Механическая рука

 

1. МЕХАНИЧЕСКАЯ РУКА, содержащая схват, связанный с последовательно установленными и шарнирно соединенными между собой модулями, каждый из которых снабжен приводом а X / / поворота, отличающая ся тем, что, с целью расширения ее технологических возможностей,. она снабжена приводом продольного перемещения схвата, вьшолненным в виде линейного двигателя, статор которого состоит из нескольких частей, размещенных в модулях, а ротор выполнен в виде каретки, охватывающей модули, при этом схват расположен на каретке. 2. Рука ПОП.1, отличающаяся тем, что привод поворота модуля выполнен в виде электромагнитов , установленных на концах модулей. (Л с:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН (19) (11) 3(51) В 25 J l 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3356646/25-08 (22) 17.11.81 (46) 07.06.84. Бюл. У 21 (72) В.С. Крапивин (53) 621.229.72(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1(536955, кл. В 25 J 1/00, 1975 (прототип). (54) (57) 1. МЕХАНИЧЕСКАЯ РУКА, содержащая схват, связанный с последовательно установленными и шарнирно соединенными между собой модулями, каждый из которых снабжен приводом поворота, отличающаяся тем, что, с целью расширейия ее технологических возможностей,.она снабжена приводом продольного перемещения схвата, выполненным в виде линейного двигателя, статор которого состоит из нескольких частей, размещенных в модулях, а ротор выполнен в виде каретки, охватывающей модули, при этом схват расположен на каретке.

2. Рука по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что привод поворота модуля выполнен в виде электромагнитов, установленных на концах модулей.

1 1096

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано для механизации и автоматизации основных и нспомогательных операций в различных отраслях машино- и приборо5 строения.

Известна механическая рука, содержащая шарнирно соединенные между собой звенья, несущие схват, связанные с силовым блоком, при этом силовой 10 блок выполнен в виде последовательно установленных и снабженных приводами модулей, каждый из которых содержит дифференциалы с общим водилом, кинематически связанным с приводом 1 3

Однако конструкция известного устройства сложна из-за большого количества подвижно установленных элементов, взаимодействующих между собой. 20

Цель изобретения — упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что механическая рука, содержащая схват, связанный с последовательно установленными и шарнирно соединенными между собой модулями, снабженными приводами поворота, снабжена приводом продольного перемещения схвата, выполненным в виде линейного З0 ,двигателя, статор которого состоит из нескольких частей, размещенных в модулях, а ротор выполнен в виде каретки, охватывающей модули, при этом схват расположен на каретке.

Кроме того, привод поворота моду35 ля выполнен в виде электромагнитов, установленных на концах модулей.

На фиг. 1 изображена механическая рука; на фиг. 2 — модули, разрез; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 2; на

40 фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг.2.

Механическая рука содержит модули

1, установленные последовательно и шарнирно связанные между собой, и схват 2. Схват 2 связан с кареткой 3

45 через последовательно установленные модули 4 и 5, связанные между собой шарнирами 6. Модули 4 и 5 снабжены приводами их поворота, выполненными в виде электромагнитов, включающих

50 сердечники 7 с размещенными на них обмотками 8 и 9, и постоянных магнитов. На торце каждого сердечника .7 установлены полюса 10 и 11. Плоскости полюсов 10 и 11 расположены под о углом одна к другой равным 180 — о, где g/„ 30-45О . В местах расположения плоскостей расположены шарниры 6.

093 2

Электромагниты установлены в модулях

4, а постоянные магниты — в модулях

5.Механическая .рука содержит также модули 12, снабженные приводами их поворота друг относительно друга и приводом продольного перемещения схвата. Приводы по.. орота модулей друг относительно друга выполнены аналогично конструкциям модулей 4 и

5 и размещены на концах модуля 12.

Привод продольного перемещения схвата выполнен в виде линейного двигателя, статор которого выполнен в ниде размещенного в немагнитном корпусе 13 магнитного стержня 14, несущего кольцевые обмотки 15 — 22, разделенные стальными магнитными кольцами 23, а ротор представляет собой каретку 3, выполненную в виде последовательно соединенных, чередующихся и охватывающих корпус 13 магнитных 24 и немагнитных 25 элементов. Каретка смонтирована на корпусе 13 с возможностью перемещения вдоль оси модулей 12 с помощью роликовых опор 26. Для повы-. шения надежности длительной фиксации каретки на корпусе 13.на концах крайних модулей 12 установлены опорные электромагниты 27. Величина t шагового перемещения каретки 3 равна

t = 1« = 0,5 с, а число фаз определяют из зависимости

М Н

1 + 1

М 1 = с

t м где 1нм- длина немагнитного элемента 25;

1 - длина магнитного элемента 24; с — толщина обмотки модуля 12.

Механическая рука работает следующим образом.

При включении обмотки 19 модуля

12 и обмотки 9 модуля 5 каретка находится в положении, показанном на фиг. 2. В этом случае при соответствующем направлении тока в обмотке 9 модуль 5 фиксируется на плоскости полюса 11 модуля 4, поскольку между разноименными полюсами этих модулей действует сила притяжения. При включении обмотки 19 модуля 12 магнитный элемент 24 каретки 3 фиксируется в положении, близком к положению магнитного равновесия в поле этой обмотки. Для перемещения вверх или вниз каретки 3 переключают в требуемой последовательности в зависимости от направления обмотки модулей 12. Так, например, переключением обмоток 2 1, 3 1096

20, 22, 21, 20, 22 обеспечивают перемещение каретки вверх, а переключением обмоток 20, 18, 19, 17, 18, 16, 17, 15 — перемещение каретки вниз.

Для осуществления единичного шагового перемещения каретки 3 вверх йеобходимо, например, включить обмотку 21 и отключить обмотку 19. В результате возникает тяговое усилие, воздействующее на магнитный элемент 24 карет- 1О ки 3 в направлении уменьшения рабочего воздушного зазора, что обеспечивает перемещение каретки к новому положению магнитного равновесия в поле обмотки 21. Для осуществления поворота модуля 5 относительно модуля 4 обеспечивают перемещение каретки 3 на четыре шага t так, чтобы нижняя его торцовая часть находилась над плоскостью полюса 11 модуля 4, далее из- 2О меняют направление тока в обмотке 9 модуля 4 на противоположное, одновременно запитывают обмотку 8 током требуемого направления, затем отключают обмотку 9. 25

093 4

При изменении направления тока в обмотке 9 между нижней плоскостью модуля 5 и плоскостью полюса 11 модуля 4 возникает усилие взаимного отталкивания. При этом направление тока во вновь включаемой обмотке 8 должно быть таким, чтобы между нижней плоскостью модуля 5 и плоскостью модуля 4 возникло усилие притяжения.

B результате чего модуль 5 и связанные с ним остальные приводные элементы совершают качательное движение на угол oL влево относительно вертикальной оси. Далее обмотку 9 отключают, а обмотку 8 оставляют включенной и устройство фиксируется в новом исходном положении. Звенья, соединяющие каретку 3 со схватом 2, могут совершать одновременно два вида движения — качательное и поступательное.

Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает качательное и поступательное перемещение схвата при минимальном количестве подвижных взаимодействующих между собой элементов.

1096093

7 b

q». z

А-4 ццщщи Заказ 3713/9 Тиоаж 1033 Поу исное идиад HEI датеыт", r. ужгород,ул.Проектная, 4