Захватное устройство

 

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в робототехнических устройствах , применяемых преимущественно в таких отраслях промьшшенности, где технологический процесс сопровождается выделением тепла, например химической , литейной и других отраслях . Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение быстродействия . Устройство содержит корпус 1, в в котором установлены два зубчатых колеса 2 и 3 с закрепленными на них губками 4 и 5, взаимодействующими с возвратной пружиной, и привод. Привод вьтолнен в виде двух блоков 6 и 7, соосно закрепленных на зубчатых колесах соответственно и S - образной термочувствительной ленты 8 из сплава с термомеханической памятью , при этом концы ленты закреплены на блоках 6 и 7, а на губках 4 и 5 шарнирно закреплены концы пружины таким образом, что траектории перемещения осей шарниров пересекают ЛИНИЮ центров зубчатых колес 2 и 3. 2 ИЛ, (У)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19> (И) (50 4

Ef э" . tA t У1 В д с

° ««

°

«ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3834860/31-08 (22) 02.01.85 (46) 15.01.87. Бюл. № 2 (71) Каунасский политехнический институт им..Антанаса Снечкуса (72) П.П. Пашкявичюс, К.М. Рагульскис, А.Fl. Федаравичюс и В.Ф. Вилейнишкис (53) 62-229,72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 278067, кл. В 25 J 15/00, 1969. (54) ЗАХВАТНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в робототехнических устройствах, применяемых преимущественно в таких отраслях промышленности, где технологический процесс сопровожда ется выделением тепла, например химической, литейной и других отраслях. Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение быстродействия. Устройство содержит корпус 1, в в котором установлены два зубчатых колеса 2 и 3 с закрепленными на них губками 4 и 5, взаимодействующими с возвратной пружиной, и привод.

Привод выполнен в виде двух блоков

6 и 7, соосно закрепленных на зубчатых колесах соответственно и S — - образной термочувствительной ленты 8 из сплава с термомеханической памятью, при этом концы ленты закреплены на блоках 6 и 7, а на губках

4 и 5 шарнирно закреплены концы пру- 3 жины таким образом, что траектории перемещения осей шарниров пересекают линию центров зубчатых колес 2 и 3. (2 ил.

1283091

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в робототехнических устройствах, применяемых преимущественно в таких отраслях промышленности, где технологический процесс сопровождается выделением тепла, например, химической, литейной и других отраслях.

Целью изобретения является упро" щение конструкции и повышение быст- 10 родействия.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — схема упругой связи губок.

Устройство содержит корпус 1, в котором на осях установлены два зубчатых колеса 2 и 3. На зубчатых колесах 2 и 3 жестко закреплены губки

4 и 5 ° Соосно зубчатым колесам 2 и 3 соответственно закреплены одинаковые блоки 6 и 7, S-образно огибающиеся криволинейной лентой 8 из сплава с термомеханической памятью, имеющей радиус кривизны, равный радиусу блоков 6 и 7, при этом концы ленты 8 жестко закреплены на блоках 6 и 7, На фиг. 1 радиус кривизны ленты

8 направлен в сторону блока 6, при этом участки, соприкасающиеся с блоком 7, изогнуты в противоположную 30 сторону. На губках 4 и 5 посредством шарниров 9 закреплены концы возвратной пружины 10, при этом траектория перемещения шарниров 9 пересекает линию центров зубчатых колес 2 и 3 35 за пределами отрезка, соединяющего эти центры. Для уменьшения потерь тепла блоки 6 и 7 изготовлены из теплонепроводящего материала.

Работа устройства построена на 40 равновесии сил, действующих на систему зубчатые колеса 2, 3 и блоки 6,7.

Для сплавов на основе никелида 45 титана присуще резкое изменение механических свойств при переходе из одного структурного состояния в дру-: гое. Например, при переходе из низ,котемпературного состояния в высоко- 5О температурное модуль упругости сплава возрастает примерно в 10 раз.

Такие сплавы имеют температуры структурного перехода порядка 40-100 С о и выше этой температуры проявляют эффект памяти формы. При этом в сплаве возникают значительные восстанавливающие напряжения, которые стремятся придать изделию заданную форму. Форма термочувствительному элементу (т.е, придание термочувствительной ленте постоянного радиуса кривизны) задается путем отжига такого элемента в заневолированном . состоянии при температуре 450-500 С с выдержкой 1 ч. К деформированной термочувствительной ленте в низкотемпературном состоянии следует приложить внешнее усилие, при этом усилие, необходимое для деформирования ленты в низкотемпературном состоянии, на порядок ниже усилия, развиваемого лентой при восстановлении ее формы в высокотемпературном состоянии. Согласно изобретению деформирующим элементом является воз- вратная пружина, которая заряжается (растягивается) при восстановлении формы термочувствительной лентой.

При подводе схвата к захватываемому объекту термочувствительная лента 8 подвергается тепловому воздействию. Допустим, что захватываемый объект находится в зоне, температура которой выше температуры структурного превращения сплава (например, в печи). Через некоторое время термочувствительная лента 8 нагревается выше температуры структурного превращения сплава и проявляет эффект гермомеханической памяти. При.этом гермочувствительная лента 8 стремится принять радиус кривизны, равный радиусу блоков б и 7, т.е, стремится восстановить заданную форму. Возникающие при этом восстанавливающие напряжения создают усилие, -которое стремится термочувствительную ленту 8 перематывать с блока 7 на блок 6, так как в сторону последней направлен радиус кривизны ленты 8.

В результате взаимодействия термочувствительной ленты 8 с блоками б и 7, который стремится систему зубчатые колеса 2 и 3 — блоки 6 и 7 из исходного положения (на фиг. 1) тонкими линиями показано положение губок 4 и 5, соотвегству1ощееисходпому положениюуказанной системы, а положение термочувствительной ленты 8, соответствующее минимальному количеству потенциальной энергии термочувствительной ленты 8, — пунктиром. Этот момент стремится блок 6 с зубчатым колесом 2 привести во вращение по часовой стрелке, а блок 7 с зубчатым колесом 3 — во вращение против часовой стрелки. Однако вращающему моменту

1283091 системы сопротивляется момент, соз-; даваемый возвратной пружиной 10.

В момент, когда вращающий момент системы, создаваемый термочувствительной лентой 8, становится больше момента сопротивления, создаваемого возвратной пружиной 10, зубчатые колеса 2 и 3 с блоками 6 и 7 начинают поворачиваться в указанных направлениях, а термочувствительная 10 лента 8 начинает с блока 7 перематываться на блок 6. Вместе с зубчатыми колесами 2 и 3 поворачиваются губки 4 и 5, в результате чего они сходятся и происходит захват объек- 15 та, При этом момент сопротивления вращению, создаваемый возвратной пружиной 10, уменьшается, так как уменьшается расстояние 3 между осью пружины 10 и линией, проведенной через центры зубчатых колес 2 и 3, т.е. момент сопротивления уменьшается в результате уменьшения плеча действия усилия возвратной пружины

10. B момент соприкосновения губок 25

4 и 5 с захватываемым объектом расстояние о уменьшается до нуля, а суммарный вращающий момент системы принимает максимальное значение.

После соприкосновения губок с зах- 30 ватываемым объектом вращение зубчатых колес 2 и 3 с блоками 6 и 7 прекращается, а объект удерживается в захваченном положении, так как термо чувствительная лента 8 продолжает ос- 35 оставаться в высокотемпературном состоянии и определенная ее часть еще находится в деформированном состоянии (участки, находящиеся на блоке

7), за счет действия которой подцер- 40 живается усилие зажима губок 4 и 5.

Разжим губок 4 и 5 происходит при вращении блоков 6 и 7 и зубчатых колес 2 и 3 в обратном направлении.

Для этого к термочувствительной ленте 8 подводится холодная среда, например схват из высокотемпературной зоны выносится в открытый воздух. В холодной среде температура термочувствительной ленты 8 падает и че- 50 реэ некоторое время понижается циже температуры структурного превращения сплава. Переход термочувствительной ленты 8 иэ высокотемпературного в низкотемпературное состояние сопровождается резким снижением модуля упругости материала, в результате чего она становится сравнительно легко деформируемой. Так как положение равновесия возвратной пружины

10 является неустойчивым, то она легко выводится из положения равновесия и создает момент, который приводит систему зубчатые колеса 2 и 3 — блоки 6 и 7 во вращение в обратном направлении. Одновременно лента 8 с блока 6 перематывается на блок 7 и деформируется. Таким образом, происходит разжим губок 4 и 5 и звенья устройства возвращаются в исходное положение.

Далее процесс может циклически повторяться.

Путем изменения плеча а и Ь губок

4 и 5 устанавливается положение шарниров 9 относительно центров зубчатых колес 2 и 3. Для обеспечения надежного разжима губок 4 и 5 ось возвратной пружины 10 должна не доходить до линии центров зубчатых колес 2 и 3 в момент соприкосновения губок 4 и

5 с захватываемым объектом (о ) О), а для обеспечения повьппенной надежности зажима ось возвратной пружины t0 при захвате должна переходить через линию центров зубчатых колес

2 и 3. Однако в последнем случае pasжим губок 4 и 5 можно осуществить лишь приложением внешнего раэжимающего усилия к губкам 4 и 5. Установка режима работы возвратной пружины

10 соответствует одновременно наладке устройства под размер захватываемого объекта. Такое устройство может работать и в обратном цикле движения, губок 4 и 5, т.е. при нагреве термочувствительной ленты 8 губки 4 и 5 могут разжиматься, а при охлаждении термочувствительной ленты 8 — сжиматься. Для этого следует радиус кривизны термочувствительной ленты

8 направить и сторону блока 7, а возвратную пружину 10 закрепить на губ ках 4 и 5 в противоположной стороне от линии центров зубчатых колес 2 и

3. В этом режиме работы схвата возвратная пружина 10 работает в качестве аккумулятора механической энергии, заряжаемого при восстановлении формы термочувствительной лентой 8. В таком режиме работающий схват может успешно применяться в паре со схватом, работающим в основном режиме,.

Формула изобретения

Захватное устройство, содержащее корпус, в котором установлены два

1283091 6 жестко связанные с зубчатыми колесами и соосные им блоки, причем конtqt ленты закреплены на этих блоках, а губки подпружинены друг относительно друга посредством упругого элемента, концы которого шарнирно связаны с губками с возможностью перемещения осей шарниров упругого элемента, по траектории, пересекающейплоскость

10 проходящую черезоси зубчатыхколес, входящих в зацепление зубчатых колеса с закрепленными на них губками и привод их перемещения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения быстродействия, привод перемещения губок выполнен в виде ленты S-образной формы из материала, обладающего свойством "памяти формы", огибающей своими криволинейными участками

Составитель А. Котов

Редактор К. Волощук Техред Л.Сердюкова Корректор M. Максимишинец, Заказ 7344/14 Тираж 949 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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