Силомоментный датчик

 

Изобретение может быть использовано Для силомоментного очувствления роботов различного назначения. Целью изобретения является повьш1ение надежности и уменьшение габари тов . Датчик укрепляют фланцем 2 к руке робота, а на фланец 1 воздействуют схватом робота с объектом манипулирования. При действии силы по оси датчика или крутящего момента будут деформироваться соответствующие упругие элементы 4-6 в виде пластин прямоугольного сечения с широкими и узкими гранями и цилиндрическими хвостовиками,.продольные оси которых перпендикулярны одна другой. На широких гранях упругих элементов размещены преобразователи 7 деформаций. Во фланце 2 в зонах пересечения с продольными осями упругих элементов выполнены четыре замковых паза прямоугольного сечения , через которые входят в зацепление с фланцем жесткие хвостовики прямоугольного сечения. Геометрические размеры пазов и хвостовиков удовлетворяют определенным соотношениям. 5 ил. с $ W аг. 1 1ч9 4ib lN9 ч со Фиг. 2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО@ЕЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1511 4 G Ol 1 1/22 5 1

ВСЕСОН ?""

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13,, 13 ввьлвоти г

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3774877/24-10 (22) 25.07.84 (46) 07.07.86. Бюл. № 25 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) В.Г. Запускалов (53) 531.781 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 579548, кл. G 01 1 5/16, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 1155878, кл. G 01 L 1/22, 1983. (54) СИЛОМОМЕНТНЬМ ДАТЧИК (57) Изобретение может быть использовано для силомоментного очувствления роботов различного назначения.

Целью изобретения является повышение надежности и уменьшение габаритов. Датчик укрепляют фланцем 2 к руке робота, а на фланец 1 воздейÄÄSUÄÄ1242734 А I ствуют схватом робота с объектом манипулирования. При действии силы по оси датчика или крутящего момента будут деформироваться соответствующие упругие элементы 4-6 в виде пластин прямоугольного сечения с широкими и узкими гранями и цилиндрическими хвостовиками, продольные оси которых перпендикулярны одна другой. На широких гранях упругих элементов размещены преобразователи

7 деформаций. Во фланце 2 в зонах пересечения с продольными осями упругих элементов выполнены четыре замковых газа прямоугольного сечения, через которые входят в зацепление с фланцем жесткие хвостовики прямоугольного сечения. Геометрические размеры пазов и хвостовиков удовлетворяют определенным соотношениям.

5 ил.

А-А

1242734

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для силомоментного очувствления роботов различного наз" начения в машиностроении, металлур- 5 гии и т.п.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности и уменьшение габаритов.

На фиг. 1 изображен силомомантный датчик; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 — вид Г на фиг. 2. 15

Датчик содержит первый 1 и второй

2 фланцы, связанные между собой четырьмя упругими элементами 3-6 в виде удлиненных пластин, и преобразователи 7 деформаций, размещенные на широких гранях упругих элементов

3-6. Продольные оси упругих элементов 3-6 расположены в плоскости, перпендикулярной оси Z датчика,,перпендикулярно одна другой и пересекаются в точке, лежащей на оси Z.

Соединение фланца 1 с элементами 3-6 выполнено в вице цилиндрической двухподвижной кинематической пары 8 и 9.

Элементы 3-6 со стороны торцов, обращенных к фланцу 2, снабжены поямками 10-13, фиксирующими зацепление с фланцем 2, а посадочные места 14—

17 под пояски 10-13 выполнены с возможностью обеспечения перемещения 35 фланца 2 в плоскостях, образованных широкими гранями элементов 3-6, при этом широкие грани двух смежных упругих элементов 3 и 4 лежат н плоскости, перпендикулярной оси Z датчи- 4() ка, а широкие грани двух других смежных упругих элементов 5 и 6 лежат ортогонально широким граням двух первых элементов 3 и 4, т.е. параллельно оси Е датчика. 45

Пояски 10-13 представляют собой утолщения на торцах упругих элементов 3-6 четырехугольного профиля, ограничивающие перемещение фланца 2 вдоль и вокруг продольных осей эле- О ментов 3-6, но допускающие его перемещение в плоскостях, образованных широкими гранями элементов 3-6, перпендикулярно продольным осям этих элементов. Цилиндрическое сопряже- .. у ние противоположных торцов упругих элементов 3-6 с фланцем 1, наоборот, допускает его смещение вдоль и вокруг продольных осей упругих элементов 3-6, но ограничивает перемещение фланца. 1 в плоскости широких граней элемен.тон 3-6.

Датчик укрепляют фланцем 2 на место базирования, например к руке робота, а на фланед 1 воздействуют усилием, например схватом робота с объектом манипулирования. При действии силы У, направленной по оси

Е датчика, деформироваться в одинако вом направлении будут упругие элементы 3 и 4, на преобразователях 7 деформации которых появятся сигналы одного знака с одной стороны упругих элементов 3, 4 и другого знака — с другой стороны упругих элементов 3 и 4. После суммирования сигналов одного знака .получаем модуль искомой величины F, действующей по оси Z датчика, а по знаку величины Г определяют направление действия силы F

При действии силы, направленной по одной из координатных осей, например, деформироваться будет упругий элемент 5, на преобразователях 7 деформации которого появятся сигналы одного знака на одной стороне упругого элемента 5 и другого знака на противоположной стороне элемента 5. После инверсного суммирования сигналов получаем искомую величину

1", а по полярности знака сигнала определяют направление дейстнук|щей силы Fz . Аналогично определяют параметры силы F<

При действии крутящего момента

М относительно оси датчика деформи— руются упругие элементы 5 и 6, на преобразователях 7 деформации которых появятся сигналы одного знака с одной стороны упругих элементов

5, 6 и другого знака с противоположной стороны упругих элементов 5 и 6.

Пасел суммиронания сигналон одного знака. получаем модуль величины N„ а по знаку сигнала определяют направление действия М

При действии крутящего момента

М> деформироваться будет упругий элемент 3, на преобразователях 7 деформации которого появятся сигналы одного знака на оцной стороне упругого элемента 3 и другого знака — на противоположной стороне упругого элемента 3. После инверсного суммирования сигналов получаем модуль величины М„, а по знаку сигна1242734 ла определяют направление действия момента M х. Аналогично определяются параметры крутящего момента М относительно оси Z.

En/ х — 1, ° ° ° 1 5; где E — - большая сторона поперечного сечения паза второго фланца;

Ех- большая сторона поперечного сечения жесткого хвостовика прямоугольного сечения;

h — меньшая сторона поперечного сечения паза второго фланца;

h — меньшая сторона поперечного х сечения жесткого хвостовика прямоугольного сечения.

РиРГ л 5

48С8. Я д /7

Фиг. у

Составитель В. Годзиковский

Техред О.Гортвай Корректор Л. Латай

Редактор П. Коссей

Тираж 778

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ Зб90/37

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Силомоментный да.тчик, содержащий соосно расположенные первый и второй силовоспринимающие фпанцы, четы- 111 ре упругих элемента в виде пластин прямоугольного сечения с широкими и узкими гранями и цилиндрическими хвостовиками, продольные оси которых расположены в плоскости, перпендикулярной оси датчика, перпендику лярно одна другой,и пересекаются в точке, лежащей на оси датчика, и преобразователи деформаций, размещенные на широких гранях упругих элементов, причем соединение первого фланца с цилиндрическими хвостовикоми упругих элементов выполнено в виде цилиндрической двухподвижной кинематической пары, о т л и ч а ю- 25 шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения надежности, второй силовоспринимающий

I фланец в зонах пересечения с продольными осями упругих элементов снабжен четырьмя замковыми пазами прямоугольного сечения, а торцы упругих элементов со стороны второго силовоспринимающего фланца выполнены в виде жестких хвостовиков прямоугольного сечения, входящих в зацепление через прямоугольные замковые пазы со вторым силовоспринимающим фланцем, большие стороны которых паралпельны широким граням, а меньшие стороны— узким граням упругих элементов, при этом два смежных упругих элемента ориентированы так, что их широкие грани лежат в плоскости, перпендикулярной оси датчика, а два других смежных упругих элемента — так, что их широкие грани лежат в плоскостях, параллельных оси датчика, причем геометрические размеры пазов и жестких хвостовиков прямоугольного сечения удовлетворяют соотношениям