Манипулятор

 

1. МАНИПУЛЯТОР, содержащий колонну, размещенную на основании, и шарнирно установленный на колонне основной двуплечий рычаг с устройством его уравновешивания, включающим ролик и основной упругий элемент , связанный посредством гибкой тяги с уравновешивающим плечом осно ного двуплечего рычага, отлича ющийся тем, что, с целью сниже ния материалоемкости и повьшения бы стродействия, параметры манипулятор связаны между собой следующей зависимо с т ь.ю ШСНСОЮЗНЛЙ 13 13 . , расстояние от оси шарнира крепления основного двуплечего рычага к колонне до точки крепления гибкой тяги к уравновешивающему плечу основного двуплечего рычага; расстояние от оси шарнира крепления основного двуплечего рычага к колонне до оси крепления ролика на колонне , приведенная масса основного двуплечего рычага; расстояние от оси шарнира крепления основного двуплечего рычага к колонне до точки приложения приведенной массы основного -двуплечего рычага; жесткость основного упругого элемента.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (I9) (II) (SI) В 25 Э 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHQIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ где (, h

P,—

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3633267/25-08 (22) 05.08,83 (46) 07.10.85. Бюл. Х - 37 (72) Е.О. Адамов, В.Г. Иванов, Г! . Г. Золотов, Г1, Г1. Ляпунов и С.Г. Виногоров. (53) 62-229.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 715317, кл. В 25 J 1/02, 1978. (54) (57) 1. Г!АГ!И!!УЛЯТОР, содержащий колонну, размещенную на основании, и шарнирно установленный на колонне основной двуплечий рычаг с устройством его уравновешивания, включающим ролик и основной упругий элемент, связанный посредством гибкой тяги с уравновешивающим плечом основного двуплечего рычага, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью снижения материалоемкости и повышения быстродействия, параметры манипулятора связаны между собой следующей зависимостью

Г,.ь, g, h, 1 расстояние от оси шарнира крепления основного двуплечего рычага к колонне до точки крепления гибкой тяги к уравновешивающему плечу ocíñ.âíîãî двуплечего рычага; расстояние от оси шарнира крепления основного двуплечего рычага к колонне до оси крепления ролика на колонне; приведенная масса основного двуплечего рычага; расстояние от оси шарнира крепления основного двуплечего рычага к колонне до точки приложения приведенной массы основного -двуплечего рычага; жесткость основного упругоro элемента.

118

?. Манипулятор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен дополнительным двуплечим рычагом, шарнирно установленным на конце рабочего плеча основного двуплечего рычага, причем основной двуплечий рычаг с уравновешивающим плечом дополнительного двуплечего рычага образуют с введенными звеньями первый шарнирный параллелограммный механизм, при этом на звене параллелограммног о ме- ханизма, параллельном основному двуплечему рычагу, закреплен дополнительный упругий элемент, кроме того уравновешивающее плечо основного двуплечего рычага вместе с частью колонны и двумя дополнительными соответственно введенными звеньями образует второй параллелограммный механизм, при этом ось шарнира, соединяющего дополнительно введенные звенья, связана посредством гибких тяг с основным и дополнительным где В в

1, г - 2

P h г

2 длина уравновешивающего плеча дополнительного двуплечего рычага; длина дополнительно введенного звена второго параллелограммного механизма, параллельного колонне; приведенная масса дополнительного двуплечего рычага; расстояние от оси шарнира крепления дополнительного двуплечего рычага к основному двуплечему рычагу до точки приложения приведенной. массы дбполнительного двуплечего рычага; жесткость дополнительного упругого элемента.

3360 упругими элементами, а параметры манипулятора связаны между собой зависимостью

Изобретение относится к машиностроению, а именно к манипуляторам, которыми оснащаются тележки и прочие наземные транспортные средства, и может быть использовано при создании гибких автоматизированных производств, а также в приборостроении, на транспорте и в других отраслях народного хозяйства, Цель изобретения — снижение мате- 10 риалоемкости и повышение быстродействия путем введения дополнительного двуплечего рычага и соблюдения зависимостей, связывающих параметры манипулятора, 15

На фиг, 1 схематично изображен предлагаемый манипулятор с основным упругим элементом в виде цилиндрической пружины на фиг. 2 — то же, с основным упругим элементом в виде рц пневматического цилиндра; на фиг. 3то же, с основным и дополнительным упругими элементами в виде цилиндрических пружин; на фиг. 4 — то же> основным и дополнительным упруги-,д ми элементами в виде пневматических цилиндров

Манипулятор содержит колонну 1, размещенную на основании 2, и шарнирно установленный на колонне 1 основной двуплечий рычаг 3 с устройством

его H e H aHH, o ep HM ролик и основной упругий элемент 4, связанный посредством гибкой тяги

5 с уравновешивающим плечом 6 основного двуплечего рычага.

При этом параметры манипулятора связаны между собой зависимостью

Р,ь, е,ь= — к ( где 1 — расстояние от оси 7 шарнира крепления основного двуплечего рычага к колонне

1 точки крепления гибкой тяги 5 к уравновешивающему плечу 6 основного двуплечего рычага; — расстояние от оси 7 шарнира крепления основного двуилечего рычага к колонне 1 до оси крепления ролика 3 на колонне 1; — приведенный вес основного двуплечего рычага, 3 1183 расстояние от оси 7 шарнира ! крепления основного двуплечего рычага к колонне 1 до точки приложения приведенного веса основного двуплече10

ro рычага; жесткость основного ynpyro-,.

t го элемента 4.

Манипулятор снабжен дополнительным двуплечим рычагом 8, шарнирно установленным на конце рабочего плеча основного двуплечего рычага 3, причем основной двуплечий рычаг с уравновешивающим плечом 9 дополнительного двуплечего рычага образует с дополнительно введенными звеньями 10 и 11 первый шарнирный параллелограммный механизм, при этом на дополнительно введенном звене 10 параллелограммного механизма, параллельном основному двуплечему рычагу, закреплен дополнительный упругий элемент 12. Кроме того, уравновешивающее плечо 6 основного двуплечего рычага вместе с частью 13 колонны 1 25 и двумя дополнительными соответственно введенными звеньями 14 и 15 образует второй параллелограммный механизм, при этом ось 16 шарнира, соединяющего дополнительно введенные звенья 14 и 15, связана посредством гибких тяг 5 и 17 с основным 4 и дополнительным 12 упругими элементами, а параметры манипулятора связаны между собой зависимостью

2 г

2 где 0 — длина уравновешивающего плеча г

9 дополнительного двуплечего рычага; 40

" — длина дополнительно введенного звена 15 второго параллелограммного механизма, параллельного колонне 1; — приведенный вес дополнитель-. 5

2 ного двуплечего рычага, 4 — расстояние от оси 18 шарнира крепления дополнительного двуплечего рычага к основному двуплечему рычагу до точ-50 ки приложения приведенного веса дополнительного двуплечего рычага, — жесткость дополнительного

2 упругого элемента 12. 55

В точке шарнирного сочленения звеньев 10 и 11 установлен ролик 19 для гибкой тяги 17. При этом в первом и

360 втором шарнирных параллелограммных механизмах противолежащие звенья имеют равные длины, а именно: 6 и звено

14 — длину Р1, звено 15 и часть 13 ! колонны 1 — длину )г, плечо 9 и звено

11 — длину 2, а звено 10 — длину, равную сумме длин 0< и L, уравновешивающего 6 и рабочего 8 плеч основного двуплечего рычага.

Кроме того, манипулятор может быть снабжен еще одним двуплечим рычагом, шарнирно установленным на конце рабочего плеча дополнительного двуплечего рычага, тогда уравновешивающее

9 и рабочее плечи последнего с дополнительно введенными звеньями должны образовывать третий шарнирный параллелограммный механизм и иметь еще один, соединенный с ним, упругий элемент (не показаны) °

Основной 4 и дополнительный 12 упругие элементы могут быть выполнены в виде цилиндрических пружин (фиг. 1 и 3) или пневматических цилиндров, играющих роль аккумуляторов энергии (фиг. 2 и 4). В последнем случае штоковые полости этих цилиндров до начала работы заполняют воздухом с атмосферным давлением. При этом параметры упругих элементов 4 и 12 регулируются в соответствии с парамет- рами. двуплечих рычагов и параллелограммных механизмов зависимостями

; г 4, . „

Р, L, P,.L, путем изменения жесткости соответствующей пружины или путем изменения объема штоковой полости соответствующего пневматического цилиндра.

Колонна 1 может иметь поворотную часть, а ее основание 2 может быть установлено на транспортном средстве, На конце рабочего плеча укреплен в зависимости от условий эксплуатации манипулятора грузозахватный, зажимный или поддерживающий рабочий орган.

Манипулятор имеет приводы, связанные с системой программного управления технологическим участком автоматической линии (не показано) и размещенные в зоне шарнирных сочленений.

Манипулятор работает следующим образом.

При подаче управляющего воздействия от системы программного управления манипулятор перемещается к месту работы и там фиксируется. Затем один из приводов через шарнир 7

1183360 О1 передает усилие уравновешивающему и рабочему плечам 6 основного двуплечего рычага. Под действием этого усилия происходит перемещение плеч (а в случае необходимости и поворот колонны 1 или ее части), в результате чего рабочее плечо занимает любое промежуточное положение в пределах рабочей зоны для проведения операций с объектом манипулирования.

При этом вследствие перемещения урав. новешивающего плеча 6 перемещается и гибкая тяга 5, связанная с ним и упругим элементом 4, осуществляющим уравновешивание рабочего плеча.

При движении плеча 6 вверх происходит либо растяжение пружины (фиг. 1), либо сжатие воздуха в штоковой полости пневматического цилиндра (фиг. 2), а при движении плеча 6 вниз — соответственно сжаI тие пружины или расширение воздуха в штоковой полости пневматического цилиндра.

Работа манипулятора для вариантов его выполнения, изображенных на фиг. 3 и 4, осуществляется аналогично с той разницей, что соответствующий привод через шарнир 18 пере10 дает усилие уравновешивающему и рабочему плечам дополнительного двуплечего рычага. Под действием этого усилия происходит разворот звеньев

10 и 11 первого и звеньев 14 и 15

15 второго параллелограммных механизмов вокруг соответствующих шарниров.

При этом перемещаются гибкие тяги

5 и 17, взаимодействующие соответственно с основным 4 и дополнитель20 ным 12 упругими элементами, осуществляющими уравновешивание манипулятора.

Фылиел ППП "Патент", г. Улгород, ул.Проектная,4

ВЫКИПИ Заказ 7436

1183360

Тираж 1049 Подаисное