Рекуперативный позиционер объекта-рекупер

(5 Ц 5 В 259/00. ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ А. А. Блакторский чно-пресендясев,мандра,Р4038/08) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт машиноведения имгонравова и Проектно-конструи технологический институт кузнсового роботостроения(56) Авторское свидетельство СССМ 1472250, (по заявке М 420кл. В 253 9/00, 1987.(54) РЕКУПЕРАТИВНЪЙ ПОЗИЦИОНЕР ОБЪЕКТА - РЕКУПЕР(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании цикловых и позиционных промышленных роботов с рекуперацией энергии, а также поворотных столов и револьверных головок металлорежущих станков, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения инвариантности к направлсниюдвижения выходного звена при позиционном и цикловом режимах работы, При1768382 работе в позиционном режиме движение от червяка 10 передается колесу 8, зуб которого "уходит" от зуба 6 диска 5 и тем самым происходит расфиксация этого диска, являющегося одним из входов дифференциала. Этот вход под действием крутящего момента упругого накопителя энергии с элементами 12, 13 и 11 приходит в движение и через водило дифференциала вращает выходное звено 2 собъектом"1, плавно разгоняя его до максимальнойскорости, Движение колеса 8 й 3 меряется датчиков пути и продолжается до тех пор, пока не будет пройдена половина пути заданного перемещения. Затем двигатель, связанный с этим червяком, останавливается, останавливается колесо 8, а диск 5 "догоняет" колесо и упирается в его зуб. При этом стопорится вход дифференциала, но объект 1 продолжает двигаться по инерции и через дифференциал проворачивает диск 4, отводя его зуб от зуба колеса 7. Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании цикловых и позиционныхпромышленных роботов с рекуперациейэнергии, а также поворотных столов и револьверных головок металлорежущих станков,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей позиционераобъекта за счет обеспечения инвариантно сти к направлению его движения при позиционном и цикловом режимах работы.На фиг. 1 показан вариант выполнениярекупера для работы в позиционном режиме; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг.153 - вид по стрелке Б на фиг. 1; на фиг, 4 -вариант для работы в цикловом режиме, нафиг, 5 - разрез В - В на фиг. 4.Рекупер для работы в позиционном ре"жиме фиг. 1, 2, 3) содержит позиционируе.20мый объект 1, который жестко иликинематически связан с выходным звеном 2рекупера - выходом дифференциала 3. Входами дифференциала являются диски 4 и 5,жестко связанные с солнечными колесами., 25На каждом из дисков выполнен зуб 6. Диск4 своим зубом 6 контактирует с выступомчервячного колеса 7, диск - 5 - аналогичнос выступом червячного колеса 8. Червячныеколеса 7 и 8 взаимодействуют соответственно с червяками 9 и 10. Каждый из червяковсвязан с двигателем (не показан), Диски 4 и5 связаны взведением упругим накопитеПроисходит закручивание упругого накопителя энергии и гашение скорости объекта 1. Одновременно от двигателя начинает вращаться вторая передача и зуб ее колеса 7 "догоняет" зуб диска 4, При этом от двигателя происходит подкачка энергии в упругий накопитель. Движение продолжается до тех пор, пока датчик пути не зафиксирует, что объект 1 прошел весь путь заданного перемещения и достиг точки позиционирования, Аналогично происходит движение в обратном направлении с той лишь разницей, что для разгона объекта расфиксируется диск 4, а для его торможения и подкачки энергии используется первая передача и диск 5. При работе в цикловом режиме имеются зубчатые фиксирующие диски, которые удерживаются от вращения взаимодействующими с их зубьями пальцами приводных рычагов. фланец 18 служит для подсоединения двигателя подкачки энергии. 2 3, п. ф-лы, 5 ил. лем энергии, выполненным в виде спиральных пружин 11 и 12, соединенных гильзой 13. Перемещение червячного колеса 7 измеряется датчиком пути, составленным из неподвижного чувствительного элемента 14 и подвижного элемента - диска 15, а колеса 8 - аналогичным датчиком, включающим элементы 16 и 17. К выходному звену 2 рекупера может с помощью фланца 19 подключаться двигатель подкачки энергии (не показан). Самотормозящие червячные передачи 7, 9 и 8, 10 выполняю в позиционном варианте рекупера роль механизмов фиксации соответствующих выходов дифференциала 3 - дисков 4 и 5.Рекупер работает в позиционном режиме следующим образом.В зависимости от требуемого направления движения позиционируемого объекта 1 системой управления включается двигатель привода одного из двух червяков, например червяка 10. Его движение передается червячному колесу 8, зуб 6 которого "уходит" от зуба диска 5. В результате растормаживается вход дифференциала 3. Под действием момента спиральных пружин 11 и 12 упругого накопителя приходит в движение диск 5 и через солнечные колеса и водило дифференциала движение передается выходному звену 2 и объекту 1, плавно разгоняя последний до максимальной скорости, Перемещение червячного колеса 8 измеряется датчиком пути и продолжается до тех пор,пока не будет пройдена половина заданного перемещения. По этому сигналу стопорится двигатель червяка 10,Останавливается червячное колесо 8, а диск5 "догоняет" колесо 8 и упирается в его зуб.Диск 5 останавливается, жестко фиксируя 30вход дифференциала 3, но объект 1 продолжает двигаться по инерции и через дифференциал 3 поворачивает диск 4, отводя егозуб 6 от выступа червячного колеса 7. Происходит закручивание пружин 11 и 12 упругого накопителя и гашение скоростиобъекта 1. Одновременно от двигателя червяка 9 приходит во вращение червячное ко-лесо 7 и его выступ "догоняет" зуб 6 диска4. Движение продолжается до тех пор, пока 40датчик пути не зафиксирует заданного перемещения объекта 1 - требуемой точки позиционирования, Аналогично происходитдвижение и в обратном направлении с тойразницей, что для разгона объекта расфиксируется диск 4, а для его торможения ификсации - диск 5.Подпитка энергии в систему при движении объекта может осуществляться двумяспрсобами, Первый способ предполагает 50использование двигателя, подключаемого кфланцу 18. Тогда подпитка может выполняться на всем этапе движения. Двигательподпитки коммутируется так, чтобы направление его вращения совпадало с направлением движения выходного звена 2рекупера. Второй способ предполагает использование двигателя одного из червяков9 или 10, При этом подпитка может осуществляться только на половине пути - на этапе торможения объекта 1,Работа рекупера в цикловом режиме(фиг 4, 5) отличается от вышерассмотренного конструкцией механизма фиксации. Диски 4 и 5 выполнены зубчатыми (число зубьев 5соответствует числу позиций объекта 1). Отвращения диски 4 и 5 фиксируются пальцами 19 и 20, установленными на качающихсядвуплечих рычагах 21 и 22, На второе плечорычага 21 взаимодействуют пружина 23, 10поджимая палец 19 к диску 4, и привод фиксатора, например электромагнит 24. Аналогичные пружина и привод воздействуют нарычаг 22 (не показаны). Подвижные элементы датчиков положения - диски укреплены 15соответственно на дисках 4 и 5. Рекупер работает в цикловом режиме следующим образом.Под действием момента спиральных 20 пружин 11 и 12 упругого накопителя диски 4 и 5 стремятся повернуться в разные стороны, но их удерживают пальцы 19 и 20 рычагов 21 и 22 соответственно. По сигналу управляющего устройства, в котором хранйтся цикловая программа, срабатывает один из электромагнитов 24, В результате один диск, например диск 4, будет освобожден и под действием вращающего момента движение через дифференциал 3 передается выходному звену 2 с установленным на нем объектом 1. Движение диска 4 продолжается до тех пор, пока не будет пройдена половина заданного перемещения, которое кратно углу между зубьями диска, После получения от датчика пути 14, 15 сигнала о прохождении половины перемещения соответствующий электромагнит 24 выключается, и пружина 23 переместит палец 19 рычага 21. Палец 19 входит в контакт с зубом диска 4 и последний фиксируется. Дальнейшее движение объекта 1 по инерции заставит перемеЩаться второй вход дифференциала - диск 5. Пружины 11 и 12 будут закручиваться, а объект 1 -тормозиться. При этом палец 20 рычага 22 либо "прощелкивает", либо для уменьшения трения отводится своим электромагнитом 24. После отработки заданного перемещения по сигналу от датчика пути 16, 17 срабатывает электромагнит 24, и диск 5 зафиксируется пальцем 20 рычага 22. Подкачка энергии осуществляется отдвигателя, подключенного к фланцу 18 (на фиг. двигатель подкачки не показан), После завершения цикла позиционирования пружины 11 и 12 упругого накопителя оказываются в исходном состоянии и рекупер готов отработать следующий цикл позиционирования объекта 1 в любом направлении и на любую величину, кратную шагу между зубьями дисков 4 и 5. Формула изобретения 1. Рекуперативный позиционер объекта - рекупер, содержащий выходное звено, накопитель механическойэнергии, имеющий упругие элементы, привод подкачки энергии и приводные устройства фиксации положений выходного звена, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения инвариантности к направлению движения выходного звена при позиционном и цикловом режимах работы, он снабжен датчиками положения и дифференциалом, выход которого связан с выходным звеном, два входа соединены между собой упругими элементами накопителя механической энергии, а каждый из них связан с устройством фиксации положений выходного звена, связанным в свою очередь с подвижным элементом датчика, при этом привод подкачки энергии кинематически связан с дифференциалом.2. Позиционер по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что устройство фиксации выходного звена положений выполнено в виде управляемого червячного редуктора, червячное колесо которого жестко связано с подвижным элементом датчика положения и односторонне взаимодействует с дополнительно введенным диском, установленным на входе дифференциала. 3. Позиционер по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что устройство фиксации положения выходного звена выполнено в виде зубчатого диска, несущего подвиж ный элемент датчика положения и взаимодействующего своими зубьями с плечом дополнительно введенного приводного двуплечего рычага.1768382 Составитель С. НовикТехред М.Моргентал ректор Н. Бучок дакт аказ 3609 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ГКНТ ССС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101