Манипулятор

 

1. МАНИПУЛЯТОР, содержащий руку, являющуюся звеном щарнирного параллелограммного механизма, кинематически связанного с кулисным механизмом, и силовые цилиндры плоскопараллельного и вертикального перемещений руки, отличающийся тем, что, с целью улучщения динамических характеристик и расщирения технологических возможностей, он снабжен приводной стойкой, установленной на щтоке силового цилиндра вертикального перемещения руки и жестко связанной с несущим звеном щарнирного параллелограммного механизма , приводной зубчато-реечной передачей , рейка которой жестко связана с штоком силового цилиндра плоскопараллельного перемещения руки, установленного на приводной стойке, а зубчатое колесо приводной зубчато-реечной передачи установлено на оси одного из шарниров несущего звена щарнирного параллелограммного механизма и цепной передачей, звездочки которой установлены на осях щарниров несущего звена, при этом одна из звездочек жестко связана с зубчатым колесом приводной зубчато-реечной передачи, а другая - с кривощипом кулисного механизма, при этом два других параллельных звена щарнирного параллелограммного механизма связаны с зубчатым колесом приводной зубчато-реечной передачи и с звездочкой цепной передачи, жестко связанной с кривощипом кулисного механизма , соответственно, дополнительной зубчато-реечной передачей, рейка которой установлена в направляющей, жестко связанiS ной с подвижной стойкой и кинематически (Л связанной через блок зубчатых колес, установленных на приводной стойке с рейкой щтока силового цилиндра вертикального перемещения руки, причем рейка дополнительной зубчато-реечной передачи жестко соединена с кулисным механизмом. 2. Манипулятор по п. 1, отличающийся тем, что, он снабжен управляющим механизмом , выполненным в виде цилиндра, кор00 Од пус которого жестко связан с подвижной стойкой, а шток - с кулисным механизмом. 4: О5

COlOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)4 В 25 J 9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ::

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3675603/25-08 (22) 14.12.83 (46) 23.10.85. Бюл. № 39 (72) А. П. Снисарь (71) Запорожский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени автомобильный завод «Коммунар» (53) 62 — 229.72 (088.8) (56) Заявка Японии № 57 — 42477, кл. В 25 J 9/00, 1982. (54) (57) 1. МАНИПУЛЯТОР, содержащий руку, являющуюся звеном шарнирного параллелограммного механизма, кинематически связанного с кулисным механизмом, и силовые цилиндры плоскопараллельного и вертикального перемещений руки, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик и расширения технологических возможностей, он снабжен приводной стойкой, установленной на штоке силового цилиндра вертикального перемещения руки и жестко связанной с несущим звеном шарнирного параллелограммного механизма, приводной зубчато-реечной передачей, рейка которой жестко связана с штоком силового цилиндра плоскопараллельного перемещения руки, установленного на приводной стойке, а зубчатое колесо приводÄÄSUÄÄ 1186464 А ной зубчато-реечной передачи установлено на оси одного из шарниров несущего звена шарнирного параллелограммного механизма и цепной передачей, звездочки которой установлены на осях шарниров несущего звена, при этом одна из звездочек жестко связана с зубчатым колесом приводной зубчато-реечной передачи, а другая — с кривошипом кулисного механизма, при этом два других параллельных звена шарнирного параллелограммного механизма связаны с зубчатым колесом приводной зубчато-реечной передачи и с звездочкой цепной передачи, жестко связанной с кривошипом кулисного механизма, соответственно, дополнительной зубчато-реечной передачей, рейка которой установлена в направляющей, жестко связан- Я ной с подвижной стойкой и кинематически связанной через блок зубчатых колес, установленных на приводной стойке с рейкой штока силового пилинлра вертикального перемещения руки, причем рейка дополнительной зубчато-реечной передачи жестко сое- ф динена с кулисным механизмом.

2. Манипулятор по п. 1, отличающийся тем, что, он снабжен управляющим механизмом, выполненным в виде цилиндра, корпус которого жестко связан с подвижной QQ стойкой, а шток — с кулисным механизмом.

86464

ll

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к робототехнике, и предназначено для автоматизации технологических процессов снятия, переноса деталей и установки их на станки для дальнейшей обработки.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей манипулятора за счет максимального использования всей дли ны руки манипулятора и улучшения динамических характеристик уравновешивания механической системы манипулятора

На фиг. 1 изображен манипулятор, кинематическая схема; на фиг. 2 — то же, рас. четная схема.

Манипулятор содержит силовой цилиндр

1 плоскопараллельного перемещения руки 2, являющейся звеном шарнирного параллелограммного механизма, зубчато-реечную передачу, рейка 3 которой жестко связана с штоком силового цилиндра 1 плоскопараллельного перемещения руки, установленного на приводной стойке 4. При этом приводная стойка 4 установлена на штоке силового цилиндра 5 вертикального перемещения руки. Приводная стойка 4 жестко связана с несущим звеном 6 параллелограммного механизма. Зубчатое колесо 7 приводной зубчато-реечной передачи установлено на оси одного из шарниров несущего звена 6 параллелограммного механизма.

Манипулятор содержит цепную передачу, звездочки которой установлены на осях шарниров несущего звена 6, при этом одна звездочка 8 жестко связана с зубчатым коле сом 7 приводной зубчато-реечной передачи, а другая звездочка 9 жестко связана с кривошипом 10 кулисного механизма. Между собой звездочки 8 и 9 связаны цепью 11.

Звено 12 параллелограммного механизма жестко связано с зубчатым колесом 7 приводной зубчато-реечной передачи, а звено

13 параллелограммного механизма — с звездочкой 9 цепной передачи. Ползун 14 установлен в прямолинейной кулисе 15, причем кривошип 10 установлен в ползуне с регулируемым радиусом. Манипулятор имеет дополнительную зубчато-реечную передачу, рейка 16 которой жестко связана с кулисой

15 с одной стороны и с штоком цилиндра 17 уравновешивающего механизма.

Корпус цилиндра 17 урвановешивающего механизма жестко связан с подвижной стойкой 4.

Дополнительная зубчато-реечная передача имеет блок зубчатых колес, шарнирно установленных на подвижной стойке 4. Кулиса 15 посредством рейки 16 соединена с зубчатым колесом 18 блока зубчатых колес, а зубчатое колесо 19 этого блока находится в зацеплении с рейкой 20, жестко связанной с штоком силового цилиндра 5 вертикального перемещения руки. На подвижной стойке

4 жестко установлена шестерня 21 привода поворота (не показан).

2

Манипулятор работает следующим образом.

В исходном положении по команде из системы управления (не показана) рабочая среда, например сжатый воздух, подается в поршневую полость силового цилиндра 1 плоскопараллельного перемещения руки 2, и его шток, жестко связанный с рейкой 3, поворачивает зубчатое колесо 7 на определенный угол У . На этот же угол поворачиваются звенья 12 и 13 параллелограммного механизма, звездочки 8 и 9 и кривошип !О кулисного механизма, при этом наличие цепной передачи предотвращает снижение точности позиционирования в мертвой точке.

Рука 2 совершает плоскопараллельное движение, величина вертикальной составляющей которого h, = г„(1 — соэУ), где r» — длина звена 13 параллелограммного механизма.

При повороте кривошипа 10 на угол кулиса 15 совершает поступательное перемещение, величина которого h p=г о (1— совУ). где г p — длина кривошипа 10.

Движение кулисы 15 через рейку 6 передается зубчатому колесу 18 блока зубчатых колес, при этом зубчатое колесо 19 блока зубчатых колес перекатывается по рейке 20, жестко связанной с штоком силового цилиндра 5 вертикального перемещения руки 2, поднимает подвижную стойку 4, которая поджимает параллелограммный механизм. Величина этого перемещения определяется соотношением

1 Я> 19 1 0 гдейди4„-диаметры делительных окружностей соответствующих зубчатых колес блока.

Для обеспечения технологических операций в труднодоступных узких зонах и рука 2, и деталь, установленная в захватах руки, совершают строго прямолинейное поступательное перемещение, что достигается равенством вертикальной составляющей плоскопараллельного движения руки 2 и поступательного перемещения приводной стойки

4, т.е. h =hn или r. (1 — соз ) =г (1— сов У), откуда r =- г»

Рука 2, совершая строго прямолинейное поступательное движение, доставляет деталь в необходимую технологическую зону. Для досылки детали непосредственно в установочное место технологического оборудования или извлечения ее из этого установочного места необходимо осуществить определенное дополнительное перемещение, для чего предназначен силовой цилиндр 5. Последний срабатывает после поступления команды из системы управления (не показана) и поднимает или опускает манипулятор на эту дополнительную высоту.

Для получения одним ходом руки 2 заданного вертикального ее перемещения при заданном горизонтальном кривошип 10 кулисного механизма выполнен с регулируемым радиусом, при этом его радиус изменя11864б4 (оставитель И. Бакулина

Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

Тираж 1049 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Тупица

Заказ 6482/19 ется на величинулг1,, которую определяют следующим образом.

Заданное вертикальное перемещение руки ьпг=пг — (h4+ а "4), гдето„-дополнительное перемещение приводной стойки 4.

После подстановки соответствующих значений полУчают h> — — г,з (1 — совУ) — (г„,+

-1- Ar,о .(1 — cost) - --6-, откуда г1о — — (г1 +

-, ) — г1о. Поскольку + = ar s тодг,= (r + " . ) — г. о о49 13 g cos(aresin ) 11