Модуль манипулятора

)5 САН РС КОМУ Е ИЗОБРЕТЕН ИДЕТЕЛЬСТВУ ОП ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(72) Л,М,Болотин и Э.А,Певзнер (56) Авторское свидетельство СССР В 1466934, кл. В 25 ) 9/08, 1987, (54) МОДУЛЬ МАНИПУЛЯТОРА , (57) Использование: в манипуляторостроении в качестве исполнительного модуля промышленного робота с цикловым управР лением, Подвижное звено 2 взаимодействует с упругим элементом 3 аккумулятора механической энергии при его перемещении и с основными упорами 13, Управляемые фиксаторы определяют его положение. Дополнительные упоры 7 установлены на одной из двух частей фиксатора с возможностью их взаимодействия с выходом 6 привода, а датчики связаны с управляемыми элементами 12 и 14 подвода - отключения энэргоносителя и реверса привода, при этом привод подвижного звена выполнен несамотормозящим, 3 ил,Изобретение относится к машиностроению, конкретнее к манипуляторостроению; и может быть использовано е качествеисполнительного модуля промышленногоробота (ПР) с цикловым управлением.Известны модули манипуляторов, со: держащие основание, силовойприводиисполнительное подвижное звено, взаимодействующеес упругим элементом аккумулятора механической энергии, управляемые фиксаторы сприводным механизмом.Недостатком такой схемы построенифмодулей является ."переход" подвижногозвена через запрограммированную позицию и последующий возврат к этой позиции,что обусловлено необходимостью надежного взаимодействия управляемого фиксаторас подвижным звеном. Этот "переход" череззапрограммированную позицйю являетсянеприемлемым для многих случаев практического применения таких устройств и может вызвать поломку исполнительногоподвижного звена при столкновении с обслуживаемым. оборудованием,Известны усовершенствованные модули манипуляторов, лишенные этого недостатка, Известный модуль манипуляторасодержйт основание, нв котором установлено подвижное звено, взаимодействующее супругим элементом аккумулятора механической энергии, привод перемещения по движного звена и управляемые фиксаторыего полнения, состоящие из двух частей,одна из которых связана с выходом приводаперемещения подвижного звена.Недостатком такого устройства является недостаточное быстродействие и плав ность движения модуля, что обусловленоостановкой подвижного звена и потерейвремени между моментами фиксации выхода привода подвижного звена в механизмефиксаторов и подачи команды на "подтяги, вание" подвижного звена к упору точки позициОнирования. Установка датчикафиксации выхода привода подвижного звена в механизме фиксаторов известного модуля затруднительна из-эа использования вконструкции многозубой рейки(в виде которой выполнена одна из частей управляемого Фиксатора),Целью изобретения является повышение быстродействия и плавности движения.Это достигается тем, что в модуле манипулятора, содержащем основание, на котором установлено подвижное звено,взаимодействующее с упругим элементомаккумулятора механической энергии, при. вод перемещения подвижного звена и управляемые фиксаторы его положения,состоящие из двух частей, одна из которых связана с выходом привода перемещения подвижного звена, применены следующие усовершенствования.Он .снабжен дополнительным упором, 5 установленным на корпусе той части фиксатора, что не связана с выходом привода, с возможностью взаимодействия с выходом привода, датчиком его фиксации в механизме фиксаторов и управляемым элементом 10 отключения энергоподвода к приводу передвзаимодействием его выхода с дополнительным упором и включения энергоподвода к приводу по сигналам датчика фиксации.Принципиально то, что в предлагаемом уст ройстве привод подвижного звена долженбыть выполнен несамо 1 ормозящим.Конструктивно модуль манипулятораможет быть выполнен так, что привод подвижного звена установлен как на основа нии, так ина самом подвижйом звене.На фиг.1 изображена конструкция модуля с приводом подвижного звена, установленном на подвижном звене, с зацепом на выходном звене привода и собачкой на ос новании; на фиг.2 - конструкция модуля сприводом, установленном наосновании; на фиг,З - конструкция модуля с приплодом на подвижном звене, с зацепомна одйовании и собачкой на выходном звене при 9 ода.30 Модуль манипулятора (фиг.1) сддержитоснование 1, подвижное звено 2, взаимодействующее с упругим элементом 3 аккумулятора механической энергии, привод 4 перемещения подвижного звена 2 и управ ляемйе фиксаторы его (звена) положения,состоящие из двух частей, одна изкоторых выполнена в виде зацепа 5 и связанас выходом 6 привода 4 перемещения подвижного звена. Кроме этого,. модуль снабжен 40 дополнительным упором 7, установленнымна корпусе 8 другой части фиксатора, выполненной в виде собачки 9 с приводом 10. При этом упор 7 установлен с возможностью взаимодействия,с выходом 6 привода 4.45 Модуль также снабжен датчиком 11фиксации в механизмефиксаторов выхода 6 (зацепа 5) и управляемым элемейтом 12 отключения энергоподвода к приводу 4 перед .взаимодействием его выхода 6 с дополни тельным упором 7 и включенияэнергоподвода к приводу 4 по сигналам датчика 11 фиксации, Обязательно, чтобы привод 4 подвижного звена 2 был выполнен несамотормозящим. Естественно также, что модуль 55 имеет упор 13 точки позиционирования иуправляемый элемент 14 реверса движения выхода привода.Заметим, что в варианте выполненияпредлагаемой схемы модуля на базе пневмояривода, управляемые элементы: 12 (от(реверса движения выходного звена приво- приводу 4, под действием энергоносителяда) могут быть реализованы на базе стан- (например, в варианте использования пневдартных элементов пневмоавтоматики. мопривода - сжатого воздуха) привод 4 пеНа фиг.2 показан модуль, аналогичный 5 ремещает свой выход 6 вместе с зацепом 5рассмотренному, но отличающийся тем, что влево - в сторону направления движенияпривод подвижного звена и собачка уста- подвижного звена,новлены на основании 1, а зацеп 5 закреп- Далее по мере движения подвижноголен на подвижном звене 2., звена выход 6, а точнее связанный с нимКонструктивно зацеп 5 и собачку 7 с 10 зацеп 5. вступает во взаимодействие с "леприводом 10 ее перемещения можно поме- вой" собачкой 9,датчиком 11 идополнительнять местами(фиг.З) ным упором 7. При этом подвижное звеноРассмотрим работу предлагаемого уст- продолжает двигаться по инерции влево,ройства на примере модуля, изображенного выход 6 относительно корпуса привода нана фиг.1. 15 чинает двигаться вправо (в силу того, чтоВ положении, показанном на чертеже, прйвод несамотормозящий). В то же времяподвижное звено находится в правой (по по сигналудатчика 11(посредством элеменфиг.1) позиции, Привод 4 прижимает по- тов реверса движения 14 и энергоподводадвижное звено 2 к упору 13 посредством 12) привод 4 начинает подтягивать подвижсобачки 7 и зацепа 5, При этом правый уп ное звено 2 до позиции, определяемой поругий элемент 3 аккумулятора находится в ложением левого упора 13, дополнительносжатом состоянии, благодаря чему системадеформируя при этом упругий элемент 3 иобладает запасом потенциальной энергии. восполняя тем самым потерю энергии.Команда на выполнение движения поступа- Заметим, что благодаря совпадению поет на привод 10 собачки, которая освобож направлению и во времени двух движений -дает подвижное звено 2 и оно, под одного - движения выхода 6 привода 4 поддействием усилия упругого элемента 3 начи- действием сил инерции и второго - движенает разгоняться, переводя потенциальную ния выхода 6 под действием энергоносите энергию упругого элемента в кинематиче- ля, достигается отсутствие промежуточнойскуюэнвргиюподвижногозвена. 30 остановки подвижного звена 2 в моментПослепрохождениясвободногоучастка фиксации и обеспечивается плавность егопути (когда упругий элемент не взаимодей- движений, При этом, т.к. дополнительныйствует с подвижным звеном) левый упругий упор 7 не определяет точку позиционироваэлемент 3 начинает взаимодействовать с ния подвижного звена, но может влиять наподвижным звеном, которое начинает тор динамику движений, указанный упор 7. имозиться за счет перехода кинетической . взаимодействующую с ним поверхность заэнергии в потенциальную энергию упругого цепа 5 целесообразно выполнить таким об- .элемента. Если бы в системе не было потерь разом, чтобы при их взаимодействииэнергии на преодоление сил трения, то по- отсутствовал жесткий удар (например, кондвижное звено достигло бы левой позиции, 40 тахт может осуществляться через полиурепри этом скорость звена стала бы равной тановый элемент).нулю, а деформация упругого элемента до- . . Потери энергии на трение для каждогостигла бы такой же величины, какой была в модуля в силу разных причин не являются. правой позиции, Наличие в системе сил тре- постоянной величиной, поэтому перемещения обуславливает необходимость установ ние выхода 6 и зацепа 5 фиксатора навстрекипривода,восполняющегопотериэнергии чу дополнительному упору 7 должнона преодоление этих сил. Привод, который осуществляться в запасом, чтобы при "подиспользуется в данном модуле, не работает качке" всегда была воэможность полностьюна восполнение потерь на трение в течение компенсировать потери энергии на трениевсего перемещения подвижного звена, а ис и "дотяну 1 ь" подвижное звено до упора точпольэуется для дополнительной деформа- ки позиционирования.ции упругого Элемента в конце хода . Команды наосвобождение подвижногоподвижного звейа, звена и отключение энергоподвода к привоРеализуется это следующим образом. ду 4 целесообразно подавать с небольшимПрактически сразу за подачей команды на 55 "разрывом" по времени, достаточным, чтоосвобождение подвижного звена 2 правым бы выход 6 привода переместился до упорафиксатором, на элемент 12 подается коман- в направлении. предстоящего перемещения,да отключения энергоподвода к приводу 4. Команду на дотягивание подвижного звенаВ период времени междукомандамиуправ до упора 13 (по сигналам датчика 11) иления на освобождение звена 2 правым приведение противолежащего фиксатора в.1798177 10 Ф исходное состояние можно совместить. Таким образом, сигналы управления противолежащими фиксаторами и приводом можно обьединить попарно и уменьшить число каналов управления модулем вдвое. 5Аналогично работают. модули, изображенные на фиг,2 и 3. По этим же схемам возможно построение модулей углового перемещения. Формула изобребенияМодуль манипулятора, содержащий основание, подвижное звено, взаимодействующее с упругиМ элементом аккумулятора механической энергии и с основными упо рами, связанными с основанием, привод пе: ремвцения подвижного звена со средствами подвода и отключения энергоносителя и уп- . равляемые фиксаторы положения этого звена, состоящие из двух частей, одна.из которых связана с основанием, а другая - с выходом привода перемещения звена, о тл и ч а ю.щ ий с я тем, что, с целью повышения быстродействия и гглавности движения звена, он снабжен дополнительнымй упорами и датчиками установленными на одной из частей фиксаторов положения с воэможностью их взаимодействия с выходом того же привода, а также управляемыми элементами, предназначенными для автоматического подвода и отключения энергоносителя и реверса . привода по сигналам датчика, при этом привод подвйжного звена выполнен несамотормозящим;1798177 оставитель Л,Болотинемред М.Моргентал Корректор С.П ктор дственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 о Заказ 742 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по113035, Москва, ЖПодписное .Обретениям и открытиям при ГКНТ СССРРауаская наб 4/5 .