Вакуумное грузозахватное устройство

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкциям вакуумных грузозахватных устройств, и может быть применено в промышленных роботах, манипуляторах и автоматических линиях преимущественно для захватывания, транспортирования и манипулирования деталей с малой массой, имеющих плоские поверхности. Целью изобретения является повышение эксплуатационных качеств. Вакуумное грузозахватное устройство содержит диэлектрический корпус 1 с закрепленными на нем основной 2 и дополнительной 3 эластичными манжетами. В корпусе 1 размещен вакуумобразующий подвижный элемент, выполненный в виде оболочки, включающей параллельно установленные электропроводные мембраны 4 и 5, жестко связанные между собой штоком 6. Шток 6 перемещается в центральном отверстии 7, выполненном в перегородке 8, установленной параллельно мембранам 5 и 4. Также параллельно мембранам расположены торцовые стенки 9 и 10, имеющие отверстия 11 и 12. Перегородка 8 вместе со стенками 9 и 10 подключается к разноименным полюсам 13 источника постоянного напряжения. Мембраны 4 и 5 подключены к разноименным полюсам 14 источника переменного напряжения. На мембранах для устранения короткого замыкания устанавливаются диэлектрические пластины 15 и 16. Для увеличения степени разрежения замкнутая камера 17, образованная между мембранами 4, 5 и корпусом 1, заполнена диэлектрической полярной жидкостью. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„,„1562282 (51) 5 В 66 С 1 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8T0PCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11 15 17

5 8 7 7Г Б1Ю N

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4444624/31-11 (.22) 20.06.88 (46) 07.05.90. Бюл. № 17 (71) Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина (72) В. Я. Краснослободцев, Б. Б. Бросалин и А. Е., Шаралапов (53) 621.86.061 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1085922, кл. В 66 С 1/02, 1982. (54) ВАКУУМНОЕ ГРУЗОЗАХВАТНОЕ

УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкциям вакуумных грузозахватных устройств, и может быть применено в промышленных роботах, манипуляторах и автоматических линиях преимущественно для захватывания, транспортирования и манипулирования деталей с малой массой, имеющих плоские поверхности. Целью изобретения является повышение эксплуатационных качеств. Вакуумное грузозахватное устройство содержит диэлектрический корпус 1 с закреплен2 ными на нем основной 2 и дополнительной 3 эластичными манжетами. В корпусе 1 размещен вакуумобразующий подвижный элемент, выполненный в виде оболочки, включающей параллельно установленные электропроводные мембраны 4 и 5, жестко связанные между собой штоком 6.

Шток 6 перемещается в центральном отверстии 7, выполненном в перегородке 8, установленной параллельно мембранам 5 и 4.

Также параллельно мембранам расположены торцовые стенки 9 и 10, имеющие отверстия 11 и 12. Перегородка 8. вместе со стенками 9 и 10 подключается к разноименным полюсам 13 источника постоянного напряжения. Мембраны 4 и 5 подключены к разноименным полюсам 14 источника переменного напряжения. На мембранах для устранения короткого замыкания устанавливаются диэлектрические пластины

15 и 16. Для увеличения степени разрежения замкнутая камера 17, образованная между мембранами 4, 5 и корпусом 1, заполнена диэлектрической полярной жидкостью. 1 з. и. ф-лы, 1 ил.

1562282 з

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям вакуумных захватов, и может быть применено в промышленных роботах, манипуляторах и автоматических линиях преимущественно для захватывания, транспортирования и манипулирования деталей и изделий с малой массой, имеющих плоские поверхности.

Цель изобретения — повышение эксплуатационных качеств.

На чертеже показана конструктивная схема предлагаемого устройства, Устройство содержит корпус 1, выполненный из диэлектрического материала, с закрепленными на нем основной 2 и дополнительной 3 эластичными манжетами. В ксрпусе 1 размещен вакуумобразующий подвижный элемент, выполненный в виде оболочки, включающей параллельно установленные электропроводные гофрированные мембраны 4 и 5, жестко связанные между собой диэлектрическим штоком 6.,Шток 6 перемещается в центральном отверстии 7, выполненном в перемычке 8. Перемычка установлена между мембранами 4 и 5 и параллельна им. Также параллельно мембранам 4 и 5 расположены торцовые стенки 9 и 10, имеющие отверстия 11 и 12.

Перемычка 8 вместе с торцовыми стенками 9 и 10 подключается к разноименным полюсам 13 источника высоковольтного (порядка 3 кВ) постоянного напряжения. Мембраны 4 и 5 подключаются к разноименным полюсам 14 источника переменного высоковольтного напряжения, позволяющим изменять полярность подаваемого на мембраны напряжения.

Для устранения электрического контакта, т. е. короткого замыкания, между мембранами 4 и 5 и стенками 9 и 10 на мембранах 4 и 5 установлены диэлектрические пластины 15 и 16, жестко связанные со штоком 6, выполняющие одновременно функцию жестких центров мембран.

С целью увеличения степени разрежения между захватом и поверхностью изделия замкнутая камера 17, образованная между мембранами 4 и 5 и диэлектрическим корпусом 1, заполнена полярной диэлектрической жидкостью, имеющей высокую относительную диэлектрическую проницаемость е, например ацетоном, у которого в=20,74.

Устройство работает следующим образом.

Перед захватыванием детали или изделия через полюсы 13 на перемычку 8 подают напряжение, например, отрицательной полярности, а на стороны 9 и 10 — положительной. При захватывании изделия, находящегося, например, снизу захвата, вакуумобразующий элемент, состоящий из мембран 4 и 5, связанных штоком 6, перемещают в крайнее нижнее положение, т. е. в сторону захватываемой детали. Для такого перемещения на верхнюю мембрану 4 через полюсы 14 подают напряжение поло4 жительной полярности, а на нижнюю мембрану 5 — отрицательной. Под действием кулоновских пондеромоторных сил в однородных электростатических полях, возникающих между стенками, диафрагмой и перемычкой, вакуумобразующий элемент опускается. При этом на мембрану 4 со стороны стенки 9 в электрическом поле действует направленная вниз сила отталкивания, так как они имеют одинаковый (положитель10 ный) знак потенциала, а со стороны перемычки 8 на мембрану 4 действует также направленная вниз сила притяжения, так как мембрана 4 и перемычка 8 имеют противоположный знак потенциала.

На мембрану 5 со стороны перемычки 8

15 действует направленная вниз кулоновская сила отталкивания, а со стороны стенки 10— тоже направленная вниз кулоновская сила притяжения. Таким образом, действующие на гибкие мембраны 4 и 5 в электри20 ческих полях кулоновские пондеромоторные силы направлены в одну, сторону и за счет упругой деформации мембран приводят к перемещению вакуумобразующего элемента в крайнее нижнее положение.

26

После соприкосновения захвата с поверхностью транспортируемой детали между ними образуется замкнутая камера, уплотняемая с помощью основной эластичной манжеты 2. Для захватывания детали изменяют полярность подаваемого на мембраны 4 и 5 напряжения, т. е. на мембрану 4 подают напряжение отрицательной полярности, а на мембрану 5 — положительной. Напряжение на неподвижных электродах остается постоянным по величине и полярности. В результате изменения полярности подаваемого на подвижные мембраны 4 и 5 напряжения кулоновские пондеромоторные силы, действую;цие на них, изменяют свое направление на противоположное. Вакуумобразующий элемент перемещается вверх, что приводит к уве личению об.ьема замкнутой камеры. При увеличении объема этой замкнутой камеры давление в ней понижается и становится меньше атмосферного, что приводит к приж атию детал и к захвату.

После манипулирования деталь переносится на другую рабочую позицию, где освобождается от захвата за счет нового изменения полярности напряжения на мембранах 4 и 5. Это изменение полярности приводит к обратному перемещению вакуумобразующего элемента вниз и выравниванию давления в замкнутой камере между захватом и деталью с атмосферным.

Перед захватыванием детали вакуумобразующий элемент перемещают в ее сторону для того, чтобы повысить величину изменения объема под действием изменения полярности напряжения и тем самым увеличить уровень разрежения и, следовательно, усилие прижатия между захватом и деталью.

1562282 е я жения и силы прижатия между захватом е и деталью.

Формула изобретения

В предлагаемом устройстве благодар конструктивным особенностям кулоновски пондеромоторные силы действуют на каждую из мем бран 4 и 5 не с одной, а одновременно с обеих сторон. В результате этого увеличивается сила перемещения вакуумобразующего элемента, а значит, стеПейь разрежения и сила прижатия детали к захвату.

Для дальнейшего увеличения степени раз- 10 режения и, следовательно, силы прижатия между захватом и деталью необходимо увеличивать суммарную пондеромоторную кулоновскую силу, действующую в электрических полях на мембраны 4 и 5 захвата.

Известно, что пондеромоторная кулоновская сила прямо пропорциональная по величине диэлектрической проницаемости в среды, находящейся между плоскими электростатическими элементами, в рассматриваемом случае между мембранами 4 и 5 и перемычкой 8. 20

Поэтому для увеличения пондеромоторной кулоновской силы в замкнутой камере, образованной между мембранами 4 и 5 и корпусом 1; и для в=1,0 необходимо применять полярную диэлектрическую жидкость, например ацетон. Ацетон имеет удель- 25 ное сопротивление 1,1 ° 10 " Ом м, а относительную диэлектрическую проницаемость

20, 74. Таким образом, применение ацетона по сравнению с воздухом позволяет увеличить пондеромоторную кулоновскую силу, ЗО действующую на каждую из мембран 4 и 5 со стороны перемычки 8, в 20,74 раза.

Это приводит к увеличению степени разре1. Вакуумное грузозахватное устройство, содержащее полый корпус с закрепленными на его противоположных сторонах плоскими уплотнительными манжетами, образующими камеры, сообщенные с полостью корпуса, и закрепленный на боковых стенках в полости корпуса вакуумобразующий элемент, включающий в себя гибкую оболочку с наполнителем, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационных качеств, оно снабжено установленной в боковых стенках корпуса и расположенной внутри оболочки жесткой перемычкой с центральным отверстием, штоком, подвижно установленным в последнем, и диэлектрическими пластинами, закрепленными на концах штока и прикрепленными диаметрально к оболочке в ее центральной части с внешней стороны, при этом боковые стенки корпуса выполнены из диэлектрического материала, а оболочка — из электропроводного материала, причем стороны корпуса и перемычка соединены электрически с непереключаемым источником постоянного тока, а оболочка— с переключаемым источником постоянного тока..

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что, с целью увеличения степени разрежения в полости камер, наполнитель представляет собой полярную диэлектрическую жидкость

Составитель В. Гаевский

Редактор В. Петраш Техред И. Верес Корректор В. Кабаций

Заказ 1034 Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комринат «Патент», r. Ужгород, ул. Гагарина, 101