Исполнительный орган манипулятора

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ н авто Скочу СаиДЕтЕльСтвМ (21) 38! 0403/25-08 (22) 10;11.84 (46) 30.04.86. Бюл. № 16 (71) Институт кибернетики АН ГССР и Тбилисский авиационный завод им. Дмитрова (72) А. Г, Хоперия, M. И. Шишигин, О. Ю. Ефимов и Э. А. Самедов (53) 62-229.72 (088.8) (56) Авторское. свидетельство СССР № 1114546, кл. В 25 Л 17/00, 1983. (54) (57) 1. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН

МАНИПУЛЯТОРА, содержащий последовательно соединенные идентичные модули, каждый из которых имеет платформу и силовые устройства, причем платформы сложных модулей шарнирно соединены между собой, а силовые устройства расположены по периферии платформы, при этом. корпуса силовых устройств шарнирно закреплены на одной платформе, а их штоки — соответственно на платформе смежного модуля, и источник рабочей среды с магистралями подачи рабо.чей среды и слива, отличающийся тем, что с целью снижения металлоемкости, каждый

„„SU„„1227457 A1 модуль имеет осиовиой сферический полый элемент с цилиндрическим хвостовиком, жест ко закреплеиный на платформе, и промежуточный полый сферический элемент с цилиндрическим хвостовиком, при этом цилиндрический хвостовик последней установлен на цилиндрическом хвостовике основного сферического полого элемента предыдущего модуля с возможностью изменения относительного положения, и оба этих элемента подпружииены один относительно другого, а сферическая часть промежуточного полого элемента сопряжена со сферической частью основного полого элемента последующего модуля.

2. Исполнительный орган по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен распределительными клапанами, установленными на платформе каждого модуля и связывак гцими соответствующие силовые устройства с магистралью подачи рабочей среды, расположенной в полости, образованной сферическими полыми элементами модулей, а магистраль слива расположена вдоль исполнительного органа по периферии платформы.

1227457

Изобретение относится к радиотехнике, преимущественно к манипуляторам, предназначенным для работы в труднодоступных местах технологического оборудования, в том числе во вредных, агрессивных средах, например при технологических процессах производства полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Целью изобретения является снижение мета.члоемкости конструкции.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема исполнительного органа манипулятора; на фиг. 2 — модуль исполнительного органа манипулятора, общий вид; на фиг. 3— то же, продольный разрез; на фиг. 4 шарнирное крепление силовых устройств к платформе модуля; на фиг. 5 — схема соединения силовых устройств и распределительных клапанов с магистралью подачи рабочей среды и магистралями слива, вид сверху, вариант; на фиг. 6 — размещение распределительных клапанов, обслуживающих одно силовое устройство; на фиг, 7 — вид А на фиг. 5; на фиг. 8 — вид Б на фиг. 5; на фиг. 9 — то же, что на фиг. 5, другой вариант; на фиг. 10 — принципиальная функциональная схема привода одного из модулей исполнительного органа манипулятора, вариант; на фиг. 11 — то же, другой вариант.

Каждый модуль 1 исполнительного органа манипулятора состоит из трех звеньев 2, 3 и 4. Звенья 2 и 4 также являются звеньями смежных сопряженных модулей 1. Звено 2 выполнено в виде основного сферического полого элемента 5 с цилиндрическим также полым хвостовиком 6. Звено 3 выполнено в виде промежуточного сферического полого элемента 7 с цилиндрическим хвостовиком 8, а звено 4 выполнено также в виде основного сферического полого элемента 9 с цилиндрическим хвостовиком 10.

При этом сферическая часть основного полого элемента 5 охватывает сферическую часть промежуточного полого элемента 7, а цилиндрический хвостовик 10 введен в цилиндрический хвостовик 8 с возможностью их относительного положения, и оба эти элемента подпружинены один относительно другого пружиной 11.

Сферическая часть основного голого элемента 5 имеет ребро 12 жесткости, в котором размещена уплотнительная манжета 13 (уплотнительная манжета выполнена из специального материала, не требующего смазки).

На сферических частях основных полых элементов 5 и 9 звеньев 2 и 4 модулей жестко закреплены платформы 14 и 15 соот ветс т ве н н о.

На платформе 15 размещены распределительные клапаны 16, !7 и 18 (16, 17 и 18 ).

По периферии модуля установлены силовые устройства 19, например гидравлические цилиндры. Корпуса 20 гидравлических цилиндров 19 шарнирно закреплены на платформе

15, а штоки 21 — на платформе 14. Модули

1О

55 последовательно соединены один с другим.

Звено 2 с платформой 14 является звеном и платформой смежного сопряженного модуля.

Таким образом, осуществляется взаимосвязь всех модулей и образуется исполнительный орган манипулятора, последний модуль которого на конечном звене несет схват, рабочий инструмент.

Магистраль 22 подачи рабочей среды к силовым устройствам от источника рабочей среды (не показан) состоит из гибких трубок

23 (шлангов). Магистральный участок трубки 23 соединяет камеры 24 и 25, расположенные в звеньях 2 и 4, и проходит через полость, образованную сферическими полыми элементами звеньев 2, 3 и 4. От камеры 25 отводятся трубки 26, по которым рабочая среда через распределительные клапаны 16, 17 и 18 подается в силовые устройства.

Магистраль 27 слива рабочей среды состоит из гибких трубок 28 (шлангов). Магистральный участок трубки 28 соединяет камеры 29 и 30 и протянут по периферии модуля хобота. Распределительные клапаны 16, 17 и 18 предназначены для запирания и слива рабочей среды из полостей силовых цилиндров привода модуля (1-й вариант привода).

Силовые устройства каждого модуля 1 представляют собой совокупность, например, трех элементарных приводов, для которых двигателями служат, например, гидравлические цилиндры 19, а положение рабочих органов (штоков 21) контролируется с помощью конечных переключателей 31 и 32. Положение штока 21 определяется состоянием распределительных клапанов 16 и 16 (1-й вариант привода) и распределительного клапана 16 (2-й вариант привода), обеспечивающего соединение полостей 33 и 34 цилиндра

19 с магистралью 22 подачи рабочей среды либо со сбросом. Подача под давлением рабочей среды (масла) по магистрали 22 происходит при помощи насоса 35.

Входами элементарных приводов служат каналы управления Z), Z), Zg, Zg, Z3, Z3 распределительных клапанов (1-й вариант привода) и каналы управления Zi, Z, Z3 распределительных клапанов (2-й вариант привода), выходами — выходные каналы Zi, Zi, Z Z 3, Z3з, Х3 оконечных переключателей 31 и 32.

Исполнительный орган манипулятора работает следующим образом.

По команде устройства управления (не показано) срабатывает определенная группа силовых устройств 19, штоки 21 которых, выдвигаясь, поворачивают платформы 14 модулей 1 относительно платформы 15, что позволяет осуществить изгиб хобота манипулятора и придать ему определенную необходимую конфигурацию. Звенья 2 с платформами 14 модулей удерживаются штоками 21 силовых устройств и опираются на звенья 3, которые подпружинены пружинами 11 и обеспечивают достаточную жесткость при отра1227457

1Б

ЗО ботке определенных конфигураций хобота манипулятора.

Рассмотрим работу привода одного из модулей хобота (1-й вариант привода).

Привод характеризуется входами Zi, Zi, Zg, Zz, Хз, Хз (Zi = О, если Zt = 1), (Z = 1, если Zi = О), воспринимающими сигналы от системы управления, и выходами ZIi, Z, Z, Zq1, Z a, сигналы в которых определяют положение рабочих органов. Сигналы на входах и выходах могут принимать лишь два зна- 10 чения: «О» и «1».

В схеме на фиг. 10 цилиндр 19 управляется двумя двухпозиционными распределителями 16 и 16 . При Zi = 1 (Z — — О) левая полость ЗЗ цилиндра соединена с источником рабочей среды, правая полость 34 — со сбросом, и шток 21 выдвигается из цилиндра 19 (Z> = Z i = О) или полностью выдвинут и сигнал об этом Z i = 1 вырабатывается переключателем 32. При Zi = О (Zi — — 1) правая полость 34 цилиндра 19 соединена с источником рабочей среды, левая полость

33 — со сбросом, и шток 21 втягивается в цилиндр (Z — Z — — О) или полностью <<убран» и тогда сигнал об этом ZI — — 1 вырабатывается переключателем 31. Перемещения штоков осуществляются в рабочие такты.

Рабочий такт характеризуется определенным неизменным значением сигнала на входах элементарных приводов.

В схеме фиг. 11 цилиндры 19 управляются двухпозиционным распределителем.

1227457!

227457

1227457

2Т

19 19,у4

1 и

2,у ю

Фис.11

Составитель И. Бакулина

Редактор М. Келемеш Техред И. Верес Корректор Е. Рошко

ЗакаЗ 1993/17 Тираж 1031 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенкй и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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