Манипулятор с цикловым управлением

ОП ИСАЙ ИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ)М. Кл,В 253 9/О Государственный камите СССР по делам изобретений и открытий, чтоеныоров,м объеторапо констества реже его Изобретение относится к машиностроению, а именно к манипуляторам с програм-"мным управлением, предназначенным длямеханизации основных и вспомогательныхопераций в промышленности,Известен манипулятор с цикловым управлением, в котором содержатся основание, шарнирно соединенные звенья, приводные кинематические цепи для осуществления относительных перемещений звеньев,управляемые упоры-фиксаторы и устройст10во программного управления 1) .Недостатком указанного манипулятораявляется его незначительнъте функциональ-ные возможности.5Наиболее близким к изобретению является манипулятор с цикловым управлением,содержащий смонтированные на основаниишарнирно соединенные звенья, приводныекинематические цепи для осуществленияотттосительных перемещений этих звеньевот двигателей, управляемые упоры-фиксаторы и устройство программного управления 21 . В этой конструкции за счет тогона каждой степени свободы установл управляемые барабаны с набором уп число фиксируемых позиций в рабоче ме манипулятора больше, чем в аналогах и равно (2 Кт), где К - число позиций на каждом барабане (принято, что барабан для всех степеней свободы имеет одно и то же число позиций).Недостаток указанного манипулязаключается в том, что он сложен рукции вследствие большого колЫ гулируемых упоров, сужающих так функциональные возможности.Иелью изобретения является расширение функциональных возможностей и упрощение конструкциц.,Указанная цель достигается тем что манипулятор снабжен механическими кодовыми преобразователями, выполненными в виде последовательно соединенных дифференциалов, и кодовыми дисками дифференциалов, установленными с возможностью вращения относительно управляемых упо3 738865ров-фиксаторов, про причем один из входов числом обслуживаемых манипуляторов покаждого дифференциала связан с соотвео- унций по степеням свободы, Каждый изствующим кодовым диском, сами преобра- дифференциалов КП имеет кодовый диск 19,зователи связаны с кинематическими це- Эти диски установлены между регулируейями звеньев, Между каждым кодовым" дио- мыми и управляемыми от программногоком и упором-фиксатором установлен упру- устройства (не показано) упорами-фиксагий элемент. торами 20. Упоры" устанавливаются так,фасТакое. выполнение манипулятора дает чтобы обеспечить перемещение на выходеКП в соответствии с желаемым кодом, Так,вЫможность значительно повысить егофуц айональные возможности за счет уве О например, если в КП вертикального переличения числа о служиваемых пб уживаемых позиций, ко- мещения углы поворота всех кодовых дисавно 2 К здесь ков одинаковы, то полный угол поворотакодового всеоб ова- вала КП, связанного с двигателем 5, раК - число разрядов кодового пре, стеля, 2 К - число упоров, о - число сте- вен Ф=ч+ - Р-++е Ф о Р Р Р - , углы повоеней свободы манипулятора, и упростить 15 где Ф,; Ф, Ф;конструкцию. Гри этом точностьвь, П том ть вййолне- рота кодовых дисков соответственн дифния движени сохрй сохраняется вследствие на- ференциалов 13-16,личин в конструкции жестких мехастких механичео- Если какие-либо из кодовых дисков неподвижны (зафиксированы фиксаторами),ких упоров-фиксаторов.то в приведенном соотношении опускаются1Введение в конструкцию упругих эле- соответствующие слагаемые, н угол ново=мент 6 в дает возможность повысить" ско- рота КП становится меньше. Попеременно"рость "перемещения звеньев, уменьшить моЧФ фиксируя и опуская с помощью программноность установленных двигателей и повьь го устройства кодовые диски КП, можно"ситьдолговечность конструкции, РасшиРить обеспечить широкий набор перемещений наее функциональные возможности, Эти Улуч его выходе, т.е. широкий набор положенийшенин обьнсниютсн тем, что УпРУгие эле- звена 3.менты выполняют роль "безынерционного"Аналогично организована работа КП гопривода, который попеременно выдает и ризонтального перемещения, обеспечиваюаккумулирует энергию. При этом Устано з, щего набор различных положений звена 2.ленные в манипуляторе двигатели исполь- Как указывалось, дополнительное усозуются только для восполнения потерь вершенствование манипулятора связано сэтой энергии, а работа упоров-фиксаторов включением в кодовый преобразователь"-" становится менее напряженной, так как упругих элементов. На фиг. 2 показаны" излишки энергии, в основном, забиРаются КП вертикального и горизонтального пере упругими элементами. щения, Пружины 21, установленные междуНа фиг. 1 изображена кинематическая основанием и каждым кодовым диском,схема предлагаемого манипулятора, на - подпрукинивают эти диски в направлениифиг. 2 - схема, поясняющая подключениевращения.упругих элементов в кодовый преобразователь, Работает манипулятор с цикловым упМайипулятор сцйкловым уйрайлением равлением следующим образом." сбстбит" из установленных на основании При включении системы все кодовые1 звеньев 2 и 3, Звено 2 связано с дви- диски 19 прижаты к упорам 20 и зафыгателем 4 посредством приводной кинема сированы фиксаторами. При этом подаетсятической цепи, образованной передачами питание на двигатели 4 и 9, которые рю 5-8, а звено 3 связано с двигателем 9вивают моменты, но не могут прийти впосредством приводной кинематической це-движение, т,е, КП заторможены.пи, образованной передачами 10, 11, 12, Если от прщпаумного устройства по-.На основании 1 "установлены также кодо- ступят управляющие сигналы и растормо 50вые преобразователи (КП), выполненные зят в соответствии с заданным кодом не"длямртикального перемещения звена 3 которые диски КП, то система придет вна дифференциалах 13-16, а для горизон- движениеПвигатель 4 повернется на за-,тального перемещения звена 2-на диффе- данный кодовым преобразователем уголренциалах 17 и 18, КП вертикыЪнбго и через передачи 5-8 переместит звено"перемещейЫя кинематически связан с дви манипулятора, аналогично осуществитгателем 9, а КП горизонтального переме- поворот двигатель 9, который через пещения - с двигателем 4. Количество диф- редачи 10, 11 и 12 переместит звено 3.ференциалов в каждом КП определяется В результате рука манипулятора совершит5 6ванин шарнирно соединенные звенья, приводные кинематические цепи для осущесчвления относительных перемещений этихзвеньев, управляемые упоры-фиксаторы иустройство программного управления, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностейи упрощения конструкции, он 1 снабжен механическими кодовыми преобразователями,выполненными в виде последовательно соединенных дифференциалов, и кодовыми диоками дифференциалов, установленными свозможностью вращения относительно управляемых упоров-фиксаторов, причем одиниэ входов каждого дифференциала связанс соответствующим кодовым диском, асвми преобразователи связаны с кинематическими цепями звеньев,2. Манипулятор по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что между каждымкодовым диском дифференциалов и упоромфиксаФором установлен упругий элемент,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Белянин П, Н. Промышленные роботМЯйонии, НИИАТ, 1977, с, 37-50, рис, 7и 8.2.ВЛЧ.КОоК 5,6.А.ТоЫаэ .А ЫвРС 6 осСОгО 1 е ро 51 ООЫОД 535 ЪЬЮ 10 Г ЙП ЬйМ. 1 Ы гсЬо 1 ТЬе, юдо 51 г 1 оС гоЬоА.десетЬел-, 1914. 5 73886плоское движение по двум координатам.Попеременно, фиксируя и отпуская по сирналам программного устройства разлйчяЫ 6кодовые диски,КП обеспечивают набор перемещений,который определяется кодчест,вам разрядов в каждом ИП. Реверс системыоьеспечивавтся реверсом двигателеи 4и 9.Если конструкция выполняется с подпружиненными кодовыми дисками, то ее работа отличается от описанного выше тольков той части, что пружины 21 попеременноаккумулируют и выдают энергию, а двига"тели 4 и 9 используются только для вос -полнения потерь энергии, При этом их ра;бота облегчается и кроме того, облегчается работа упоров-фиксаторов, которыев этом случае воспринимают меньшие ударные нагрузки Побледнее объясняется тем,что энергия движущихся масс руки запасается в пружинах.Приведенная кинематическая схема имела две степени свободы, Разумеется,что описанные принципы легко обобщаются,на схемы с любым числом степеней и самым различным их расположением в прост. ранстве,форм ула изобретения1. Манипулятор с цикловым управлени- ЗОем, содержащий смонтированные на осно738865Ю. Макаренко аэ 2736/15 Тираж 10 ЦНИИПИ Государственного ко по делам иаобретений и 113035, Москва,Ж, Раушс