Манипулятор

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскинСоциапистическикреспублик 743861 т г.(22)Заявлено 26,06,75 (21) 2151319/185 Х 3/О дииеиием заявк сп тееевй квинтет 23) Приоритет Опублико ио 30,06.80. Бюллетень,Рй нв Аеяэи нзееретенн н нткрмтнй.72(088,8) ата опубликования описания 30.06.8 2) Авторы А, Е. Кобринский, А, И. Корендясев, Б. Л. Саламан изобретения. В, В. Стаценко и Л. И. Тывес твенный научно-исследовательский институтедения им. академика А. А. Благонравова Госуд маши 73) Заявитель(54) МАНИПУЛЯ манипуляторы имеют при маломрабочего пространства задающегонизкую точность локальных двиъем гана 1Изобретение относится к машиностроению и предназначено для усовершенствования манипуляторов, используемых для механических операций, производимых в опасных для здоровья человека зонах.Известны манипуляторы с позиционным управлением у которых все, звенья исполнительных органов копируют положения соответствующих звеньев задающих органов, поэтому при точной отработке локальных движений исполнительных органов они, требуют большого объема рабочего пространства задающих органов Г 13. Известны также манипуляторы с астатическим управлением, содержащие задаю 15 щий и исполнительный органы с датчиками положения, приводы, соединенные с ис полнительным органом, счетно-решающийблок, к первому входу которого подключены датчики положения задающего органа, ко второму входу -датчики положения испол, нительного органа, а выход подключен к приводам исполнитвтьного оргайа Г 21. жений.Цепь изобретения - повышение точности локальных перемещений при малом объеме рабочего пространства задающего органа путем обеспечения наперед заданного соотношения между векторами перемещений конечных звеньев задающих и исполнительных органов манипулятора независимо от рассогласований его промежуточных звеньев.Укаэанная цель достигается тем, что манипулятор снабжен соединенными последовательно ключом, блоком памяти, первым и вторым блоками сравнения, причем выход второго блока сравнения подключен к приводам исполнительного органавыход датчиков положения исполнительного, органа подключен к первому входу первого блока сравнения и входу ключа, выход бло- ка памяти соединен со вторым входом счетно-решающего блока и вторым входомпервого блока сравнения, выход которогоподключен к первому входу второго блока сравнения, а выход счетно-решающего блока подключен ко второму входувторого блока сравнения.Ири этом конструкция манипулятораупрощается, если блок памяти и первыйблок сравнения выполнены в виде управляемых от ключа тормозов, установленныхна звеньях исполнительного органа, потенциометрических датчиков углов между звеъньями исполнительного органа и потенциометрических синусно-косинусных датчиковэтих углов, обмотки которых попарносмонтированы на корпусах, установленныхс возможностью перемещения относительно смежных звеньев, соединенных черезупругий элемент и демпфер с одним изсмежных звеньев, и фиксируемых с помощью тормоза относительно второго смежного звена, движок потенциометрическогодатчика угла жестко связан с первым изсмежных звеньев, а движки потенциометрических синусно-косинусных датчиков этихуглов жестко связаны со вторым из смежных звеньев.На фиг. 1 изображена блок-схема манипулятора; .на фиг. 2 - кинематическаясхема частного случая выполнения зада-ющего и исполнительного органов манипулятора; на фиг. 3 - кинематическая схемаустановки элементов блока памяти и блэка сравнения в шарнире исполнительногооргана.Манипулятор содержит задающий орган1, исполнительный орган 2, датчики 3 положения задающего органа, датчики 4 положения исполнительного органа, приводы5, счетно-решающий блок 6, ключ 7, блок8 памяти, первый блок 9 сравнения, второй блок 10 сравнения,Задающие и исполнительные органы(фиг. 2) смонтированы на основании 11,Задающий орган содержит последовательность шарнирно-соединенных звеньев 12,13 и 14, связывающих шарнир 15 подвесафзапястьяф с основанием 11. Шарнир 15имеет возможность перемещения в ограниченной области с центром в точке, которую он снимает при взаимно ортогональном положении звеньев 13 и 14 и при некотором, выбранном эа начальное, положении звена 12 относительно основания 11.Эти положения звеньев 12, 13 и 14 приняты за исходные. Для измерения отклонений этих звеньев от исходных положенийслужат датчики 16, 17 и 18 положения,ФСигналы датчика 16 пропорциональны отБфФа Ямы саЯ+ Ул уЯ 2.743861 , , ф клонению Ь 9 звена 12 от исходного положения сигналы датчика 18 пропорци- ФФ ональны отклонению йР, звена 13 относительно звена 12 и, наконец, сигналы датчика 17 пропорциональны суммарному 5 %Ф отклонению Л 9 =Ю Ь Ч звена 13 относительно звена 12 и звена 14 относительно звена 13, Суммирование достигается за счет использования механизма 10 пантографа, выполненного на базе звеньев 13 и 14.Исполнительный орган содержит последовательность шарнирно соединенных зве ньев 19, 20 и 21, связывающих шарнир 1 у 22 подвеса "запястья" исполнительного органа с основанием 11, а также приводы 23, 24 и 25, потенциометрические синусно-косинусные датчики 26, 27 и 28 углов между звеньями и потендиомет рические датчики 29, 30 и 31 этих углов.Конструктивно каждая пара датчиков 26 и 29, 27 и 30, 28 и 31 к шарниры, в которых они установлены, идентичны друг другу. Обмотки датчиков 28 и 31, 25 расположенных в шарнире между звеньями 19 и 20 (фиг. 3), смонтированы на общем корпусе 32, установвленном с возможностью перемещения относительно звеньве 19 и 20 и связанном со звеном 19 упругим элементом 33 и демпфером 34, Движок 35 потенциометра 31 укреплен на звене 19, а движки 36 и 37 потенциометра 28 - на звене 20, На звене 20 ус тановлен управляемый от ключа тормоз 3 38, фиксирующий корпус 32 датчиков относительно звена 20,В отличие от . задающего органа, перемещения звеньев исполнительного органа могут быть значительными.Для описанной кинематической схемы задающего и исполнительного органов ма нипулятора условия векторов малых отклонений шарнира 15 от исходного положения и шарнира 22 от некоторого произвольно-, го положения, определяемого углами между смежными звеньями исполнительного органа, приводят к соотношениямо С 05 "о" О я Ь 0ЬЫО;1,)(ьУ,ЪО ,ф И,соа,3743тическом управлении сигнал датчика 31 положения не изменяется и равен нулю, а,. сигналы синусно-косинусного датчика 28, снимаемые с движков 36 и 37, поступа= ют в счетно-решающий блок 6.При позиционном управлении тормоз 3 8 е выключен. Тем самым фиксируются значения сигналов о синусах и косинусах углов меж. ду звеньями 19 и 20 в момент переключения режима управления, поступающих в О счетно-решающий блок, а сигналы потенциометрического датчика 31 положения поступают во второй блоксравиеиия, соответ-. ствуя величине отклонения звеньев 19 и 20 от состояний, имевших место в мо мент переключения режима.Манипулятор позволяет повысить производительность труда при проведении операций, требующих высокой точности движений в условиях стесненности рабочего про странства оператора. тельным органом, счетно-решающий блок,к первому входу которого подключены датчики положения задающего органа, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности локальных перемещений при малом объеме рабочего простран- .ства задающего органа, он содержит последовательно соединенные ключ, блок памяти, первый и второй блоки сравнения, причем выход второго блока сравнения подключен к приводам исполнительного органа, выход датчиков положения исполнительного органа подключен к первому входупервого блока сравнения и входу ключа,выход блока памяти соединен со вторымвходом счетно-решающего блока и вторымвходом первого блока сравнения, выходкоторого подключен к первому входу второго блока сравнения, а выход счетно-решающего блока подключен ко второму входу второго блока сравнения.Формула изобретения Манипулятор, содержащий задающий и исполнительный органы с датчиками положения, приводы, соединенные с исполниИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 25 1, Патент США Х 3280991,кл. 214-1, опублик. 1966. 2, Авторское свидетельство СССР М 271252, кл. Э 25 7 3/04, 1969,743861 Составитель В. ЗоринНанкина Техред.О. ЛегезаКорректор В. Синиц дактор Заказ 37 илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,3 Тираж 1033НИИПИ Государственног по делам изобретений035, Москва, Ж, Р Подлиснокомитета СССРоткрытийушская наб., д. 4/5