Манипулятор

 

1. МАНИПУЛЯТОР, содержащий шарнирно соединенные между собой звенья, захват, установленный на конце одного из них, кинематическую цепь фиксации положения звеньев манипулятора , силовые приводы звеньев и тормоза, связанные с системой управления, отличающийся тем, что, с целью повьпиения производительности за счет увеличения жесткости и расширения технологических возможностей, кинематическая цепь фиксации положения звеньев манипулятора состоит по крайней мере из двух шарнирно соединенных между собой дополнительных звеньев, одно из которых шарнирно соединено со звеном манипулятора, несущим захват, а другое - с основанием, при этом тормоза расположены в шарнирах, соединяющих дополнительные звенья кинематической цепи. 2.Манипулятор по п.1, отличающийся тем, что дополнительные звенья кинематической цепи фиксации положения звеньев манипулятора соединены между собой при поШ мощи поступательных шарниров. Л 4 4 сл

СОКИ СОВЕТСНИХ

И

РЕСПУБЛИН

4рц В 25 J 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ (21) 3612236/25-08 (22) 29.06.83 (46) 23.04.85. Бюп. 11 15 (72) Б.И.крюков и А.Г.Афанасьев (71) MRTY им. Н.Э.Баумана (53) 62-229.72 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

В 906686, кл. В 25 Л 5/00, 1980. (54)(57) 1. МАНИПУЛЯТОР, содержащий шарнирно соединенные между собой звенья, захват, установленный на конце одного иэ них, кинематическую цепь фиксации положения звеньев манипулятора, силовые приводы звеньев и тормоза, связанные с системой управления, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности эа счет увеличения жест„„SU„„1151445, А кости и расширения технологических возможностей, кинематическая цепь фиксации положения звеньев манипулятора состоит по крайней мере иэ двух шарнирно соединенных между собой дополнительных звеньев, одно иэ кото" рых шарнирно соединено со звеном манипулятора, несущим захват, а другое - с основанием, при этом тормоза расположены в шарнирах, соединяющих дополнительные звенья кинематической цепи.

2.Манипулятор по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что дополни" тельные звенья кинематической цепи фиксации положения звеньев манипулятора соединены между собой при помощи поступательных шарниров.

1 11514

Изобретение относится к машиностроению, а именно к ро5 тостроению

Известен манипулятор, содержащий, шар:4ирно соединенные между. собой звенья, захват, установленный на 5 конце одного из них, кинематическую цепь фиксации положения звеньев манипулятора, силовые приводы звеньев и тормоза, связанные с системой управления P f ). !О

Недостатком известного манипулятора является то, что кинематичес-. кие цепи фиксации положения звеньев манипулятора позволяют фиксировать только промежуточные звенья манипу- 15 лятора и только в строго определенных рабочих положениях. При этом остальные звенья манипулятора, в, том числе звено, несущее захват, остаются незафиксированными, что не 2б позволяет обеспечить высокую жесткость всего манипулятора. Для изменения рабочего положения манипулятора требуется передвигать и закреплять в другом месте основания кинематические цепи фиксации положения, так как их конструкция не позволяет использовать всю рабочую зону манипулятора, а размеры используемой зоны зависят от размеров кинематических цепей фиксации положения. Это снижает технологические возможности манипулятора.

Цель изобретения — повышение производительности за счет увеличения жесткости и расширение технологичес35 ких возможностей за счет использования рабочей зоны манипулятора.

Укаэанная цель достигается тем, что в манипуляторе, содержащем шар- 4О нирно соединенные между собой звенья, захват, установленный на конце одного из них, кинематическую цепь фиксации положения звеньев, силовые приводы звеньев и тормоза, связанные с системой управления, кинематическая цепь фиксации положения звеньев манипулятора состоит по крайней мере из двух шарнирно соединенных между собой дополнительных звеньев, одно из которых шарнирно соединено со звеном манипулятора, несущим захват, а другое — с основанием, при этом тормоза расположены в шарнирах, соединяющих дополнительные звенья кине« 15 матической цепи.

Причем дополнительные звенья кннематической цепи фиксации положения

45 звеньев манипулятора соединены между собой при помощи поступательных шар ниров.

На фиг. 1 показана кинематическая схема манипулятора; на фиг, 2 — блоксхема управления тормозами.

Манипулятор содержит основание 1, шарнирно соединенные между собой звенья 2, захват 3, расположенный на конце последнего звена 2 манипулятора, силовые приводы и тормоза звеньев 2 (не показаны). Звенья 2 манипулятора соединены между собой с помощью шарниров 4. Звено 2, несущее захват 3, соединено с основанием

1 двумя кинематическими цепями фиксации положения, которые присоединены к ним с помощью вращательных трехподвижных шарниров 5. Кинематическая цепь фиксации положения звеньев манипулятора состоит из двух дополнительных звеньев 6 и 7, которые соединены между собой с помощью поступательного шарнира 8. В поступательном с шарнире 8 смонтирован тормоз, например электромагнитный порошковый тормоз 9. Управление силовыми приводами

10 и тормозами 11 звеньев 2 манипулятора установленными в шарнирах 4, соединяющих звенья 2, а также тормозами 9, установленными в шарнирах 8 кинематических цепей фиксации положения, осуществляется с помощью системы управления. Система управления состоит нз блока 12 задания программы робота, выходы которого соединены с силовыми приводами 10 звеньев 2, тормозами 11 и блоком 13 задания уставок, выход которого соединен с первым входом элемента 14 сравнения.

Второй вход элемента 14 сравнения соединен с датчиками 15 положений, установленными в шарнирах 4 манипулятора, à его выход — с тормозами 9, установленными в шарнирах 8 кинематической цепи фиксации положения, Манипулятор работает следующим образом.

В начальный момент тормоза 11 шарниров 4 и электромагнитные порошковые тормоза 9 шарниров 8 кинематических цепей фиксации положения удерживают манипулятор в исходном положении. Для обеспечения пЕремещения манипулятора блок 12 задания программы робота отключает тормоза 11 и подает управляющий сигнал на блок 13 задания уставок. Блок 13 задания

4 положения, становится равной величине сигналов-уставок, поступающих с д блока 13 задания уставок, и элемент сравнения 14 включает тормоза 9 шарниров 8. Звенья 2 манипулятора останавливаются, а кинематические цепи фиксации положения фиксируют их в этом положении. За счет включения тормозов 9 кинематические цепи фик10 сации положения превращаются в подобие стержней, а вся конструкпия манипулятора — подобие фермы, жесткость которой в нескблько pas выше жесткости манипулятора. За счет большой жесткости колебания манипулятора происходят на высоких частотах и быстро затухают.

Применение предлагаемого манипулятора позволяет повысить скорости

2б перемещений захвата и в два-три раза сократить время позиционирования sa счет фиксации руки и более быстрого успокоения колебаний захвата. Повышение быстродействия и сокращение д времени позиционирования позволит повысить производительность. уставок.формирует сигчал-уставку и подает его на первый вход элемента

14 сравнения, .при этом на второй вхо элемента 14 сравнения поступает сигнал с датчика 15 положения, установ ленного в шарнире 4, причем сигналу каждого датчика 15 положений соответствует определенный сигнал-уставка. Так как величина сигналов-уставок и сигналов датчиков 15 положений в исходном положении манипулятора различна, то элемент 14 сравнения подает управляющий сигнал на отключе ние тормозов 9 кинематических цепей фиксации положения. Блок 12 задания программы робота включает силовые приводы tO под действием которых звенья 2 манипулятора начинают перемещаться и черемещают вместе с собой звенья 6 и 7 кинематической цепи фиксации положения, которая поворачивается относительно звена 2 и основания 1 на шарнирах S. Перемещение звеньев 6 и 7 кинематической цепи фиксации положения друг относительно друга обеспечивается шарнирами 8.

В тот момент, когда манипулятор занимает требуемое положение, а захват .

3 достигает заданной точки пространства, блок задания программы робота включает тормоза 11 шарниров 4 и выключает силовые приводы 10. При этом ! величина сигналов, поступающих на элемент 14 сравнения с датчиков 15

Применение в конструкции манипулятора кинематических цепей фиксации положения позволяет снизить жесткость звеньев манипулятора и уменьшить их массу, и тем самым позволяет улучшить его динамические характеристики и повысить грузоподъемность.

ВНИИПИ Заказ 2229/12 Тираж Ю50 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4