5, На фиг,10 и риведена схема. где диски установлены в местах стыка гибких модулей 2, что позволяет получить большие перемещения во взаимно перпендикулярных плоскостях.В зависимости от подачи энергии к отдельным двухслойным пластинам 5 в гибких модулях 2 (в этом случае стыковка отдельных пластин между собой должна предусмотреть их электроизолированность друг от друга), возможно получение суммарных перемещений в двух взаимно перпендикулярных направлениях,Формула изобретения 1. Манипулятор, содержащий основание, установленную на нем механическую руку, состоящую из опорных элементов и последовательно соединенных гибких модулей, первый из которых связан с основанием, а последний - с захватным устройством, причем каждый гибкий модуль включает двухслойные пластины, слои которых выполнены из материалов с различными коэффициентами линейного расширения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения грузоподьемности за счет увеличения жесткости конструкции, каждые две двухслойные пластины каждого модулясоединены между. собой и с соответст 5 вующими двухслойными пластинамисмежных гибких модулей, образуя параллельные прямоугольные полосы, в которыхслои с меньшими коэффициентами линейного расширения чередуются со слоями с10 большими коэффициентами линейного расширения, а опорные элементы механической руки выполнены в виде дискОв,установленных перпендикулярно прямоугольным полосам механической руки,15 2. Манипулятор по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что опорные элементы установлены в местах стыка двухслойных пластин каждого гибкого модуля,3, Манипулятор по п,1, о т л и ч а ю 20 щ и й с я тем, что опорные элементы механической руки установлены в серединахпервых двухслойных пластин каждого гибкого модуля.4. Манипулятор по и, 1, о т л и ч а ю 25 щ и й с я тем, что плоскости всех прямоугольных полос механической руки параллельны друг другу.1,1648759Составитель А.Ширяева едактор М.Васильева Техред М,Моргентал Корректор О.Ципле каз 1865 Тираж 477 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5П роизводственно-издательский комбинат "Патент", гужгород, ул. Гагарина