Копирующий манипулятор

) Авторы изобретен А.С. Суляев и В, ф тов Красного ЗнамениКуйбышева 7) Заявител Дальневосточный ордена Трудово политехнический институт им. В КОПИР И МАНИПУЛЯТО м фиксатосвязанным ем двусторонниреечным штоком м и первь с первыми снабжен дополни новленными вну ельными и этого йками, устакорпуса, пара штоку и напму реечному ми зубьями но введены и етий и четв олее чем по у, которые на внутренне ой губок схк этому шторавленными сво ку, дополнитель рая пружины, тр наяющий ь достигается тем, чт ервая и вто ртый датчи одному такстановлены й поверхосвата сполтор, содержащийи задающего органные на первомго по;.ешено первоес установлеыми в копир ервые анипул ые губ становл дв ки положений, б тил ьн ам у да гч ик на, шарнкортеле ирно у внутри еско то соответствен ти левой и и пусе, скопич з Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в копирующих дистанционно управляемых манипуляторах.Известен копирующий манипулятор, содержащий задающий и исполнительный орган ны, снабженные подвнжнымн губками, управляемыми фиксаторами, датчиками положения и исполнительными приводам,13.Недостаток известного манийуляторао неадекватность отражения на схвате задающего органа усилий, развиваемых в схвате исполнительного органа.Цель изобретения - устранение указанных недостатков, т. е. увеличение точ 5 ности отражения на задающем схвато усилий, развиваемых на исполнительном подвижными губками, а также содержащийпервый датчик положения, вторые подвижные губки охвата исполнительного органа, шарнирно установленные на второмкорпусе, внутри которого помещено второе телескопическое звено с устаноленными в нем односторонним фиксатороми вторым реечным штоком, связанным совторыми подвижными губками, второй датчик положения, первый усилитель и исполнительный привод второго телескопического звена, причем первый корпуснительного, первый и второй логические элементы ИЛИ, логический элемент И, второй усилитель, сумматор и элемент сравнения, при этом концы первой пружины механически связаны соответственно с первым телескопическим звеном ипервым реечным штоком, а концы второйпружины соответственно со вторым телескопическим звеном и со вторым реечнымштоком, выходы .тактильщ х датчиковлевой и правой губок схвата исподнительного органа подключены соответственно ко входам первого и второго логических элементов ИЛИ, выходы которых подключены соответственно к первому и втофрому входам логического элемента И, выход последнего через второй усилитель подкдючен к токовым обмоткам первого ивторого фиксаторов, выходы первого,третьего и четвертого датчиков положения Оподключены соответственно к первому,второму и третьему входам сумма-ора,выход последнего подключен к пегвомувходу элемента сравнения, второй вычитающий вход которого подключен ко второму датчику положения, а выход черезпервый усилитель - ко входу исполнительного привода второго телескопического звена.На чертеже приведена принципиальнаясхема копирующего манипулятора.Копирующий манипулятор содержит первые подвижные губки 1 задающего органа, шарнирно установленные на первомкорпусе 2, внутри которого помещено первое телескопическое звено 3 с установ 35ленными в нем двусторонним фиксатором 4и первым реечным штоком 5, связаннымс первыми подвижными губками 1, а также помещен первый датчик 6 положения.Устройство содержит вторые подвцжныегубки 7, которые принадлежат исполнительному органу, шарнирно установленные соответственно на втором корпусе, Внутрипоследнего помещено второе телескопичес 45кое звено 0 с установденнывщ в нем односторонним фиксатором 1 0 и вторымреечным штоком 1 1, связанным со вторыми подвижными губками 7, а также помещен второй .датчик 12 положения. Мани 5 апудятор также содержиг первый усилитель "1 3 и исполнительный привод второго телескопического звена (не показан), Приэтом первый корпус 2 снабжен дополнительными рейками 14, установленнымивнутри этого корпуса (или выподненньми за одно целое с ним), которые параллельны первом. реечному штоку 5 и направлены своими зубьями к этому штоку. 8 4Кроме того, в задающую и исполнительнуючасти дополнительно введены первая 1 Ги вторая 1 6 пружины, третий 1 7 и соответственно четвертый 1 8 датчики положе-ния, более чем по одному тактильному датчику 19 и 20, которые установлены навнутренних поверхностях соответственнолевой (датчики 19) и правой ( датчики 20)губок 7 схвата исполнительного органаманипулятора. Устройство содержит такжепервый 21 и второй 22 логические элементы ИЛИ, логический элемент И 23,второй усилитель 24, сумматор 25 иэлемент 26 сравнения. При этом концыпервой пружины 15 механически связанысоответственно с первым телескопическим звеном 3 и первым реечным штоком5, а концы второй пружины 1 6 соответственно со вторым телескопическимзвеном О и вторым реечным штоком 1 1.Выходы тактильных датчиков левой 1 9 и правой 20 губок исполнительного схватаподключены соответственно ко входампервого 21 и второго 22 логическихэлементов ИЛИ выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам логического элемента И 23.Выходы последнего через второй усидитепь 24 подключены (не показано) к то ковым обмоткам первого 4 и второго 10фиксаторов. Выходы первого 6, ретье -го 17 и четвертого 18 датчиков положения подключены соответственно к червому,второму и третьему входам сумматора 25.Выход последнего подключен к первомувходу элемента 26 сравнения, вгорой (вы=читающий) вход которого подключен к выходу второго датчика 12 положения. а вы=ход через первый усилитель 1 3 - ко вхгду исполнительного приводавторого телескопического звена (не показан). Токоваяобмотка одностороннего фиксатора 1 0 висподнительном звене дополнена возвратной пружиной 27 этого фиксатора.На чертеже введены следуюшие обозначения: О - сигнал управления приводом второго телескопического звена;0,1- сигнал управления первого и втсрого фиксаторов.Еабста копирующего манипуляторазаключается в следующем,До момента захвата объекта губкамисхвата 7 двусторонний 4 и односторонний 10 фиксаторы жестко фиксируют соответственно первый реечный шток 5 в певом телескопическом звене 3 и второйрэечный шток 11 во втором телескопическом звене 9, При этом пружинь:15и 16 не деформированы, погенциометры59469 находятся в среднем (нейтральном) положении, Вэтом состоянии прн угловом перемещении губок 1 (которое вызывает продольное перемещение звена 3 относитещ но первого корпуса 2 ) на этот же самый угол перемещаются и губки 7 за счет продольного перемещения звена 9 относительно второго корпуса 8. Последнее объясняется тем, что задающий и исполнительный схваты в данном случае раба тают в следящем режиме, так как исполнительный привод второго телескопического звена отрабатывает ошибку (разность двух сигналов, поступающих с первого 6 и второго 1 2 датчиков положения), формирующуюся на выходе элемента 26 сравнения.При касании обеими губками исполнительного схвета 7 схватываемого предмета, т. е. при срабатывании хотя бы по одному тактильному датчику из левой 19 и правой 20 групп, на вход второго усилителя 24 поступает сигнал, . который, усилившись, переключает фиксатор 4 в другое положение (происходит сцепление фиксатора 4 с дополнительныи рейками 14) и выводит односторонний фиксатор 10 из зацепления со вторым реечным штоком 11. В результате реечные штоки 5 и 11 получают возможког "ь переме 30 щаться соответственно в первом 3 и втором 9 телескопических звеньях.После касд "ия предмета губками 7 дальнейшее сжатие губок 1 происходит с усилием, пропорциокальным величине деформации пружины 15, т.е. пропорциональ35 но величине линейного перемещения штока 5 относительно звена 3 (звено 3 неподвижно относительно корпуса 2 ), Величину этого линейного перемещения измеряет40 третий потенциометр 1 7, выходной сигнал которого через сумматор 25 поступает на пегвый вход элемента 26 сравкения. Возникающая на выходе элемента 26 сравнения ошибка отрабатывается исполнитель кым приводом второго телескопического 45 звена 9 за счет перемещения этого звена относительно корпуса 8 (при несжимаемом предмете рассмотренное перемещение звене 9 происходит в том же направлении и на ту же величину, что и перемещение штока 5 относительно звена 3). Поскольку после отключения фиксатора 1 0 у штока 1 1 появляется возможность продольного перемещения относительно звена 9, то при перемещении вверх звена 9 и 5 неподвижных губках 7 происходит деформация (растяжение) пружины 16 с усилием, пропорциональным усилию сжатия пружины 15. В результате схватывеемый предмет в исполнительном схвате сжат с усилием, точно соответствующим усилию, развиваемому в задающем схвате. Если же схватываемый предмет под действием развиваемого усилия поддается деформации, т. е. губки 7 несколько сжимаются, то для сохранения величины сжатия предмета неизмечной используется сигнал четвертого датчика 18 положения, который измеряет величину цеформации ( сжатия) предмета, Этот дополнительный сигнал через сумматор 25 тоже поступает не элемент 26 сравнения, в результате исполнительный привод, отработав данный сигнал, перемещает звено 9 относительно корпусе 8 и тем самым компенсирует умечьшившуюся (зе счет деформаций сжатия предмета) величину растяжения пружины, т. е. сохраняет неизменным усилие сжатия этого предмета.После резжетия предмета через неко торое время, необходимое для приведения пружин 15 ц 16, а также погенциометров 17 и 18 в нейтральное положение (это время задается линией задержки до ц после второго усилителя 24), проис хощп переключение фиксаторов 4 и 10 в положение ке шток в те же зубья реек, .-то ц до взятия предмета, т. е. полностью .восстанавливается одно 1 ипность (синхронность) кцнематическцх параметров между зедеющек и исполнительной сторонами схвати.После этого губки 1 и 7 сжимаются и резжимеются в следящем режиме до тех пор, пока не происходит касание датчиков 1 9 и 20 исполнительного схватес новым предметом.Кек показывают теоретические расчеты, годовой экономический эффект от замены известного устройства (базового объекта) предлагаемым репекцем состав= ляет несколько сотен рублей в год не каждый эксплуатируемый образец схвате за счет повышения эффективности и производительности работы оператора.Прнмекенцс предлагаемого копирующего манипуляторе позволяет повысить эффективность и производительность работы операторе зе счет повышения точности отражения ке схвете задеюс,его органе усилий, развиваемых ке схвете исполнительного органе.Формула изобретенияКопируюипьй менцгуля тор, содержащийпервые подвижные губки схвета задаю 7 04601 шего органа, шарнирно установленные на первом корпусе, внутри которого помешено первое телескопическое звено с установленными в нем двусторонним фиксатор ром, например электромагнитным, и пер вым реечным штоком, связанным с первыми подвижными губками, а также первый датчик положения вторые подвижные губки схвата исполнительного органа, шарнирно установленные на втором корпусе, внутри которого помешено второе телескопическое звено с установленными в нем односторонним фиксатором и вторым реечным штоком, связанным с вторыми подвижными губками, второй датчик поло жения . пеРвый усилитель и исполнительный Привод второго телескопического звена,. причем первый корпус снабжен дополнитель-ными рейками, установленными внутри этого корпуса, параллельными первому рееч ному штоку и направленными своими зубьямикэтомуштоку, отлич а юшийс я тем, что, с целью повышения точности отражения на задающем схвате усилий, развиваемых на исполнительном схвате, в него дополнительно введены первая и вторая пружины, третий и четвертый датчики положений, а также тактильные датчи-, ки, которые установлены на внутренней поверхности губок схвата исполнительного 30 органа, первый и второй логические эле 88менты ИЛИ, логический элемент И, второй усилитель, сумматор и элемент сразнеиия, причем концы второй пружины механически связаны соответственно с первым телескопическим звеном и первымреечным штоком, а концы второй пружинысоответственно со вторым телескопическим звеном,и с вторым реечным штоком,выходы тактильных датчиков левой и правой губок схвата исполнительного органаподключены соответственно к входам первого и второго логических элементов ИЛИ,выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам логического. элемента И, а выход последнего через второй усилитель подключен к токовымобмоткам первого и второго фиксаторов,выходы первого, третьего и четвертогодатчиков положения подключены соответственно к первому, второму и третьемувходам сумматора, а выход последнегоподключен к первому входу элемента сравнения, второй вычитаюший вход которогоподключен к второму датчику положения,а выход через первый усилитель - к входуисполнительного привода второго телескопического звена,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРИю 406718, кл, В 25 У 18102, 1971.Составитель Т. Юдахцнаедактор М. Голаковски Техред С,Мигуыова Корректор Л. Йзятко Заказ 543Г цлцал ППП "Г 1 атец", г. Ужгород. ул, Проек цяя 1 /261 НИИПИ Государс по делам цзобре113035, Москва,ТиражецногоенийЖ,1087 Подпцсцоколпгета СССРоткрытийРаушская на 6 д, 1 /5