Схват манипулятора

 

1. СХВАТ МАНИПУЛЯТОРА, содержащий основание, на котором устанЬвлены зажимные губки, кинематически связанные между собой и снабженные приводом их перемешения, датчик линейного перемещения со штоком , связанный через систему управления с приводом,о тличающийс я тем, что, с целью исключения повреждения деталей при захватывании, он снабжен датчиками усилия сжатия, установленными на губках, генератором , усилителем, блоком детектирования и блоком компенсации, при этом датчик усилия сжатия выполнен в виде пьезоэлектрического полого цилиндра , снабженного электродами. установленными на торцах, пьезоэлектрического стержня, снабженного электродами , установленными на торцах, расположенного внутри цилиндра и jiRecTKo с ним связанного через диэлектрическую прокладку, и мембраны, жестко соединенной с губкой и связанной через шаровую опору, закрепленную в сепараторе, со стержнем, а электроды цилиндра соединены с генератором, при этом электроды стержня подключены к входу усилителя, а выход усилителя соединен с одним из входов блока детектирования, другой вход которого подключен к выходу блока компенсации, а выход блока детектирования соединен с входом систе-g мы управления. 2. Схват ПОП.1, отличаю (О щийся тем, что он снабжен закрепленным на основании кронштейном, в котором выполнен паз, и втулкой с цанговым зажимом, расположенной в пазу кронштейна с возможностью перемещения вдоль губок, причем датчик линейного перемещения установлен во втулке. ;о О) о со 00

COIO3 СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19 (И) М59 В 25 J 15 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3567000/25-08 (22) 07.01.83

J (46) 07.06.84, Бюл Р 21 (72) В;Г. Градецкий, В.И. Филиппович и A.Ñ. Чурсин (71) Институт проблем механики

АН СССР (53) 621.229.72(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

У 659377, кл. В 25 15/00, 1977. (54)(57) 1. CXBAT МАНИПУЛЯТОРА, содержащий основание, на котором установлены зажимные губки, кинематически связанные между собой и снабженные приводом их перемещения, датчик линейного перемещения со штоком, связанный через систему управления с приводом,о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью исключения повреждения деталей при захватывании, он снабжен датчиками усилия сжатия, установленными на губках, генератором, усилителем, блоком детектирования и блоком компенсации, при этом датчик усилия сжатия выполнен в виде пьезоэлектрического полого цилиндра, снабженного электродами, установленными на торцах, пьезоэлектрического стержня, снабженного электродами, установленными на торцах, расположенного внутри цилиндра и жестко с ним связанного через диэлектрическую прокладку, и мембраны, жестко соединенной с губкой и связанной через шаровую опору, закрепленную в сепараторе, со стержнем, а электроды цилиндра соединены с генератором, при этом электроды стержня подключены к входу усилителя, а выход усилителя соединен с одним из входов блока детектирования, другой вход которого подключен к выходу блока компенсации, а выход блока детектирования соединен с входом систе- мы управления.

З

2. Схват по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что он снабжен закрепленным на основании кронштейном, С в котором выполнен паз, и втулкой с цанговым зажимом, расположенной в пазу кронштейна с возможностью перемещения. вдоль губок, причем датчик линейного перемещения установле н во в тулке .

109б098

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для автоматизации производственных процессов с применением промышленных роботов, снабженных очувствленными схватами. 5

Известен схват манипулятора, содержащий основание, на котором установлены зажимные губки, кинематически связанные между собой и снабженные приводом их перемещения, и датчик линейного перемещения со штоком, связанный через систему управления с приводом L17.

Однако данное устройство не обеспечивает точного измерения и дозирования усилия сжатия, адекватного весу захватываемого объекта вследствие отсутствия датчика, измеряющего это усилие, непосредственно прилагаемое к объекту,что может привести к деформации и излому захватываемого объекта.

Цель изобретения — исключение повреждения деталей при захватывании.

Поставленная цель достигается тем, что схват мунипулятора, содержащий основание, на котором установлены зажимные губки, кинематически связанные между собой и снабженные приводом их перемещения, датчик линейного перемещения со штоком, связанный через систему управления с приводом, снабжен датчиками усилия сжатия, установленными на губках, генератором, усилителем, блоком детектирования и блоком компенсации, при З5 этом датчик усилия сжатия выполнен в виде пьезоэлектрического полого цилиндра, снабженного электродами, установленными на торцах, пьезоэлектрического стержня, снабженного 40 электродами, установленными на торцах, расположенного внутри цилиндра и жестко с ним связанного через диэлектрическую прокладку, и мембраны, жестко соединенной с губкой и свя- 4 занной через шаровую опору, закрепленную в сепараторе, со стержнем, а электроды цилиндра соединены с генератором, при этом электроды стержня подключены к входу усилителя, выход усилителя соединен с одним из входов блока детектирования, другой вход которого подключен к выходу блока компенсации, выход блока детектирования соединен с входом системы управления.

Кроме того, схват снабжен закрепленным на основании кронштейном, в котором выполнен паз, и втулкой с цанговым зажимом, расположенной в пазу кронштейна с возможностью пере- 60 мещения вдоль губок, при этом датчик линейного перемещения установлен во втулке.

На фиг. 1 изображен схват манипулятора„ общий вид; на фиг. 2 — вид

А на фиг ° 1;,на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1.

Схват манипулятора состоит из основания 1, звеньев 2 привода перемещения разъемных губок 3 схвата и индуктивного датчика 4 линейного перемещения с подвижным штоком, выход которого связан с системой 5 управления робота. В каждую губку 3 схвата встроен изолированный от корпуса губки коробкой 6 датчик 7 усилия сжатия, выполненный в виде пьезоэлектрического полого цилиндра

8 и цилиндрического стержня 9, входящего в него. Шаровая опора 10 закреплена в сепараторе 11 и кинематически связывает стержень 9 с мембраной 12, которая жестко закреплена на торцовой поверхности губки 3.При этом полый цилиндр 8 и входящий в него стержень 9 жестко связаны между собой через диэлектрическую прокладку 13, а электроды 14, установленные на торцах полого пьезоэлектрического цилиндра, соединены с генератором 15. Торцовые электроды 16 ,пьезоэлектрического стержня соединены с усилителем 17, выход которого подключен к одному из входов блока

18 детектирования, другой вход которого соединен с блоком 19 компенсации, Выход блока детектирования соединен с входом системы 5 управления, выход которой подключен к приводу перемещения губок схвата (не показан ).

Датчик 4 линейного перемещения установлен во втулке 20, в нижней части которой имеется цанговый зажим 21, обеспечивающий вертикальное перемещение датчика .относительно губок схвата, втулка 20 соединена с кронштейном 22, в котором сделан паз

23 для обеспечения горизонтального перемещения датчика относительно губок схвата, при этом кронштейн 22 жестко соединен с основанием 1 схвата.

Вертикальное и горизонтальное перемещение датчика линейного перемещения позволяет точно устанавливать его относительно захватываемой детали 24 и тем самым способствует точности измерения усилия сжатия.

Схват манипулятора работает следующим образом.

Схват с разведенными губками подводится к захватываемой детали 24 так, что последняя оказывается между губками 3. Система 5 управления подает команду на опускание схвата.

При опускании схвата шток датчика 4 входит в соприкосновение с деталью и поднимается в верхнее положение.

После этого в систему 5 управления поступает команда на остановку схвата и сжатие детали. Сигнал управления поступает на привод перемещения

1096098 губок схвата (не показан ), который приводит их в движение. Усилие сжатия через мембрану 12 и шаровую опору 10 воздействует на пьезоэлектрический цилиндрический стержень 9, который жестко соединен через ди- 5 электрическую прокладку 13 с полым пьезоэлектрическим цилиндром 8. Диэлектрическая прокладка изолирует генераторную секцию полого цилиндра от информационной секции, связанной со стержнем. Материал диэлектрической прокладки выбирается из условия совпадения акустических сопротивлений пьезоэлектрических элементов и прокладки, что уменьшает ослабление 15 механического сигнала на границе раздела.

При подключении электродов 14 полого цилиндра 8. к генератору 15, настроенному на резонансную частоту продольных колебаний, на электродах

16 цилиндрического стержня 9 появляется электрический заряд, изменяющийся с частотой механических колебаний полого цилиндра 8, амплитуда которого зависит от измеряемого статического усилия сжатия, прикладываемого к детали 24.Блок 19 компенсации сдвигает начало отсчета усилия сжатия в нулевую точку характеристики, поэтому при увеличении усилия сжатия сигнал, поступающий в систему 5 управления, будет не уменьшаться, а увеличиваться, сравниваться с сигналом управления задающего устройства,расположенного в системе 5 управления, и отрабатываться приводом перемещения губок схвата. После сравнения этих сигналов система управления подает команду подъема схвата. Ввиду недостаточности сжимающего усилия захватываемый объем остается на месте или в процессе подъема схвата начинает проскальзывать в.губках. Следовательно, шток датчика 4 начинает опускаться. Сигнал с датчика 4 поступает в систему управления, которая автоматически начинает отрабатывать недостающее сжимающее усилие. При достаточном для эахватывания усилии деталь начинает подниматься вместе со схватом и шток датчика 4 перестает перемещаться, прекращая увеличивать сигнал дозирования сжимающего усилия. Деталь захвачена.

Применение предлагаемой конструкции схвата позволяет повысить точность измерения и дозирования усилия сжатия широкого по весу класса деталей с силой, не превышающей необходимую для захватывания и исключающей деформацию и излом деталей, а также сэкономить энергетические ресурсы, затрачиваемые на захват деталей при их транспортировке, и увеличить производительность труда за счет сокращения времени, необходимого на операцию захвата деталей. филиал tIIItI "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4

ННИИПИ Заказ 3713/9

1096098

У б, Тираж 1033 Подписное