Модуль манипулятора

(57) Использовании, в частност го модуля промышленного робота свым управлением. В конструкцииимеется дополнительный силовой пркоторый установлен на основании ис подвижным звеном 2. Упор 9, а такж10 упругого элемента аккумулятора мческой энергии и одна из частей упмого фиксатора положения располоедином корпусе 11, установленномможностью его перемещения выхэлементом дополнительного приводаправляющим. 6 3, и. ф-лы, 3 ил,цикломодуля ивод 8, связан е упор ехани- равляежены в с возодным по наИзобретение относится к области машиностроения, конкретнее, к манипуляторостроению, может быть использовано в качестве исполнительного модуля промышленного робота (ПР) с цикловым управлением и является усовершенствованием модуля манипулятора по основному а. с. М 1466934 В 25) 9/08, Б. И. %11, 1989 г.Цель изобретения - расширение функциональных (технологических) возможностей модуля манипулятора по а. с, 1466934 путем увеличения точек позиционирования,Эта цель достйгается тем, что модуль манипулятора по а, с. 1466934 снабжен установленным соосно направлению перемещения звена модуля дополнительным силовым приводом, с выходным подвижным элементом которого соединены упор точек позиционирования подвижного звена модуля, упор упругого элемента аккумулятора механической энергии и одна из частей управляемого фиксатора положения,Конструктивно модуль манипулятора может быть выполнен так, что дополнительный силовой привод установлен на основанииили на подвижном звене модуля, Кроме того, упор точки позиционирования, упор упругого элемента аккумулятора механической энергии и одна из частей управляемого фиксатора положения выполнены в едином корпусе, установленном с возможностью перемещения дополнительным приводом по направляющим модуля. Для повышения надежности аккумулятор механической энергии выполнен в виде двух упругих элементов. Сэтой же целью одну из частей механизма управляемого фиксатора целесообразно выполнить в виде цилиндра с кольцевыми проточками, а другую - в виде двух собачек с приводом их перемещения, расположенных по обе стороны цилиндра с кольцевыми проточками. Кроме того, для получения информации о "факте" фиксации модуль манипулятора может быть снабжен датчиком положения одной части управляемого фиксатора относительно другой в состоянии фиксации (или положения подвижного звена модуля относительно корпуса механизма фиксатора).Такое техническое решение, по сравнению с известным по а, с, 1466934, позволит обеспечить односторонний подход подвижного звена к крайним и "промежуточным" точкам позиционирования и повысить надежность работы модуля в целом,Выполнение же аккумулятора механической энергии в виде двух упругих элементов позволит, с одной стороны уменьшить требования к циклопрочности упругих элементов модуля, а с другой - позволяет эф 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 фективно функционировать модулю при не- горизонтальном направлении перемещения подвижного звена,На фиг, 1 изображена конструкция модуля с дополнительным приводом, установленным на основании; на фиг. 2 конструкция модуля с аккумулятором механической энергии, выполненным в виде двух упругих элементов; на фиг. 3 - конструкция модуля с усовершенствованным механизмом управляемого фиксатора,Модуль манипулятора (фиг, 1) содержит основание 1, подвижное звено 2, взаимодействующее с упругим элементом 3 аккумулятора механической энергии и управляемый фиксатор, состоящий из двух частей, одна из которых, например, содержит подвижную собачку 4 с приводом 5 ее перемещения, а вторая - выполнена в виде зубчатой рейки 6, связанной с выходным элементом привода 7 подвижного звена.Кроме этого, в дополнении к конструкции модуля манипулятора по а, с, 1466934, предлагаемый модуль снабжен установленным соосно направлению перемещения подвижного звена 2 модуля дополнительным силовым приводом 8 (силовой цилиндр),с выходным подвижным элементом которого соединены упор 9 точек позиционирования подвижного звена 2 модуля, упор 10 упругого элемента 3 аккумулятора механической энергии и одна из частей управляемого фиксатора положения (например, собачка 4 с приводом 5).Конструктивно дополнительный силовой привод может быть установлен как на основании 1, так и на подвижном звене 2 модуля. Силовой привод может быть выполнен, например, на базе "рычажного" пневмоцилиндра, следящего пневмопривода или шагового привода и т. и. Бывает удобным упор 9 точки позиционирования, упор 10 упругого элемента 3 аккумулятора механической энергии и одну из частей управляемого фиксатора положения разместить в едином корпусе 11, установленном с возможностью перемещения дополнительным приводом по направляющим модуля,На фиг, 2 показан модуль манипулятора, аналогичный рассмотренному, но отличающийся тем, что аккумулятор механической энергии выполнен в виде двух упругих элементов 3. Кроме этого, на этом же рисунке показано, что модуль может быть снабжен датчиком положения 12 зубчатой рейки 6 относительно собачки 4 в состоянии фиксации (или, что практически тоже самое, относительно корпуса 11).Конструктивно возможно одну из частей управляемого фиксатора выполнить вция упругого элемента достигла бы такой же 50 55 виде цилиндра с кольцевыми проточками, а другие - в виде двух собачек с приводом их перемещения, расположенных по обе стороны цилиндра с кольцевыми проточками (фиг, 3),Во всех рассмотренных вариантах конструкции модуля зубчатую рейку 6 и собачку 4 с приводом 5 ее перемещения можно поменять местами и применить датчик 12 положения одной части механизма фиксатора относительно другой,Кроме того, на подвижном звене 2 может быть установлен элемент переключения направления движения выходного привода (например, пневмораспределитель 13) с механическим управлением (показан на фиг. 2 но может быть применен и в других вариантах), взаимодействующий с корпусом 11 и предназначенный для управления приводом 7.Рассмотрим работу предлагаемого устройства на примере модуля, изображенного на фиг. 1,В положении показанном на чертеже,3подвижное звено находится в правой (по фиг. 1) крайней позиции, Привод 7 прижимает подвижное звено 2 к упору 9 посредством собачки 4 и зубчатой рейки 6, При этом упругий элемент 3 аккумулятора находится в сжатом состоянии, благодаря чему система обладает запасом йотенциальной энергии, Команда на выполнение движения поступает на привод 5 собачки, который освобождает подвижное звено 2, и оно под действием усилия упругого элемента 3 начинает разгоняться переводя потенциальную энергию упругого элемента в кинетическую энергию подвижного звена. После прохождения свободного участка пути (когда упругий элемент не взаимодействует с основанием) левый конец упругого элемента 3 начинает взаимодействовать с основанием, подвижное звено 2 начинает тормозить за счет перехода кинетической энергии в потенциальную упругого элемента. Если бы в системе не было потерь энергии на преодоление сил трения, то подвижное звено достигло бы левой позиции, при этом скорость звена стала бы равной нулю, а деформавеличины, какой была в правой позиции. Наличие в системе трения обуславливает необходимость установки привода, восполняющего потери энергии на преодоление этих сил, Привод, который используется в данном модуле, не работает на восполнение потерь на трение в течение всего перемещения подвижного звена, а используется для дополнительной деформации упругого элемента в конце хода подвижного звена, Реа 5 10 15 20 25 30 35 40 45 лизуется это следующим образом. Одновременно с подачей команды на освобождение подвижного звена 2 правым фиксатором привод подвижного звена (под действием сжатого воздуха в "правой" полости) перемещает зубчатую рейку 6 механизма фиксаторов в сторону движения подвижного звена, "Левая" собачка 4 вступает во взаимодействие с зубчатой рейкой 6, фиксируя таким образом подвижное звено относительно себя, Затем поступает команда на привод 7, который "дотягивает" подвижное звено 2 до позиции, определяемой наложением левого упора 9, деформируя при этом упругий элемент 3 и восполняя тем самым потерю энергии в аккумуляторе. Здесь команды управления на фиксаторы и на привод 7 подаются командоаппаратом, находящимся вне описываемого устройства.При работе устройства по фиг, 2 управление приводом 7 осуществляется пневмораспределителем 13, который при подходе подвижного звена 2 к правому (по фиг, 2) фиксатору вступает во взаимодействие с корпусом 11, в результате чего происходит его переключение и подача сжатого воздуха в соответствующую полость привода 7,При необходимости организации промежуточной точки позиционирования используется дополнительный силовой привод 8. В момент, когда подвижное звено 2 находится в "левом" упоре 9 или к нему подтягивается приводом 7, подается команда на выдвижение выходного элемента привода, вместе с которым по направляющим модуля перемещаются упооы 9, 10 и собачка 4 с приводом 5, установленные в корпусе 12,Для организации дополнительных промежуточных точек аналогичным образом может устанавливаться "второй" дополнительный силовой привод (с другой стороны модуля), работа которого подобна описанному.Так как потери энергии на трение при различных перемещениях подвижного звена модуля в силу различных причин не являются постоянной величиной, то для надежной фиксации выходного элемента привода подвижного звена вторая часть фиксатора выполнена в виде зубчатой рейки,Аналогично работают модули, изображенные на фиг. 2 и 3. По этим же схемам возможно построение модулей углового перемещения.Предлагаемое техническое решениеобеспечивает следующие преимущества;- расширяет функциональные (технологические) возможности модуля за счет увеличения точек позиционирования,- обеспечивает "подход" подвижногозвена модуля к любой программой позиции 5с одной стороны (без перерегулирования),- обеспечивает возможность продолжения движения подвижного звена модуля после позиционирования в промежуточнойточке в прямом и обратном направлении, 10- повышает надежность работы модуляза счет уменьшения в 2 раза количествациклов работы,- при установке упругих элементов сразличными характеристиками работает 15при наклонах модуля по отношению к горизонтали и при вертикальном расположениимодуля. В последнем случае может использоваться лишь один упругий элемент, установленный в нижней части модуля. 20Экономический эффект от использования изобретения только в отрасли приборостроения за счет отказа от длинноходовыхприводов со специальными устройствамидля дополнительных точек позиционирования может составить более 200 тысяч рублей, Экономия на изготовлении толькоодного модуля может составить не менее200 рублей за счет применения более дешевого короткоходового привода подвижного 30звена,Формула изобретения1. Модуль манипулятора, содержащийоснование, на направляющих которого установлено подвижное звено, взаимодействующее с упругим элементом аккумуляторамеханической энергии, основной приводперемещения подвижного звена, управляемые фиксаторы его положения, состоящиеиз двух частей, одна из которых связана с 40подвижным звеном и с приводом его перемещения, а также упоры, имеющие возможность регулировочного перемещения и воздействия на это звено, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем увеличения числа точек позиционирования звена, он снабжен расположенным соосно с звеном дополнительным приводом, выходной элемент которого связан с упорами, с упругим элементом аккумулятора механической энергии и с второй частью управляемого фиксатора положения звена.2. Модуль по и. 1, отл ич а ю щи й с я тем, что дополнительный привод установлен на основании.3, Модуль по и, 1, отл и ч а ю щи й с я тем, что дополнительный привод установлен на подвижном звене.4. Модуль по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен корпусом, с которым связаны выходной элемент дополнительного привода, упоры, упругий элемент аккумулятора механической энергии и указанная часть фиксатора положения звена, причем корпус имеет возможность перемещения по направляющим.5. Модуль по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, аккумулятор механической энергии выполнен в виде двух упругих элементов,6, Модуль по пп, 1 и 4, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что первая часть фиксатора положения звена выполнена в виде цилиндра с кольцевыми проточками, а вторая - в виде двух собачек с индивидуальным приводом их перемещения.7. Модуль по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен датчиком положения одной из частей управляемого фиксатора положения звена относительно другой его части,2 5 Р Ю81799725 Составитель Л, Болотиедактор С,Кулакова Техред М,Моргентал Коррек етраш аказ 1129 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10