Очувствленный схват робота

 

Изобретение относится к области робототе.хники н может быть использовано в очувствленных роботах. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей с.хвата робота. Для этого в схвате установлены клиновидные накладки 4 и 5 с подпружиненными зажимными эле- .ментами 8. Накладки 4,5 имеют возможность перемещения по направляющим пазам 3 в скошенной поверхности губок 1 и 2 схвата, причем накладки 4 и 5 связаны с датчиком 12 усилия сжатия и дополнительным датчиком, выполненным в виде подпружиненных электропроводящих контактов со сменной диэлектрической прокладкой. Датчики связаны с блоком 19 управления приводом 18 губок 1,2 схвата, обеспечивающим зажим детали с минимальным усилием и последующий ее самозажим клиновидными накладками 4 и 5. Блок 19 управления дает также информацию о массе объекта манипулирования 10. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g)) q В 25 ) 15/00, 19/00

1 ВСГ б";.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ еР-. г"

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2! ) 3990473/31-08 (22) 17. 2.85 (46) 15.02.88. Бюл. ¹ 6 (7l ) Николаевский кораблестроительный институт им. адм. С. О. Макарова (72) Ю. М. Запорожец, Ю. П. Кондратенко и И. И. Чудайкин (53) 62! -229.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 709357, кл. В 25 J 15/00, 1986, (54) ОЧУВСТВЛЕННЫЛ СХВАТ РОБОТА (57) Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано в очувствленных роботах. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей схвата робота. Для этого в

ÄÄSUÄÄ ) 373565 A 1 схвате установлены клиновидные накладки

4 и 5 с подпружиненными зажимными элементами 8. Накладки 4,5 имеют возможность перемещения по направляющим п азам 3 в скошенной поверхности губок 1 и 2 схвата, причем накладки 4 и 5 связаны с датчиком 12 усилия сжатия и дополнительным датчиком, выполненным в виде подпружиненных электропроводящих контактов со сменной диэлектрической прокладкой. Датчики связаны с блоком 19 управления приводом 18 губок 1,2 схвата, обеспечпваюп им зажим детали с минимальным усилием и последующий ее самозажим клиновиднымн накладками 4 и 5. Блок 19 управления дает также информацию о массе обьекта манипулирования 10. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1373565

Изобретение относится к робототехнике, в частности к захватным устройствам, и может быпгь использовано в очувствленных роботах.

Пелью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг. 1 приведена схема схвата (вид спереди) с блоком управления приводом губок; на фиг. 2 - узел I на фиг, доиолнитс.(ьного сжатия датчика; на фиг. 3 схема cхвата, вид сверху.

В (убках 1 и 2 (фиг. 1) очувствленного схвати робота выполнены направляющие инзы 3, в которых с возможностью перемещения относительно губок 1 и 2 установлены накладки 4 и 5, снабженные направляк>шими выступами 6, размещенными в

IId3dx 3 Накладки 4 и 5 выполнены клиновидными, а поверхности с направляющими пазами 3 губок 1 и 2 расположены (lo отноiIicHH(o к продольной оси М!х) схвата под

>л лом. (оответствующим углу скоса клиновпдиых накладок 4 и 5. Накладки 4 и 5 кроме соединения выступ-паз связаны с сооТво(còt)1 к)щей губкой 1 HlH 2 с иомощьк> упру

I нх элеме(ггов 7, размещенных н пазах 3.

К,(ждая губка снаб кена зажимным элемен(ом 8, иодирх жин HHb(M относительно соотH(гствук>и(ей накладки 4 и 5 посредством уирх I и. элем HT()() с). Поверхность каждого зажим ноп> элемента 8, контактирующая с (>(> ьектом 1(), покрыта упругим эластичным

Ill(рохина (ым м атериа loM 11, например резиной, с .хват снабжен датчиком 12 усилия

crud гия, рс гнсгрирующим II(. ремещение п(>двц чiных I (Icç(. и (убки (накладки 5) IlpH и;(ра щи ванин сжим акпцегo усилия сх вата. ,I,атчик 12 хсHлия сжатия мож T быть выш>лн H, HdflpHM(. иотенциометриче KHM, (мк(>стиым н lH ин.(уктивным. Доио1нительIItilH;t(ITчик усилия сжатия расположен меж.(у зажимиым элементом 8 и накладкой 4 и состоит 1 фиг 2) из двух электроцроводящнх контактов (пластин) 13 и 14. Контакт

14 поди руж и и си относ ител ьно на кладки 4 посредством упругого элемента 15, а коигакт 13 закреплен на упругом элементе 16, жсстко связанном с зажимным элементом 8 таким образом, что между поверхностями контактов 13 и 14 имеется интервал.

Между контактом 13 и зажимным элементом 8 расио.ц>жена диэлектрическая ирокладкd 17.

11рнвод 18 губок и 2 очувствленного схвата связан (фиг. 1) с блоком 19 управления llðHâoëoM, к которому также подключеH(I;loll()1(IHTåëüíûé датчик и датчик 12 усилия сжатия. В состав блока 19 управления приводом 18 входят последовательно соединенные блок задержки 20, первый сумMd(op 21 и второй формирователь сигнала

2", последовательно соединенные источник

55

45 опорного напряжения 23, первый ключ 24, третий ключ 25, второй сумматор 26, второй вход которого через пятый ключ 27 подключен к выходу, первого ключа 24, третий формирователь сигнала 28, выход которого соединен с управляющим входом пятого ключа 27, и четвертый ключ 29, выход которого подключен к третьему выходу блока управления 19. Кроме того, блок 19 содержит последовательно соединенные второй ключ 30, сигнальный вход которого соединен со вторым входом блока управления 19, шестой ключ 31, управляющий вход которо

ro подключен к выходу четвертого ключа 29, седьмой ключ 32, третий сумматор 33, второй вход которого соединен с первым входом блока управления 19, а также последовательно соединенные формирователь сигнала 34, вход которого через дополнительный датчик (контакты 13 и 14) соединен с выходом источника напряжения 35, а выход с управляющим входом первого ключа 24, управляющий вход седьмого ключа

32 подключен к выходу четвертого ключа

29, а выход — к первому выходу блока управления 19. Выход датчика 12 усилия соединен с инвертирующим входом первого сумматора 21, входом блока задержки 20 и вторым выходом блока управления 19, а выход второго формирователя сигнала 22 подключен к управляющим входам второго 30, третьего 25 и четвертого 29 ключей.

C. губками 1 и 2 кинематически связан толкатель 36 (фиг. 3), размещенный в корIlóñå 37 очувствленного схвата. В свою очередь толкатель 36 также связан с приводом

l8 (кинематическая связь толкателя с приводом на фиг. 1 и 3 не показана). с.хват очувствленного робота работает следук)шим образом.

В исходном состоянии (перед захватом объекта 10) первый 24, третий 25 и пятый

27 ключи разомкнуты, а второй 30, четвертый 29, шестой 31 и седьмой 32 ключи замкнуты. При подаче командного сигнала на второй вход блока управления 19, соответствующего команде «захват-объекта», привод 18 через замкнутые ключи 30 и 31 получает питание и создает момент, который через кинематические связи вызывает перемещение губок 1 и 2 навстречу друг другу для захвата объекта 10. При контакте зажимных элементов 8 с деталью 10 и дальнейшей работе при вода 18 нара щи вается сжимающее усилие (упругие элементы 9 ири этом сжимаются) до минимального (заранее заданного) значения, величина которого определяется величиной интервала между контактными поверхностями контактов 13 и 14.

При необходимости интервал можно изменять путем изменения толщины диэлектрической прокладки 17. В момент срабаты1373565

3 4

0 в»>х

1<вх 28 = 0

v)3)(2 8 = !) в»5<2 3 вання до>.олнительного датчика выходной сигнал 1. „,„источника напряжения 35 подается на Вход первого формирователя сигнала 34 с характеристикой

О U t,.„3 t = 0 при

Появление на выходе первого формирователя 34 сигнала 1)в»34=1 приводит к замыканию первого ключа 24, а также к появленик) на первом выходе блока управления 19 командного сигнала на выполнение пробного движения схвата вверх. Одновременно продолжается наращивание сжимающего усилия губок 1 и 2 с помощью привода 18. Когда силы трения, возникающие между покрытиями 11. зажимных элементов и объектом 10, превышает противодействующую силу упругих элементов 7, происходит смегцение накладок 4 и 5 вместе с зажимными элементами 8 относительно губок 1 и 2. Это приводит к изменению сигнала на выходе датчика усилия 12. Выходной сигнал датчика 12 U (t) подается одновременно на вход блока задержки 20, на выходе которого в процессе захвата объекта 10 формируется сигнал U(t — <), где f — время задержки, и на инвертирующий вход первого сумматора 21. На прямой вход первого сумматора 21 при этом поступает сигнал U(t-Ã).

При изменении сигнала U(t) на выходе первого сумматора 21 появляется сигнал Г(t) =U(t — 1 ) — U(t).

Г!ри этом срабатывает второй формирователь 22 с характеристикой

0 V(t) ) 0 ()вых 22 = > при

< <) ((.) < О, размыкая вгорой 30 и четвертый 29 к.)ючи и замыкая третий 25 ключ.

При этом отключается питание от привода 18. а выходной сигнал UB,„,23 источника опорного напряжения поступает на вход третьего формирователя сигнала 28 с характеристикой

Формирователь 28 п ри этом замыкает пятый ключ 27.

Таким образом, в момент работы датчика 12 усилия сжатия при возникновении смещения губок 1 и 2 относительно накладок

4 и 5 прекращается сжатие губок 1 и 2, так как привод 18 отключается, а обеспечивается лишь движение схвата вверх (путем

1О

55 унраВЛЕНИя руКОй робпт 1) При эГ< Ч В>,П (>, H(ние Накл;1 t<)h 4 11 5 h. II! I!l! I. «,; ;

1 и 2 скошенн>>х>и Hplf!3())II I л 1<)х>х мере подьеча «iHdò;I и;>к.>;1.:h . щаютсЯ Вниз )(()ill . l I (> < lf(i(lt .: !«

1 и 2 схВата, сжих>1)и !.)l!< )1<) 1 >, r I> > I (r, «

МЕНТЫ 9. а С.l(,<(Н)1)Т(.it>l<(), Ililp, «.> мающее у«ил 11(. )1() Ilрои(ПОКа Cæ Hi(f àK) ÙBB У« lf, l il «:5;t.+, If < l l>l Х >, « ..:, тов 8 не обеспечит у,ц ржаllи(. и II().1I>(ч зii хваченного обьекта 10 Вели l!Hd «,+,им;>к> щего усилия формирует н В:5(()(I I! ()I веса объекта 10.

Когда осуществл«н «Bачоз;1,+,;t÷» ()61>(h та, прекращается H(. ремеш«ни« lid ê. I;3;1()h

4 и 5 в пазах 3 губок 1 и 2, а на 131<х д< датчика усилия сжатия 1 ). hd K 11 HH 133 < >р0 1 выходе блока управления 19. формирук) гсн сигналы, соответствук>шие величине «ки мающего усилия или Весх обь«кт;3 11).

Поскольку сигнал датчика 1" >, (и.>пи сжатия не изменяется, то на вых(.)е 11< pH()го сумматора 21 устанавливается си> н;3.1 нулевого уровня, а следовательно, H;t I)f ix()де второго формирователя сигнала 22 является сигнал t!8» 22 = О.:-)то <),п>о>>р<.менно приводит к размыканин) тр<.ть(I() ключа 25, однако рdáîòà блока уilðанл(нии

19 не нарушается, так как Tp(тий hлкиl 25 шунтирован пятым ключом 27, находяшпч ся в замкнутом состоянии; з(<х>ыьа>31>н и; рого ключа 30, однdh() приш>д 18 и( чает питание, TdK как î (H()Hp«чеtlil(> «з;1 мыканием втор(но ключа 30 р;>змык;.

ШЕСтОй КЛЮЧ 31 (СМ. «;!«,I) К>П(ий l<(«ьl ), замыканию четвертог ) к.ft() Id 2)<) и Вы ч,!: H сигнал () „„28 при;точ ра <мык,>(T п>«г

31 и с: дьмой 32 ключи. В р< «,п,>а «

ПЕРВОМ ВЫХОДЕ бЛОКВ уllpril<.1«н>t)l у« Г,.«;1<5 ливается сигнал нулево () l l)()HIt>I, щающий пробное дB>fthm .It>I(«х>3;33;I <51«I» свидетельствхюший о «<>з.l;ldll(I > лия.

В то же время )>а тр()ь<.ч 151, х<)1(6л управления 19 поя Вляе гсн «ill и;I. l „,„" представляющий собой K() f;I>I,Il >I;< lil,ll,« пение работы роботоч за пл;>ни р<) и;> и н ы х

НИ ПуЛЯНИОННЫ \ OII«ра цн Й (<)<> 1 ., I r >х! (l

Если в процессе Hl>ill(>лш н >н ч;:н<1:< ционных операций с о61,(1<>Ч )t) увеличивается (емкохть, 15 ь<, вается жидк()сть и.п1 до6,115.! H< l . >l материал), T(> очу В "1 Вл(н ны и таЯ аВтоматич(>ски. 6(5 hi!hi< >,, III<><> <<1« <<:<« команд обеспечив;цт нар;)Н1ип; 1>и( щего УсилиЯ д() TP«()1«ì<)II 1«,lll :i! l. < втором Bh! xo.t« бгн>к;3 у I! p;l li l(II><)l

ЭТОМ фОP× ИPУЕТСЯ Си I If;I.1, < НО lr < r Ill I< > 1>« рого можно olt(нить H««()6!< ь,. 1< .-):, 1 сигнал можно и«ll().11 <о>5;111, 1 ll!I <1 rli

KB IIHH (pd(II()3H13 BH HI! >I ) (>6 l,(ь I О>> ) > >, чаю)цихся li() Весу, что В«>,ч;1 (5;«..и<> выш>чнении ()«f)«I«>l с<и)р«чиы. и IH сортиРО(3очных О!!(1)I!Иц! I!

Д !и Осв«6«ж l(IIHЯ «6ьект;! I(> на !(ерBI>l(входы (>л >К;I у II )<113.1<. IIIIH 1<1 Il«,(BB>ся сHI нал, IIO К«3«р«чу ll()11 ВО;1 (8 «бесlll ÷èBBOT ();I(iKBTH(губ«к I и 2 (1ри размыкаиии контактов 1) и 1 (l«II«лнительн«г«;(атчика первый форыир«наг(. It, >4 не ш>лучает пигание, иереB«(ÿ !!ри э!Ол! II< рвый клк>ч 24

B разоыкнуп>е ««с!«янис, а с«ответственно и всс элеыеllt t>l 6.1«K<1 Л(!р(3(3г!ения 19 в ис,O;IН(>Е С(К"ГОЯНИС

Б«з!>р(! гиы(х !>ру ги()л«ч енты 7 также перече(!(ают н(!Кла,!ки .(и 5 с зажиыныыи элем сита ыи в исх«,i!to(. с«стояние.

Фор.(((1.!и и:<об)р(. т(.ния

1 Очх вствленныи схват р(ии>та, с«держащий и кинем атичес ки свя !BI!I!BI(с при водоч губки, Ilo крайней мере на одной из которых установл tt датчик усилия сжатия, связи нный с блок«ы управления приводом губок, причеъ> в губках выполнены направ.(>!Кицие 1!азы, в коп>рых с возможностью иереыещения ()Tllo(ите)и ш> губок у стан«влеt l l>l I l B K. а. (К И, >> I I () >> ГО С В Я 3 а и Н Ы (< С С (К) Т Н(< т Tt3>> K) lll(. H BX 6K« t1 H IIXI(K)III HC l3O 3 XI «>K II«<: взаимодействия сдатчиком усилия сжатия, отличак)щий(I тем, чт«, с целью р(!сн!!3рсНИЯ Ч) > Н КЦИОIIl Х (3ОЗ ЫОЖ НО(. T(. И, Ка(ж;I И.3 I < 6«h OtlKHAKI tt t>IXI a.l(MC(t ГОЫ, I I «, I I I () >> ih H I I « Н Н Ы Ы OT II «<: И Т<>Л Ь HO OOTветствук>щей накла lhH в IIBII()B(3лснии, цернендикулярном продольной (>си схвата, llo кра!!Иси ыерс на О.цюы .(ажимноы элементе > С Т <3 и О В. И< (3, (O (1«Л ! И Т t I Ы И l B Т Ч И К <. И Л И и сжатия, ил(ею!ций возы ожность взаимо. I(.йствия с or(It«H из накладок, ири этоы накладкии выполнены кл и новидн ыы и, на !!ра влякицис пазы к(>ж.(ой из губок (>B(.ttoл«жены Ilo;I, углом, Обращенным ве() IIIHIlol! вниз, к II()îäo.lt (toé оси схвата, а дополнительный датчик усилия сжатия соединен с блоком управления приводом губок.

2. Схват робота по п. 1, отличающийся теч, что блок управления приводом губок содержит последовательно соединенные блок задержки, первый сумматор и второй формирователь сигнала, последовательно соединенные источник опорного нанряжс— ния, первый ключ, третий ключ, второй сумыатор, второй вход которого через пятый ключ IloJKлючен к выходу первого ключа, третий формирователь сигнала, выход которого соединен с управляющим входом пятого KB<)«a, и четвертый ключ, выход коTop<)Io подключен к третьему выходу блока у !!равления, последовательно соединенные вп>рой ключ, сигнальный вход которого с«единен с вторым входом блока управления, шестой ключ, управляющий вход которого подключен к выходу четвертого ключа, 2О третий сумматор, второй вход которого соединен с первым входом блока управления, а также последовательно соединенные первый формирователь сигнала, вход которого соединен с третьим входом блока управления, а выход — с управляющим входом»ервого ключа, и седьмой ключ, управляющий вход которого подключен к выходу чстверт«го ключа, а выход к первому выходу блока управления, причем четвертый вход б.loKB управления соединен с инвертируlo30 щим Bxoдом первого сумматора, входоы блоKач в.горого, третьего и четвертого ключей, сигнальный вход седьмого ключа подклк>чен

h выходу первого формирователя сигнаlB. унравляк>щий вход пятого клк>ча сое.(инеи с !3(Ix«(«xI третьего форыирователя сигна I I, ири эточ выход третьего суыл(атора ио Ih,ttoц н h четвертх>л>у выходу блока управления. т /Я

/ /4

1373565 (.оставитедь Н (ергеев

Рслактор Н. Горват Текрел И. Верее Корректор.Х. Зичокосов

Заказ 162/l2 Тира к 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета (:(:(:Р по ледам изобретений и откр>игпй

1 l 3035, Москва, Ж- 35, Рауип лая наб., д. 4 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. У>кгопод, х.а. Проектная. 4