Привод робота

 

Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано в качестве модуля роботов, работанлцих как в прямоугольной, так и в сферической системе координат. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей привода за счет совмещенного выполнения пневмоцилиндра и электродвигателя. Поршень 1 и пневмоцилиндр 2 привода выполнены из магнитопроводного материала , на внутренней поверхности силового пневмоцилиндра 2 выполнены поперечные кольцевые зубцы пассивного ротора линейного электродвигателя, пазы между которыми заполнены немагнитопроводным материалом, а на наружной поверхности поршня вьтолнены ответные ( кольцевые зубцы и расположена обмотка 5 линейного электродвигателя. По сигналам датчика 8 положения и скорости перемещения поршня 1 блок управления 7 вырабатывает сигнал, воздействующий на вход управления силового преобразователя 6, подключенного своим выходом к статорным обмоткам 5, и вход пневмоусилителя 3, выходы которого соединены с полостями пневмоцилиндра 2. Электрои пневмодвигатель создают усилие, обеспечивающее заданное перемещение поршня 1. Для улучшения охлаждения статора рабочее тело поступает в полости пневмоцилиндра 2 через каналы, вьтолненные в поршне 1. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. с (Л со ел |С N5 СЛ

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU„„1357225

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4089323/31-08 (22) 20.06.86 (46) 07. 12.87. Бюл. и 45 (7 1) Дальневосточный политехнический институт им. В.В. Куйбьппева (72) В.Ф. Другов, Г.И. Каплун и А.С. Иванов (53) 621-229.7(088.8) (56) Белов С.Ю. и др. Комбинированный электрЬпневматический привод промьппленного робота. — Промьпппенные роботы. 1982, й-" 3, с.160. (54) ПРИВОД РОБОТА (57) Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано в качестве модуля роботов, работающих как в прямоугольной, так и в сферической системе координат. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей привода за счет совмещенного выполнения пневмоцилиндра и электродвигателя. Поршень 1 и пневмоцилиндр 2 привода выполнены из магнитопроводного материа(51)4 В 25 J 17/00//В 25 д 9/00 ла, на внутренней поверхности силового пневмоцилиндра 2 выполнены поперечные кольцевые зубцы пассивного ротора линейного электродвигателя, пазы между которыми заполнены немагнитопроводным материалом, а на наружной поверхности поршня выполнены ответные кольцевые зубцы н расположена обмотка

5 линейного электродвигателя. По сигналам датчика 8 положения и скорости перемещения поршня 1 блок управления

7 вырабатывает сигнал, воздействующий на вход управления силового преобразователя 6, подключенного своим выходом к статорным обмоткам 5, и вход пневмоусилителя 3, выходы которого соединены с полостями пневмоцилиндра

2. Электро- и пневмодвигатель создают усилие, обеспечивающее заданное перемещение поршня 1. Для улучшения охлаждения статора рабочее тело поступает в полости пневмоцилиндра 2 через каналы, выполненные в поршне 1.

2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1 135

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в качестве модуля роботов, работающих как в прямоугольной, так и в сфери-. ческой системах координат.

Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей привода -за счет совмещенного выполнения пневмоцилиндра и электродвигателя.

На фиг.1 изображена структурная схема привода; на фиг.2 — привод со штоком, внешний вид; на фиг.3 — привод с трехфазным линейным электродвигателем; на фиг.4 — модуль робота, выполненный на основе привода.

Привод содержит поршень 1, помещенный внутри силового пневмоцилиндра

2, полости которого соединены с выходами пневмоусилителя 3, подключенного своим входом к пневмомагистрали 4.

Поршень 1 выполняет функцию одного элемента — линейного электродвигателя (индуктора), обмотки 5 которого соединены с выходами силового преобразователя 6. Вход преобразователя 6 подключен к выходу блока 7 управления, выход которого соединен с управляющим входом пневмоусилителя 3. С поршнем 1 механически связан датчик

8 положения и скорости перемещения поршня 1, выходы которого соединены с входами блока 7 управления. Поршень

1 и пневмоцилиндр 2 выполнены из магнитного материала, причем пневмоцилиндр 2 выполняет функцию второго неподвижного элемента линейного электродвигателя. Пля этого на внутренней поверхности пневмоцилиндра 2 (фиг.3) нанесены поперечные кольцевые зубцы

9, пазы 10 между которыми заполнены немагнитопроводным материалом. На наружной поверхности поршня 1 нанесены ответные кольцевые зубцы 11 и разме щена и-фазная статорная обмотка 5.

Статор трехфазного электродвигателя состоит из идентичных секций 12, имеющих ширину, равную 1,5 зубцевого деления, и отделенных друг от друга немагнитными прокладками 13 шириной в 1/3 зубца. Секции 12 вместе с расположенными по краям поршня уплотняющими прокладками 14 и 15 стянуты в пакет немагнитной стяжкой 16.

Поршень 1 привода может быть связан со звеньями робота посредством штока 17, с которым связана подвижная часть датчика 8 (фиг.2), или с помощью рычагов, например, для поворота

7225 2 звена 18 (фиг.4). Для этого звено

18,через одностепенной шарнир 19 подвешено к выступу 20 на наружной стороне пневмоцилиндра 2. Обратный (не реализующий выходное перемещение) конец звена 18 через два идентичных вспомогательных рычага 21 и 22 шарнирно связан с двумя диаметрально противоположными выступами 23 и 24, выполненными в средней части поршня

1 и размещенными в двух продольных направляющих 25 и 26, выполненных в пневмоцилиндре 2. Поскольку угол поворота звена 18 и положение поршня 1 связаны однозначной зависимостью, то целесообразным в этом варианте привода является использование более простого и распространенного датчика

20 8 углового положения и скорости вращения, ротор которого соединен с осью вращения звена 18.

Поршень 1 разделен на две половины немагнитной шайбой 27 и в нем вы26 полнены каналы 28 и 29 для подачи рабочего тела в полости пневмоцилиндра

2, В варианте привода, изображенном на фиг.2, каналы 28 и 29 продолжены в шайбе 27 и выступах 24 и 23 соответственно. При наличии штока 17 (фиг.2) указанные каналы могут, быть продолжены внутри этого штока. Каналы 28 и 29 гибкими шлангами 30 (фиг.4) соединены с выходами пневмо35 усилителя 3.

Привод работает следующим образом.

С выходов датчика 8 на входы блока

7 управления поступают значения текущего положения и скорости перемещения

40 поршня 1. В зависимости от рассогласования между заданным и текущим положениями поршня блок 7 управления формирует выходной сигнал, например, на основе пропорционально-интеграль4r но-дифференциального закона управления ° Выходной сигнал блока 7 управления поступает одновременно на вход силового преобразователя 6 и управляющий вход пневмоусилителя 3. Воз действие управляющего сигнала вызывает повышение давления на одном из выходов пневмоусилителя 3 и понижение давления на втором его выходе. Под действием перепада давления рабочее тело через каналы, например, 28, начинает поступать в одну из полостей пневмоцилиндра 2. Одновременно давление в противоположной полости понижается за счет оттока рабочего тела

3 13572 через соответствующие каналы. Поршень

1 приходит в движение, и рассогласование между текущим и заданным положением поршня 1 .уменьшается до заданной величины, затем силовой преобразователь 6 по сигналу блока 7 управления возбуждает в соответствующей фазе обмотки 5 ток такой величины и знака, что усилие, создаваемое электродвигателем, действует согласованно f0 с усилием, создаваемым за счет давления рабочего тела на поршень 1 до тех пор, пока рассогласование месяцу заданным и измеренным положением перемещаемого звена не станет равным . f5 нулю.

Ф о р м у л а изобретения

1. Привод робота, содержащий сило-29 вой пневмоцилиндр, полости которого через пневмоусилитель связаны с пневмомагистралью высокого давления электродвигатель, обмотка которого соединена с выходом преобразователя, 25 и блок управления, выход которого соединен с входами пневмоусилителя и преобразователя,. о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью улучше25 4 ния массогабаритных показателей за счет совмещенного выполнения силовог< пневмоцилиндра и электродвигателя, цилиндр и поршень выполнены из немагнитопроводного материала, а на внутренней поверхности цилиндра и на наруъной поверхности поршня выполнены кольцевые зубцы, при этом обмотка электродвигателя расположена на поршне в пазах между зубцами, а пазы, образованные зубцами на внутренней поверхности цилиндра, заполнены немагнитопроводным материалом.

2. Привод по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения теплоотвода от обмоток электродвигателя, в поршне выполнены каналы для соединения рабочих полостей силового пневмоцилиндра с пневмоусилителем.

3. Привод по пп.1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что в цилиндре выполнены расположенные диаметрально противоположно продольные сквозные пазы, а в средней части поршня выполнены выступы, расположенные в этих пазах, при этом длина пазов не превышает половины длины поршня. фиг. 2

1357225.

Составитель Ф. Майоров

Редактор А. Ворович Техред JI.CepzloKoBa Корректор М. Максимишинец

Заказ 5931/13 Тираж 952 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Броектная, 4