Манипулятор

 

МАНИПУЛЯТОР, содержащий основание, закрепленный на гибкой пе регородке корпус, размещенный в нем механизм передачи управляющего движения и выдвижной управляющий шток одного звена, связанный с выходным звеном, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования , он снабжен рычагом и коромыслом, шарнирно связанными одними концами соответственно с выдвижным управляющим штоком и с корпусом , а другими концами - между собой, при этом ось качания коромысла жестко связана с основанием, а ось качания рычага соединена с выходным звеном и отношение длин плеч рычага равно отношению длин плеч коромысла.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (П) 3(6() В 25 ) 1/02 г р, »

l 1 ü r »

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3580455/25-08 (22) 08. 02.83 (46) 23.05.84. Вюл. Р 19 (72) Г.A.ßêóøåí и В.В.Назаров (53) 62-229.72(088.8) (56) 1. Приборы и техника эксперимента, М., 1976, 9 1, с.159-160, рис.2 (прототип) . (54)(57) МАНИПУЛЯТОР, содержащий основание, закрепленный на гибкой пе регородке корпус, размещенный в нем механизм передачи управляющего движения и выдвижной управляющий шток одного звена, связанный с выходным звеном, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования, он снабжен рычагом и коромыслом, шарнирно связанными одними концами соответственно с выдвижным управляющим штоком и с корпусом, а другими концами — между собой, при этом ось качания коромысла жестко связана с основанием, а ось качания рычага соединена с выходным звеном и отношение длин плеч рычага равно отношению длин плеч кором)сла.

1093535

Изобретение относится к машино- строению и может быть использовано в различных устройствах и технологических процессах, предусматривающих применение манипуляторов, осу- . ществля цих пер,дачу движения из 5 одной среды в другую через гибкую перегородку. Такие манипуляторы имеют корпус, передающий механизм и выходное звено.

Известен манипулятор, содержащий основание, закрепленный на гибкой перегородке корпус, размещенный в нем механизм передачи унравляющего движения и выдвижной управляющий шток одного звена, связанный 15 с выходным звеном (1) .

Недостатком известного манипулято. ра является низкая точность позиционирования, обусловленная смещениями (колебаниями) корпуса манипулятора, вызываемыми, например, изменяющейся стрелой прогиба перегородки в месте становки манипулятора под действием переменного давления.

Цель изобретения — повышение точности позиционирования.

Цель достигается тем, что манипулятор, содержащий основание, закрепленный на гибкой перегородке корпус, размещенный в нем механизм передачи управляющего движения и выдвижной управляющий шток одного звена, связанный с выходным звеном, снабжен рычагом и коромыслом, шарнирно связанными одними концами соответственно с выдвижным управляющим штоком и с корпусом, а другими концами — межцу собой, при этом ось качания коромысла жестко связана с основанием, а ось качания рычага сое динена с выходным звеном, и отно- 4Р шение длин плеч рычага равно отношению длин плеч коромысла.

На фиг. 1 изображен манипулятор общий вид; на фиг. 2 — положение звеньев механизма манипулятора при 45 передаче им перемещений; на фиг.3 то же, при компенсации прогиба перегородки; на фиг. 4 — кинематическая схема упрощенного варианта механизма компенсации манипулятора. 50

Манипулятор состоит из корпуса 1 с механизмом передачи управляющего движения и выдвижного управляющего штока 2, шарнирно соединенного с концом рычага 3, который другим концом шарнирно соединен в одной точке с концом коромысла 4 и направляющим стержнем 5, другой конец коромысла 4 шарнирно соединен с опорой 6, установленной на корпусе манипулятора 1.

Коромысло 4 в средней точке на оси 60 качания опорой 7 связано с неподвижным основанием 8, несущим объект позиционирования (не показан), а ar 3 шарнирно соединен с выходным звеном 9. Точка соединения, т.е.) 65 ось качания 0„ выходного звена 9 с рычагом 3, и точка опоры, т.е. ось качания 0 коромысла 4, делят длину плеч соответственно рычага и коромысла в одном выбранном отношении (например 1:1 или 1:2 и т.д.).

Шарнирное соединение по концам рычага и коромысла в точках K„ — Кз, например, выполнено в виде сочленения продольного паза со стержнем и позволяет изменять в процессе работы длину звеньев механизма, сохраняя при этом выбранные передаточные отношения. Выходное звено 9 и стержень 5 установлены в неподвижных относительно основания 8 опорах с возможностью возвратно-поступательного движения параллельно направлению перемещения выходного штока, при этом точки шарнирных соединений

К1, Кз 0 и К перемещаются по вза. имно йараллельным прямым линиям а

5. и с . Корпус 1 манипулятора размещен на перегородке 10, нагруженной например, наружным изменяющимся давлением Р. Рычаг 3 и коромысло 4 в исходном положении, например, сложены параллельно друг другу и могут быть в процессе работы манипулятора раздвинуты на некоторый угол d, < 180".

Манипулятор работает следующим образом.

Рычаг 3 я коромысло 4:.(фиг. 2) находятся в исходном положении и угол между ними, например, равен нулю. При передаче перемещения манипулятором выдвижение штока 2 на величину и вызывает поворот рычага 3 относительно коромысла 4, в результате чего выходное звено 9 перемещается на величину dB, пропорциональную выбранному передаточному отношению рычага m — d m

РР -1 причем m =

P Ip где 2Р— длина рычага 3 межцу точками К и К его соедине-. ния с выходйым штоком 2 и коромыслом 4; р

Х вЂ” длина плеча рычага 3 между. точками 01 и К2 его соединения с выходным звеном

9 и коромыслом 4.

В случае же прогиба перегородки

10 (фиг.3) на величину f под действием давления Р происходит совместное смещение концов коромысла 4 и рычага 3 относительно неподвижного основания 8 на одну и ту же величину f вследствие чего рычаг 3 и коромысло 4 совместно поворачиваются на некоторый угол вокруг общей точки О, а именно точки соединения выходного звена 9 с рычагом 3, в результате. 1093535

Фиг.2 передачи прогиба стенки f через ме ханизм не происходит.

Если же рычаг и коромысло раздви-нуты на некоторый угол о (фиг.1), смещение концов коромысла 4 и рыча»

ra 3 на величину прогиба f вызывает поворот коромысла 4 вокруг неподвижной точки 0 оси качания его соединения с основанием 8 и смещения точки соединения с рычагом К на величину л„, пропорциональную передаточному отношению коромысла m :

f m«

2к причем шк= 15 где Р - длина коромысла 4 между точками К и K> его соеди* нения с корпусом 1 манипулятора и рычагом 3;

2 — длина плеча коромысла 4

К. между точками 0 и К его соединения с осйованйем 8 и рычагом 3.

Вследствие того, что передаточные

;отношения рычага тр и коромысла m 2 к в процессе работы механизма остаются„ одинаковыми, остается постоянным и расстояние между прямыми линиями

Б и с, по которым перемещаются точки шарнирных соединений К„-К. и 0 рычага 3 и коромысла 4 с другими звеньями механизма, если во вре» я смещения манипулятора под действием прогиба перегородки расстояние между точками К» и К шарнирных соединений рычага 3 и коромысла 4 тоже сохраня9 ется постоянным, то и расстояние между точками 0 и 0> остается постоянным, т.е. рычаг 3 выполняет разворот вокруг неподвижной точки 0 . Вследствие этого выходное звено 9 манипулятора не испытывает перемещения от прогиба перегородки 10.

В тех случаях, когда величина смещения корпуса манипулятора относительно мала, можно упростить конструкцию механизма компенсации, заменив

Ф скользящие шарниры вращения на более простые шарнирные соединения.

Наличие механизма компенсации перемещения у манипулятора (фиг. 4) устраняет снижение точности поэицио нирования, возникающее в результате различных относительных перемещений корпуса манипулятора в процессе работы системы.

Повышение точности позиционирования позволит оптимизировать различные технологические процессы.

Составитель О.Афанасьев

Редактор Л.Гратилло Техред М.Кузьма Корректор Л.Шеньо

Заказ 3354/14 Тираж 1033 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4